1、学校：临清一中 学科：生物 编写人：吕瑞 审稿人：孙书明专题 1 .1.2 基因工程的基本操作程序课前预习学案1、预习目标简述基因工程原理及基本操作程序。 2、预习内容1、基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：_、_、_、_。2、目的基因的获取 目的基因可以从_，也可以用_。目的基因主要是指_，也可以是一些_。获取目的基因的方法有以下几种：_、_、_。3、基因表达载体的构建基因工程的核心是_。一个基因表达载体的组成除了_外，还必须有_、_以及_等。4、将目的基因导入受体细胞转化是指_。将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是_，除此之外，还有_和_等方法。 _是转基因动物中采用最多，也是最为有
2、效的一种将目的基因导入动物细胞的方法。 大肠杆菌细胞最常用的转化方法是：首先用_处理细胞，使细胞处于一种_的生理状态，这种细胞称为_。5、目的基因的检测与鉴定要检测转基因生物染色体的 DNA 上是否插入了目的基因，非常关键，检测方法是_。以_作为探针。要检测目的基因是否转录出了 mRNA，检测方法是_。检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是_。除了上述分子检测外，有的还需要进行_的鉴定。三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中疑惑点 疑惑内容课内探究学案1、学习目标及重难点1、简述基因工程原理及基本操作程序。2、尝试设计某一转基因生物的研制过程。学习重点：基因
3、工程基本操作程序的四个步骤。学习难点：（1）从基因文库中获取目的基因（2）利用 PCR 技术扩增目的基因2、学习过程【温故】 1、什么是基因工程？2、DNA 重组技术的基本工具有哪些？3、运载体需要具备哪些条件？ 【知新】1、目的基因的获取（想一想，为什么要有这一步？）思考并回答：（1）目的基因的获取方法有哪些？ （2）为什么要建立基因文库？怎么建立的？（3）如何从基因文库中获取目的基因？（4）为什么要建立 cDNA 文库？如何获取 cDNA？（5）PCR 技术的原理是什么？（6）如何获取引物？（7）PCR 技术扩增的过程是？2、基因表达载体的构建思考并回答：（1）为什么要构建基因表达载体？单
4、独的 DNA 片段能不能稳定遗传？（2）基因表达载体的构成包括哪些元件？（绘制基因表达载体的模式图）（3）什么是启动子、终止子？他们位于哪里？有什么作用？（4）为什么要有标记基因？它的作用是？3、将目的基因导入受体细胞（想一想，为什么要导入受体细胞？在外界能不能维持稳定和表达？）思考并回答：（1）什么是转化？（2）将目的基因导入植物细胞的方法有哪些？最常用的方法是？哪些细胞可以作为受体细胞？（结合示意图，了解农杆菌转化法的基本过程）（3）将目的基因导入动物细胞的基本操作程序是？要用到什么技术？哪些细胞可以作为受体细胞？（4）早期的基因工程为什么选择原核生物作为受体细胞？（5）大肠杆菌细胞最常用
5、的转化方法是？4、目的基因的检测与鉴定（为什么要检测和鉴定？）思考并回答：（1）目的基因的检测与鉴定可以从什么水平来做？（2）核酸杂交技术基本过程是？ 什么是探针？（3）如何检测目的基因是否翻译出蛋白质？（4）如何从个体生物学水平鉴定转基因抗虫棉？3、反思总结基因工程的基本操作步骤 主要方法、技术或组成步骤一：步骤二：导入植物细胞：导入动物细胞：步骤三：导入微生物细胞：步骤四：四、当堂检测1、基因工程的操作步骤：制备重组 DNA 分子转化受体细胞筛选出获得目的基因的受体细胞，培养受体细胞并诱导目的基因的表达获取目的基因正确的操作顺序是 （ ）A B C D2、基因工程是在 DNA 分子水平上进
6、行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 （ ）A人工合成基因 B制备重组 DNA 分子C转化受体细胞 D目的基因的检测和表达3、人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体加工合成。通过转基因技术，可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是 （ ）A大肠杆菌 B酵母菌 CT4 噬菌体 D质粒 DNA4、下列关于基因工程的叙述，正确的是： （ ）A基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因B细菌质粒是基因工程常用的运载体C通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的 DNA，用另一种处理运载体 DNAD为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体5、下图是利用基因工程技术生
7、产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答。人胰岛细胞大肠杆菌胰岛素mRNAA人胰岛素人胰岛素大量的 A重复进行 B C D（1）能否利用人的皮肤细胞来完成过程？为什么？。（2）过程必需的酶是 酶，过程必需的酶是 酶。（3）与人体细胞中胰岛素基因相比，通过过程获得的目的基因不含有非编码区和 。（4）若 A 中共有 a 个碱基对，其中鸟嘌呤有 b 个，则过程连续进行 4 次，至少需要提供胸腺嘧啶 个。（5）在利用 AB 获得 C 的过程中，必须用 切割 A 和 B，使它们产生 ，再加入 ，才可形成 C。（6）为使过程更易进行，可用 （药剂）处理 D。课后练习与提高1、1976 年，美国的 H.Boy
8、er 教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转入大肠杆菌，并获得表达，这是人类第一次获得的转基因生物，此文中的表达是指该基因在大肠杆菌 （ ）A能进行 DNA 复制 B能进行转录和翻译C能控制合成抑制生长素释放因子 D能合成人的生长激素2、科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白。以下有关基因工程的叙述，错误的是 （ ）A采用反转录的方法得到的目的基因有内含子B基因非编码区对于目的基因在块茎细胞中的表达是不可缺少的C马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞D用同一种限制酶，分别处理质粒和含目的基因的 DNA，可产生相同的黏性末端，进而形成重组 DNA 分子3、下列关于基因工程的叙述，错误
9、的是 （ ）A目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物B限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶是两类常用的工具酶C人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性D载体上的抗性基因有利于筛选含重组 DNA 的细胞和促进目的基因的表达4、钱永健先生因在研究绿色荧光蛋白方面的杰出成就而获 2008 年诺贝尔奖。在某种生物中检测不到绿色荧光，将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后，结果可以检测到绿色荧光。由此可知 （ ）A该生物的基因型是杂合的 B该生物与水母有很近的亲缘关系C绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达D改变绿色荧光蛋白基因的 1 个核苷酸对，就不能检测到绿色荧光5、在用基因工程技术构
10、建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是 （ ）A. 用限制性核酸内切酶切割烟草茶叶病毒的核酸B. 用 DNA 连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体C. 将重组 DNA 分子导入原生质体D. 用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞6、已知某种限制性内切酶在一线性 DNA 分子上有 3 个酶切位点，如图中箭头所指，如果该线性 DNA 分子在 3 个酶切位点上都被该酶切断，则会产生 a、b、c、d 四种不同长度的 DNA 片段。现在多个上述线性 DNA 分子，若在每个 DNA 分子上至少有 1 个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶切后，这些线性 DNA 分子最多能产生长度不同的 DNA
11、片段种类数是 （ ）A3 B4 C9 D127、图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性内切酶 EcoRI、 BamHI 的酶切位点， ampR 为青霉素抗性基因，tctR 为四环素抗性基因，P 为启动因子，T 为终止子，ori 为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRI、 BamHI 在内的多种酶的酶切位点。（1）将含有目的基因的 DNA 与质粒表达载体分别用 EcoRI 酶切，酶切产物用 DNA 连接酶进行连接后，其中由两个 DNA 片段之间连接形成的产物有_、_、_三种。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行 。（2）用上述 3 种连接产物与无任何抗药
12、性的原核宿主细胞进行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是 ；若接种到含青霉素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是 。（3）目的基因表达时，RNA 聚合酶识别和结合的位点是 ，其合成的产物是 。（4）在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是 。8、人体细胞内含有抑制癌症发生的 p53 基因，生物技术可对此类基因的变化进行检测。(1)目的基因的获取方法通常包括_和_ 。(2)上图表示从正常人和患者体内获取的 p53 基因的部分区域。与正常人相比，患者在该区域的碱基会发生改变，
13、在上图中用方框圈出发生改变的碱基对；这种变异被称为_。(3)已知限制酶 E 识别序列为 CCGG，若用限制酶 E 分别完全切割正常人和患者的 p53 基因部分区域(见上图)，那么正常人的会被切成_个片段；而患者的则被切割成长度为_对碱基和_对碱基的两种片段。(4)如果某人的 p53 基因部分区域经限制酶 E 完全切割后，共出现 170、220、290 和 460 碱基对的四种片段，那么该人的基因型是_( 以 P+表示正常基因，P-表示异常基因)。【课前预习参考答案】1、目的基因的获取 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 2、自然界中已有的物种中分离出来 人工的方法
14、合成 编码蛋白质的结构基因 具有调控作用的因子 从基因文库中获取目的基因 利用 PCR 技术扩增目的基因 通过 DNA 合成仪用化学方法直接人工合成 3、基因表达载体的构建 目的基因 启动子 终止子 标记基因 4、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 农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法 显微注射技术 Ca2+ 能吸收周围环境中 DNA 分子 感受态细胞 5、DNA 分子杂交 用放射性同位素标记的含有目的基因的 DNA 片段 分子杂交技术 抗原-抗体杂交 个体生物学水平【课内探究参考答案】1 C 2 C 3 B 4 B5、 （1）不能 皮肤细胞中的胰岛素基因未表达（或未转录） ，不能形成胰岛素 mRNA （2）逆转录 解旋 （3）内含子 （4）15（ab） （5）同一种限制性内切酶 相同的黏性末端 DNA 连接酶 （6）CaCl 2 【参考答案】1 C 2 A 3 D 4 C 5 A 6 C 7、 （1）目的基因载体连接物 载体-载体连接物 目的基因 -目的基因连接物 分离纯化 （2）载体-载体连接物 目的基因-载体连接物、载体-载体连接物（3）启动子 mRNA（4）EcoRI 和 BamHI8、 (1)从细胞中分离 通过化学方法人工合成(2) 见下图基因碱基对的替换（基因突变）(3) 3 460 220 (4) P+P-
