2027届高考生物人教版一轮复习导学案：基因工程的基本工具和操作程序

学习目标

1.概述基因工程的基本原理。2.概述基因工程的一般步骤。

核心体系

活动方案

活动一  概述基因工程操作过程

下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图，请回答下列问题。

（1）请写出基因工程操作的基本步骤。

（2）获取目的基因的一般方法有哪些？

（3）②的构建需要哪些酶的参与？限制酶主要来源于原核生物，但限制酶不能切割自身所在原核生物的DNA分子，为什么？DNA连接酶和DNA聚合酶作用有什么不同？从④→⑤采用的是什么技术？

（4）将目的基因导入受体细胞通常有哪些方法？图示农杆菌转化法，目的基因（抗虫基因）需要插入Ti质粒的什么部位？原因是什么？

（5）检测抗虫基因是否转移到植物细胞中以及检测抗虫基因是否能转录的方法是什么？检测抗虫基因是否能翻译的方法是什么？检测植物能否表现出抗虫性状的方法是什么？

活动二  回顾基因工程中工具酶的使用

下表是四种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题。

图1                           图2

（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有哪些？作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有哪些条件？

（2）用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用哪两种限制酶切割？

（3）与单酶切相比，双酶切的优点是什么？

（4）质粒中四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因的作用是什么？

（5）酶切后的载体和目的基因片段，通过什么酶作用后获得重组质粒？此酶作用于什么化学键？此酶通常有哪两类，区别是什么？

（6）将此质粒载体用BamH Ⅰ酶切后，与用Sau3A Ⅰ（BamHⅠ与Sau3AⅠ酶来源不同，识别序列也不同，但是切割后可以产生相同的游离单链黏性末端）酶切获得的目

的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化，被转化的大肠杆菌有哪三种？

（7）平板上长出的菌落，常用PCR鉴定，所用的引物组成为图2中的哪两个？

（8）若用Sau3AⅠ切图1质粒，最多可能获得几种大小不同的DNA片段？

活动三  认同基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤

某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体用BamHⅠ酶切后，与用BamHⅠ酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。请回答下列问题。

（1）构建基因表达载体的目的是？如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是什么？

（2）含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞也不能区分的原因是什么？

（3）在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需在固体培养基中添加什么物质？

（4）基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自哪里？