《山東省樂陵市高中生物 第一章 第2節(jié) 基因工程的基本操作程序?qū)W案 新人教版選修3》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《山東省樂陵市高中生物 第一章 第2節(jié) 基因工程的基本操作程序?qū)W案 新人教版選修3（4頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 專題一 基因工程 第2節(jié) 基因工程的基本操作程序 【學(xué)習(xí)目標】1．基因工程原理及基本操作程序。(重點)2．獲取目的基因的途徑及基因表達載體的模式結(jié)構(gòu)。 3．目的基因?qū)胧荏w細胞的方法、檢測與鑒定目的基因的方法。(重點) 【自學(xué)自測】 一：基因工程的第一步——目的基因的獲取 1．目的基因：主要是指_____________________的基因，也可以是___________________。 2．獲取方法： (1)從基因文庫中獲取： ①基因文庫的含義：將含有某種生物不同基因的許多_____________________，導(dǎo)入 的群體中儲存，

2、各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因。 ②基因文庫的類型：a．_________________：含有一種生物所有的基因； b．_________________：含有一種生物的一部分基因，如_____________。 (2)利用PCR技術(shù)擴增目的基因： ①含義：PCR是____________________的縮寫。它是一項在生物體外_____________________的核酸合成技術(shù)。 ②原理：_____________________。 ③前提條件：_______，是根據(jù)已知目的基因的核苷酸序列合成的。 ④條件：DNA模板(上有目的基因)、引物、能量、_______

3、___________________和4種脫氧核苷酸。 ⑤擴增過程：變性→復(fù)性→延伸→循環(huán)。 ⑥結(jié)果：每次循環(huán)后目的基因的量增加一倍，即呈_______________形式擴增。 (3)人工合成法：①條件：基因比較小，____________已知。②方法：通過__________用化學(xué)方法直接人工合成。 二：基因工程的第二步(核心)——基因表達載體的構(gòu)建 1．構(gòu)建目的：使目的基因在受體細胞中______________，并且可以_________給下一代。 _________________。 2．組成 啟動子：位置：______________，功能：_________

4、_____識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動基因____________。 終止子：位置：______________，功能：_______________，本質(zhì)：______________。 標記基因：鑒別受體細胞中是否含有_______________，從而將含有_______________的細胞篩選出來。 三：基因工程的第三步——將目的基因?qū)胧荏w細胞 1．轉(zhuǎn)化：目的基因進入__________________內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)__________________和__________的過程。 2．轉(zhuǎn)化方法 (1)導(dǎo)入植物細胞：①_______________

5、法(最常用)：主要適應(yīng)于雙子葉植物和裸子植物。 ②_______________法：常用于單子葉植物。 ③_______________法：目的基因借助花粉管通道進入受體細胞。 (2)導(dǎo)入動物細胞：①方法：_________________技術(shù)。②常用受體細胞：_____________。 (3)導(dǎo)入微生物細胞：①原核生物特點：___________、多為___________、遺傳物質(zhì)相對___________等。 ②方法：Ca2+處理法。即用____________處理細胞，使細胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)(這種細胞稱為____________細胞)。 四：基

6、因工程的第四步——目的基因的檢測與鑒定 檢 測 方 法 現(xiàn) 象 分子 水平 檢測 檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體DNA分子上是否插入了目的基因 ________________技 是否出現(xiàn)雜交帶 檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA ________________技術(shù) 是否出現(xiàn)雜交帶 檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì) ________________技術(shù) 是否出現(xiàn)雜交帶 個 體 水 平 鑒 定 ______________實驗等 是否抗蟲抗病 【自研自悟】 1．探討基因文庫、基因組文庫、cDNA文庫之間的關(guān)系。

7、 2．cDNA文庫是用某種生物發(fā)育的某個時期的mRNA，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄過程獲得的基因文庫，為什么該基因文庫小而且僅含有該生物的部分基因？ 3．基因表達載體的構(gòu)建需要哪些工具酶？載體與基因表達載體相同嗎？啟動子(終止子)與起始密碼子(終止密碼子)相同嗎？ 4．農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法原理。 【易混易錯】(1)目的基因的插入位點不是隨意的基因表達需要啟動子與終止子的調(diào)控，所以目的基因應(yīng)插入啟動子與終止子之間的部位。(2)切割目的基因和載體并非只能用同一種限制酶。如果兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端相同，在DNA連接酶的作用下目的基因與載體也可以連接起來。(3)基因工程

8、操作過程中只有第三步(將目的基因?qū)胧荏w細胞)沒有堿基互補配對現(xiàn)象。 【自練自提】 1．基因工程的主要技術(shù)環(huán)節(jié)依次是( ) ①篩選獲得含有目的基因的受體細胞 ②制備重組DNA分子 ③使目的基因表達 ④獲得目的基因 ⑤轉(zhuǎn)化進入受體細胞 A．①②③④⑤ B．④⑤②③① C．④②⑤①③ D．③②④⑤① 2．番茄營養(yǎng)豐富，是人們喜愛的一類蔬菜。普通番茄細胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制細胞產(chǎn)生多聚半乳糖醛酸酶，該酶破壞細胞壁，使番茄軟化，不耐儲藏?？茖W(xué)家通過基因工程將一種抗多聚半乳糖醛酸酶基因?qū)敕鸭毎?，獲得

9、了抗軟化番茄。下列關(guān)于培育抗軟化番茄的敘述中，錯誤的是( ) A．運載工具是質(zhì)粒 B．受體細胞是番茄細胞 C．目的基因為多聚半乳糖醛酸酶基因 D．目的基因的表達延緩了番茄的軟化 3．2010年8月，世界衛(wèi)生組織宣布，肆虐全球的甲流大流行結(jié)束。在與甲流做斗爭的過程中，科研工作者研制出了甲型H1N1流感病毒疫苗。其過程是從甲型H1N1流感病毒體內(nèi)提取了必要的“基因”——RNA片段，在體外通過反轉(zhuǎn)錄合成了目的基因，然后與載體結(jié)合成重組DNA分子，再利用大腸桿菌發(fā)酵生產(chǎn)出了大量疫苗。下列有關(guān)甲型H1N1流感病毒疫苗的制作過程

10、，說法錯誤的是( ) A．目的基因中無內(nèi)含子 C．生產(chǎn)出的疫苗其實是抗原，該抗原的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì) B．受體細胞是大腸桿菌 D．重組DNA分子導(dǎo)入受體細胞的過程中發(fā)生堿基互補配對 4．將綠色熒光蛋白基因的片段與目的基因連接起來組成一個融合基因，再將該融合基因轉(zhuǎn)入真核生物細胞內(nèi)，表達出的蛋白質(zhì)就會帶有綠色熒光。綠色熒光蛋白在該研究中的主要作用是( ) A．追蹤目的基因在細胞內(nèi)的復(fù)制過程 B．追蹤目的基因插入到染色體上的位置 C．追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)的分布 D．追蹤目的基因

11、編碼的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu) 5．為擴大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開發(fā)利用備受關(guān)注。我國科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。（如上圖） (1)獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性核酸內(nèi)切酶作用于圖中的_____處，DNA連接酶作用于_____處。(填“a”或“b”) (2)將重組DNA分子導(dǎo)入水稻受體細胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和______________法。 (3)為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標記的________________作探針進行分子雜交檢測，又要用________________________的方法從個體生物學(xué)水

12、平鑒定水稻植株的耐鹽性。 專題一 基因工程第2節(jié) 基因工程的基本操作程序參考答案 【自學(xué)自測】 一：基因工程的第一步——目的基因的獲取 1．編碼蛋白質(zhì) 具有調(diào)控作用的因子 2．DNA片段 受體菌 基因組文庫 部分基因文庫 cDNA文庫 多聚酶鏈式反應(yīng) 復(fù)制特定DNA片段 DNA雙鏈復(fù)制 引物 熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶) 指數(shù)形式 核苷酸序列 DNA合成儀 二：基因工程的第二步(核心)——基因表達載體的構(gòu)建 1．穩(wěn)定存在 遺傳 2．目的基因 基因的首端 RNA聚合酶 轉(zhuǎn)錄出mRNA 基因的末

13、端 終止轉(zhuǎn)錄 DNA片段 目的基因 目的基因 三：基因工程的第三步——將目的基因?qū)胧荏w細胞 1．受體細胞 維持穩(wěn)定 表達 2．農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 基因槍法 花粉管通道法 顯微注射 受精卵 繁殖快 單細胞 較少 Ca2+ 感受態(tài) 四：基因工程的第四步——目的基因的檢測與鑒定 DNA分子雜交 分子雜交 抗原—抗體雜交 抗蟲或抗病的接種 【自研自悟】 1．基因庫是指一個生物種群的全部等位基因的總稱，屬于遺傳范疇。基因文庫屬于基因工程范疇，用于獲得未知序列的目的基因。而基因文庫分為基因組文庫和cDNA文庫?；蚪M文庫含

14、有一種生物的全部基因。而cDNA文庫含有一種生物的部分基因。因為cDNA是由mRNA逆轉(zhuǎn)錄得到的，沒有了原來基因里的內(nèi)含子。 2．cDNA文庫是mRNA逆轉(zhuǎn)錄而來，根據(jù)基因選擇性表達，不同時間，不同部位細胞的表達不同，所以獲得的mRNA只是部分基因表達的，由其得到的cDNA文庫小而且僅含有該生物的部分基因，可以有多個。而基因組只有一個。舉例，人胰島素細胞中，基因選擇性表達，比如胰島素基因表達而血紅蛋白基因雖然有，但不表達。該細胞mRNA逆轉(zhuǎn)錄，只能獲得基因組5%左右的基因。 3．限制酶和DNA連接酶 不相同，基因表達載體與載體相比增加了目的基因 不相同，啟動子(終止子)是基因首端(

15、末端)的DNA片段，調(diào)控轉(zhuǎn)錄；而起始密碼子(終止密碼子)是mRNA的三個相鄰堿基，控制翻譯。 4．農(nóng)桿菌易感染植物細胞，并將其Ti質(zhì)粒上的 T－DNA轉(zhuǎn)移并整合到受體細胞染色體DNA上。 【自練自提】 1——4CCDB 5．(1)a a (2) 基因槍法(花粉管通道法) (3) 耐鹽基因(目的基因) ； 一定濃度鹽水澆灌(移栽到鹽堿地中) 1．基因組文庫含有一種生物的全部基因，而cDNA文庫只含有一種生物的部分基因，二者都是基因文庫。 2．由于基因的選擇性表達，某種生物的某一細胞中僅有部分基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，所以由該細胞中的mRNA反轉(zhuǎn)錄得到的基因文庫僅含該生物的部分基因。 3．限制酶、DNA連接酶。 4．均不相同。載體與基因表達載體都有標記基因。基因表達載體在載體基礎(chǔ)上增加了目的基因、啟動子、終止子三部分結(jié)構(gòu)。終止子是DNA分子上決定轉(zhuǎn)錄停止的一段DNA序列，而終止密碼子是指mRNA上決定翻譯停止的三個相鄰的堿基。 4