基因工程的基本操作程序--学案.docx

课题1. 2基因工程的根本操作程序学习目标：简述基因工程的原理和技术。理解基因操作的工具和根本程序及应用。学习重点和难点：重点：提取目的基因的方法。难点：目的基因导入受体细胞的途径。自学测评：基因工程的根本操作程序主要包括4个步骤：目的基因的；的构建； 将i的基因；目的基因的O一、目的基因的获取：1、目的基因：符合人们需要的，编码蛋白质的O获取目的基因的方法1）从基因文库中获取目的基因 基因文库：将含有某种生物不同基因的许多，导人受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。基因组文库：含有一种生物的基因 种类IcDNA文库：含有一种生物的基因 目的基因的获取根据基因的有关信息：基因的序列、基因在上的位置、基因的产物mRNA、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。2）利用PCR技术扩增目的基因。 PCR：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。 过程：目的基因DNA受热形成,与结合，然后在的作用下进行延伸形成DNAo 方式：指数扩增二 站为扩增循环的次数）3）化学方法人工合成：基因较,核昔酸序列o二、基因表达载体的构建1、表达载体的组成：目的基因+标记基因+o2、启动子：位于基因的,它是结合的部位，驱动基因转录产生mRNAo3、终止子：位于基因的,终止o4、标记基因： 受体细胞是否含有目的基因。5、表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且给下一代;使目的基因和发挥作用。6、不同的受体细胞及目的基因导入受体细胞的方法，基因表达载体的构建上也会有所差异。三、将目的基因导入受体细胞一）转化：目的基因进人受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和的过程。二）方法1、将目的基因导入植物细胞1）农杆菌转化法 农杆菌特点：易感染植物和裸子植物，对植物没有感染力;Ti质粒的可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上。转化：目的基因插人蛭T农杆菌一导入植物细胞一目的基因整合到植物细胞染色体上一目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。2）基因枪法:是植物中常用的一种基因转化方法，但是本钱较高。3）花粉管通道法2. 将目的基因导入动物细胞一显微注射一注射了目的基 内发育一新性状动物。1）方法：o2）操作程序：目的基因表达载体因的受精卵移植到性动物的.3. 将目的基因导人微生物细胞1原核生物特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。2）转化：处理细胞一细胞一表达载体与感受态细胞混合一细胞吸收DNA分子。四、目的基因的检测与鉴定许多DNA片段1戳载体连接许多DNA片段1戳载体连接cDNA靛载体连接受体菌群体受体菌群体受体菌群体某生物体内全部DNA类型步骤检测内容方法结果显示水平检测第一目的基因是否进入受体细胞是否成功显示出杂交带第二步目的基因是否转录出mRNA是否成功显示出杂交带第三步目的基因是否翻译出蛋白质是否成功显示出杂交带水平鉴定限制酶某种生物某个时期的mRNAII反转录合作探究、精讲点拨： 探究一目的基因的获取1、基因文库文库文库2. 原核细胞和真核细胞的基因结构1）原核细胞的基因结构非编码区编码区L非编码区-与RNA聚合萌 |结合位点 :2）真核细胞的基因结构非编码区非编码区编码区与RNA聚合萌，外显子结合位点：外显子IIL非编码区-3.PCR技术原理：前提：一段目的基因的核昔酸序列，以便根据这一序列合成条件：、过程：PCR技术DNA复制相同点原理DNA复制（碱基互补配对）不 同 占 八、解旋方式DNA在条件下变性解旋催化场所复制（PCR扩增仪）主要在内酶酶细胞内含有的能量结果在短时间内形成大量的形成整个PCR扩增技术与DNA复制的比较探究二基因表达载体的构建rrrrnT】DNA分子用一定的切割质粒，使其出现一个切口，露出 。用 切断目的基因，使其产 生。将切下的目的基因片段插入质粒的 处，再参加适量 ，形成了一个 重组DNA分子重组质粒）质粒M 种限制配inDNA连接附Taq酶的特点是a.变性（C）：目的基因DNA受热变性后接连为单链b.退火C）：与单链相应互补序列结合C.延伸（C）：在的作用下进行延伸函组DNA探究三目的基因导入受体细胞-一转化细胞类型常用方法转化过程植物细胞将目的基因插入Ti质粒的T-DNA上一转入农杆菌一导入植物细胞一 整合到受体细胞的DNA上一表达动物细胞将含有目的基因的表达载体提纯一取卵受精卵）一显微注射一早 期胚胎培养一胚胎移植一发育成为具有新性状的动物微生物用Ca2+处理细胞-感受态细胞重组表达载体DNA分子与感受态细 胞混合一感受态细胞吸收DNA分子探究四目的基因的检测与鉴定一一检查是否成功问题1：受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗?问题2.试分析真核生物的基因导入细菌细胞后，不能正常发挥成效的可能原因有哪些?拓展提高、达标测评：1. 以下正确表示基因操作“四部曲的是提取目的基因一目的基因导入受体细胞一基因表达载体的构建一目的基因的检测和鉴定A. 目的基因的检测和鉴定一提取目的基因一基因表达载体的构建一目的基因导入受体细胞提取目的基因一基因表达载体的构建一目的基因导入受体细胞一目的基因的检测和鉴定B. 基因表达载体的构建一提取目的基因一目的基因导入受体细胞一目的基因的检测和鉴定以下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I).利用PCR技术扩增目的基因PCR技术扩增DNA,需要的条件是()目的基因高温四种脱氧核昔酸DNA聚合酶等mRNA核糖体A. B.C.D. 根据mRNA的信息推出获取目的基因的方法是()A. 用DNA探针测出目的基因 B.用mRNA探针测出目的基因C.用mRNA反转录形成目的基因 D.用PCR技术扩增niRNA在某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最正确方法是 )A. 用mRNA为模板逆转录合成DNAB. 以4种脱氧核昔酸为原料人工合成C. 由蛋白质的氨基酸序列推测mRNAD. 将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选在基因工程中，把选出的目的基因共1000个脱氧核昔酸对，其中腺喋岭脱氧核昔酸是 460个)放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嚅呢脱氧核甘酸的个数是 ( )A. 540 个 B. 8100 个 C. 17280 个 D. 7560 个以下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以下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.复制原点在基因表达载体的构建中，所需要的酶是)限制酶DNA连接酶解旋酶DNA聚合酶A. B. C. D.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.启动子以下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.花粉管通道法在基因工程操作的根本步骤中，不进行碱基互补配对的是() A.人工合成目的基因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将目的基因导入微生物细胞之前，要用C,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)A. Ti质粒上 B.受体细胞染色体上 C.裸露细胞核中 D.存在细胞质中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。以下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.D.2. 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目的基因C. 合成球蛋白的DNAD. 合成苯丙羟化酶的DNA片段多项选择)用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。以下表达正确的选项是 )A. 常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒B. DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必须的工具酶C. 可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒D. 导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达多项选择)我国科学家运用基因工程技术将苏云金芽泡杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫棉。以下表达正确的选项是)A. 基因非编码区对于抗虫基因在棉花细胞中的表达不可缺少B. 重组DNA分子中增加一个碱基对，可能导致毒蛋白的毒性丧失C. 抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物，从而造成基因污染D. 转基因棉花是否具有抗虫特性是可以通过检测棉花对抗生素抗性来确定的多项选择)科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎内含有人奶主要蛋白。以下有关该基因工程的表达，正确的选项是()A. 采用反转录的方法得到目的基因有内含子B. 基因非编码区对于目的基因在块茎中表达是不可缺少的C. 马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞用同一种限制性内切酶，分别处理质粒和含目的基因的DNA,可产生黏性末端而形成 重组DNA分子3. 人体受到病毒刺激后可以产生干扰素.干扰素分为a . 3. y三类.1980年生物学家成 功地破译了 a干扰素的全部遗传信息.并运用插入质粒的方法.用大肠杆菌生产.得到的干扰 素可以用于治疗肝炎和肿瘤.答复以下问题：(1) .1：述材料中涉及到的现代生物技术有人体中能合成干扰素的细胞是,合成的场所是细胞中的.(2) 在利用大肠杆菌生产干扰素过程中，目的基因是,所用的运载体是目的基因在大肠杆菌中表达时必须经过和过程.4. 资料显示，近十年来，PCR技术DNA聚合酶链式反响技术）成为分子生物实验的一种 常规手段,其原理是利用DNA半保存复制的特性,在试管中进行DNA的人工复制如以下列图）， 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。请据图答复：号借禺1 一卜毓模板DNADNA单链引物DNA单链与游离脱氧核 2条完整的模板通过碱基互 昔酸连接到 双链DNA分子 补配对结合DNA单链上1）加热至94C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o2）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）。3）通过PCR技术使DNA分子大量复制时，假设将一个用珈标记的模板DNA分子（第一代） 放入试管中，以N标记的脱氧核昔酸为原料，连续复制到第五代时，含加标记的DNA分子 单链数占全部DNA总单链数的比例为o4） PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改良了检测细菌和病毒的方法。假设 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HoiwH IHoiwH I外源DNAK25. 下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，请答复以下问题：限制愉BamW IHind HIEcoR ISma 1识别序列及 切割位点ggatccCCTAGGaagcttTTCGAAGKATTCCTTAAGcccgg GGGfCC目的单因 EcoRI1） 一个图1所示的质粒经Sma I切割前后，分别含有个游离的磷酸基团。2）假设对图中质粒进行改造，插入的Smal酶切位点越多，其热稳定性越 用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用Smal切割，原因是4）与只使用EcoRI相比较，使用BamH I和Hind III两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止o5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并参加酶。6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了o7）为了从cDNA文库中别离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的 大肠杆菌突变体，然后在的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。