3.2基因工程的基本操作程序导学案-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

2.1基因工程的基本操作程序 学习目标 1、概括基因工程的原理和基本操作程序。 2、阐明PCR的原理，说出PCR反应所需的条件和PCR反应的过程。 3、列举将目的基因导入植物细胞、动物细胞和微生物细胞的方法。 4、针对人类生产或生活中的某一需求，选取适当的基因工程的技术和方法，尝试设计获得某一转基因产品的方案。 基础梳理 （一）目的基因的筛选与获取 1. 概念：用于改变___________________或获得____________________等的基因。 2. 实例：培养转基因抗虫棉用到的目的基因是____________________。 3. 筛选合适的目的基因 （1）较为有效的方法：从相关的__________________和________________的基因中进行筛选。 （2）实例：在培育转基因抗虫棉之前，科学家不仅掌握了Bt基因的序列信息，也对Bt基因的表达产物___________________有了较为深入的了解。 （3）认识基因结构和功能的技术方法：____________________技术、遗传序列数据库、_______________________工具。 4. 利用PCR获取和扩增目的基因 （1）PCR的含义：PCR是______________________的缩写，它是一项根据______________ ________的原理，在体外提供________________的各种组分与反应条件，对_____________ _____________________进行大量复制的技术。 （2）条件：DNA模板、分别与两条模板链结合的2种______________、四种_____________ 、______________________________。 （3）引物是一小段能与________________的一段碱基序列________________的短单链核酸。用于PCR的引物长度通常为20~ 30个核苷酸。 （4）PCR反应的过程： ①变性：温度上升到90 ℃以上，目的基因DNA_______________________________。 ②复性：温度下降到50 ℃左右时，_________________通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 ③温度上升到72 ℃左右时，溶液中_________________在耐高温的_____________________ _________________的作用下加到引物的________端合成子链。 ④重复循环多次。 （二）基因表达载体的构建 1. 基因表达载体是载体的一种，除______________、标记基因外，还必须有启动子、终止子等。 2. 启动子是一段有特殊序列结构的_______________，位于基因的上游，紧挨转录的起始位点，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终表达出人类需要的蛋白质。 3. 终止子相当于一盏红色信号灯，使转录在所需要的地方停下来，它位于基因的下游，也是一段有特殊序列结构的_________________。 4. 过程：首先用一定的__________________切割载体，使它出现一个切口，然后用_______________限制酶或_______________________的限制酶切割目的基因的DNA片段，再利用______________________将目的基因片段拼接到载体的切口处。 （三）将目的基因导入受体细胞 1. 转化：目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内___________和_________________的过程。 2. 目的基因导入受体细胞的方法 （1）将目的基因导入植物细胞的方法有________________、_________________等。 （2）将目的基因导入动物受精卵的常用方法有_____________等。 （3）将目的基因导入大肠杆菌的方法：用__________处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后将重组表达载体导入其中。 （四）目的基因的检测与鉴定 1. 分子水平的检测 （1）通过_________________等技术检测受体细胞染色体DNA上是否插入了目的基因或检测目的基因是否转录出mRNA。 （2）从转基因生物中提取蛋白质用相应的抗体进行_________________杂交，检测目的基因是否翻译成了蛋白质。 2. 个体水平的鉴定 随堂训练 1.利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类所需要的产品。下列能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是(　　) A.棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA C.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列 D.酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白 2.农杆菌中含有一个大型的Ti质粒(如下图所示),在侵染植物细胞的过程中,其中的T-DNA片段可以转入植物的基因组。若想用基因工程技术通过农杆菌向某种植物中导入抗旱基因,下列分析错误的是(　　) A.若用Ti质粒作为抗旱基因的载体,目的基因的插入位置应该在T-DNA片段内,且要保证复制原点和用于转移T-DNA的基因片段不被破坏 B.将重组Ti质粒导入农杆菌中时,可以用Ca2+处理农杆菌 C.转基因抗旱植物培育是否成功,最简单的检测方法是看该植物是否具有抗旱性状 D.若能够在植物细胞中检测到抗旱基因,则说明该基因工程项目获得成功 3.将目的基因导入大肠杆菌细胞和小鼠受精卵,常用的方法分别是(　　) A.显微注射,农杆菌转化法 B.农杆菌转化法,花粉管通道法 C.Ca2+转化法,显微注射 D.基因枪法,显微注射 4.(2023·广东)下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述,正确的是(　　) A.表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA逆转录获得 B.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点 C.借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来 D.启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用 5.(2024·普宁)下列关于基因工程的叙述中,正确的是(　　) ①基因工程打破了物种与物种之间的界限　②基因治疗是基因工程技术的应用　③载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞　④所需要的工具酶有限制性内切核酸酶、DNA连接酶和运载体　⑤常使用的运载体有大肠杆菌、质粒和动植物病毒等 A.②③⑤　　　　　　　　B.①②③ C.①②⑤ D.①③④ 6．要检测受体DNA中是否成功插入了目的基因，需要用基因探针，这里的基因探针是指（) A．用于检测疾病的医疗器械 B．带标记的与目的基因互补的核酸序列 c．带标记的蛋白质分子 D．人工合成的免疫球蛋白 7．在基因工程技术中，限制酶主要用于（) A．目的基因的提取和导入 B．目的基因的导入和检测 C．目的基因与载体结合和导入 D．目的基因的提取和与载体结合 8．利用苏云金芽孢杆菌的抗虫基因培育的抗虫棉，培育是否成功，最好检测（) A，是否有抗生素产生 B是否有目的基因表达 C是否有抗虫的性状出现 D．是否能分离到目的基因 9．下列不是基因工程中的目的基因的检测手段的是（) A．分子杂交技术 B．抗原一抗体杂交 C．抗虫或抗病的接种 D．花粉管通道法 10．下列关于基因工程的叙述，正确的是（) A．目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物 B．限制性内切核酸酶只在获得目的基因时才用 C．重组质粒的形成只能在细胞内完成 D．质粒分子上的抗性基因有利于目的基因的表达 答案 DDCCB BDCDA 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$