1、1山东省昌乐一中 2011-2012 高二生物学案 必修三 编号 05 2012.1.4班级 姓名 1 2 基因工程的基本操作程序编制：王福玲 徐军胜 审核：王福玲 审批：【学习目标】：简述基因工程原理及基本操作程序。【重点难点】：1. 基因工程基本操作程序的四个步骤。2.从基因文库中获取目的基因。3.利用 PCR 技术扩增目的基因。【自主学习】基因工程的基本操作程序主要包括 4 个步骤： 的获取、基因表达 的构建、将 细胞、 的检测与鉴定。一、目的基因的获取1、概念：目的基因主要是指编码蛋白质的 。也可以是一些具有调控作用的因子。2、来源：（1）可以从自然界中已有 中直接分离出来。 （2）从
2、 中获取目的基因。3、获取目的基因的方法：根据基因的有关信息，如基因的 序列，基因功能、基因在 上的位置、基因的转录产物 ，以及基因的翻译产物 等特性来获取目的基因。（1）利用 PCR 技术扩增目的基因：PCR 技术是一项在生物体外复制 片段的核酸合成技术。条件：提供已知 的核苷酸序列，根据这段序列合成 。 （2）人工合成方法：当基因较小，核苷酸序列已知时，可以用人工方法合成（例如，通过直接合成） 。二、基因表达载体的构建1、表达载体的组成表达载体：目的基因、 、 、标记基因。启动子：它是一段有 ，位于基因的首端，它是 的识别和结合部位，起动转录 mRNA。终止子：位于基因的尾端，终止 过程。
3、标记基因：用于 受体细胞是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。2、表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中 存在，并且 给下一代，同时使 能够表达和发挥作用。三、将目的基因导入受体细胞1、将目的基因导入植物细胞（1）农杆菌转化法：转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为 。农杆菌特点：在自然条件下能感染 植物和 2植物， ，对 植物没有感染力；Ti 质粒的 可以转移至受体细胞，并整合到受体细胞的 上。（2）基因枪法又叫 。（3）花粉管通道法：利用花粉管通道使目的基因进入 ，然后进入 。2、将目的基因导入动物细胞（1）方法： 。（2）操作程序：目的基因
4、的 提纯取卵（受精卵） 移植子宫内发育新性状动物3、将目的基因导入微生物细胞（1）原核生物的特点：， 。（2）常用的受体细胞： 。（3）转化： 处理细胞 细胞表达载体与感受态细胞混合感受态细胞吸收 分子，完成转化。四、目的基因的检测与测定1、检测：（1）方法： 。（2）原理：碱基互补配对（3）内容：检测转基因生物的染色体 DNA 上的 ，原理是 技术。检测目的基因是否转录出 ，原理是 技术。检测目的基因是否翻译成蛋白质，原理是 。2、鉴定：个体生物学水平鉴定，如抗虫、抗病鉴定等。【自学检测】1.下列正确表示基因操作“四部曲”的是 （ ）A提取目的基因目的基因导入受体细胞 基因表达载体的构建目的
5、基因的检测和鉴定B目的基因的检测和鉴定 提取目的基因基因表达载体的构建目的基因导入受体细胞C提取目的基因基因表达载体的构建 目的基因导入受体细胞目的基因的检测和鉴定D基因表达载体的构建提取目的基因 目的基因导入受体细胞目的基因的检测和鉴定2下列不属于获得目的基因的方法的是 （ ）A利用 DNA 连接酶复制目的基因 B利用 DNA 聚合酶复制目的基因C从基因文库中获取目的基因 D利用 PCR 技术扩增目的基因3.下列哪项不是基因表达载体的组成成分 （ ）A启动子 B终止密码子 C标记基因 D复制原点4.下列哪项不是将目的基因导入植物细胞的方法 （ ）A基因枪法 B显微注射法 C农杆菌转化法 D花
6、粉管通道法答案：CABB【课堂探究】一、目的基因的获取1、如何从基因文库中获取目的基因？32、PCR 技术与 DNA 复制的异同点？二、基因表达载体的构建1.作为基因工程表达载体，只需含有目的基因就可以完成任务吗？为什么？2、绘一个基因表达载体示意图：三、将目的基因导入受体细胞1、课本 15 页思考与探究第 2 题、第 3 题2、.根据农杆菌可将目的基因导入双子叶植物的机理，你能分析出农杆菌不能将目的基因导入单子叶植物的原因吗？3、思考：早期基因工程为什么选用原核生物作为受体细胞？四、目的基因的检测与测定1.导入目的基因后需要检测哪些方面？各采取什么方法？2.什么是 DNA 分子探针？检测时的
7、 DNA 探针通过什么原理来检测目的基因和相应的 mRNA？3.利用抗体抗原杂交检测的原理是什么？4.目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键是什么？检测和鉴定指的分别是什么水平？【当堂检测】1PCR 技术扩增 DNA，需要的条件是 （ ）目的基因 ATP 四种脱氧核苷酸 DNA 聚合酶等 mRNA 核糖体4A B C D2下列不属于目的基因与运载体结合过程的是 （ ）A用一定的限制酶切割质粒露出黏性末端 B用同种限制酶切割目的基因露出黏性末端C将切下的目的基因的片段插入到质粒切口处 D将重组 DNA 导入受体细胞中进行扩增3. 在基因表达载体的构建中，所需要的酶是 （ ）限制酶 DNA 连接酶
8、 解旋酶 DNA 聚合酶A B C D4植物学家在培育抗虫棉时，对目的基因作适当修饰，使目的基因在棉花植株的整个生长发育期都表达，以防止害虫侵害，这种对目的基因所作的修饰发生在（ ）A终止子 B引物 C标记基因 D启动子5在基因工程操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的是 （ ）A人工合成目的基因 B目的基因与载体结合C将目的基因导入受体细胞 D目的基因的检测与鉴定6.将目的基因导入微生物细胞之前，要用 Ca2+处理细胞，处理过的细胞叫（ ）A感受态细胞 B敏感性细胞 C吸收性细胞 D接受细胞7农杆菌转化法转移目的基因进入受体细胞，目的基因的最终位置是 （ ）ATi 质粒上 B受体细胞染色体上
9、 C裸露细胞核中 D存在细胞质中8目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是 （ ）检测受体细胞是否有目的基因 检测受体细胞是否有致病基因 检测目的基因是否转录 mRNA 检测目的基因是否翻译蛋白质A B C D9要检测目的基因是否成功地插入了受体 DNA 中，需要用基因探针，基因探针是指 （ ）A用于检测疾病的医疗器械 B用放射性同位素或荧光分子等标记的 DNA 分子C合成 -球蛋白的 DNA D合成苯丙羟化酶的 DNA 片段答案：ADADC ABCB10资料显示，近十年来，PCR 技术（DNA 聚合酶链式反应技术）成
10、为分子生物实验的一种常规手段，其原理是利用 DNA 半保留复制的特性，在试管中进行 DNA 的人工复制（如下图） ，在很短的时间内，将 DNA 扩增几百万倍甚至几十亿倍，使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于活的生物体。请据图回答：（1）加热至 94的目的是使 DNA 样品中的_键断裂，该过程在生物体细胞内是通过_酶的作用完成的。分析可知新合成 DNA 分子中 A=T，C=G，这说明 DNA 分子的合成遵循_。（2）与细胞内 DNA 复制相比，PCR 技术所需要的 DNA 聚合酶的最适温度比较_（高、低） 。5（3）通过 PCR 技术使 DNA 分子大量复制时，若将一个用 15N 标记的模板 DNA 分子(第一代)放入试管中，以 14N 标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制到第五代时，含 15N 标记的 DNA 分子单链数占全部 DNA 总单链数的比例为 。（4）PCR 技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方法。若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒，你认为可以用 PCR 扩增血液中的（ ）A白细胞 DNA B病毒蛋白质 C血浆抗体 D病毒核酸答案（1）氢 解旋 碱基互补配对原则 （2）高 （3）1/16 （4） D
