高三二轮复习生物教学案课时40：基因工程的的原理和技术.doc

课时40:基因工程的原理及技术.
考纲要求：基因工程的原理及技术 A级。
学习重点:基因工程的操作工具和基本步骤
学习难点:限制酶的特性及作用，基因表达载体的构建及目的基因的检测
教学步骤：
一、 课前自主学习
1．基因工程的操作工具有 。
2．限制酶主要从 生物中分离纯化而来，具有特异性，即能识别特定的 ，
并在特定的切点处进行切割；它作用的化学键是 ；限制酶作用后产生的末端有 和 。
3．两种来源不同的DNA，黏性末端之间的碱基是通过 相连，DNA连接酶连接的是两个片段之间的 键。
4．将目的基因导入受体细胞的运输工具叫 ，目前常用的有 、 、
和 ，最常用的是质粒，质粒的化学本质是 ；作为运载体必需具备的条件有 、 、 ；
天然质粒作为运载体时往往需要经过 。
5．基因工程的核心步骤是 ；基因表达载体由 、 、
、 构成。
6．获取目的基因的方法有： 、 及 。
7.将目的基因导入植物细胞常用的方法是 法，导入动物细胞常用的方法是
法。将目的基因导入微生物细胞，需用 处理，使其成为
细胞。
8.目的基因检测包括：① 检测转基因生物染色体的DNA是否插入 。
② 检测目的基因是否转录 。③ 检测目的基因是否翻译成 。第一种检测的方法为 法，第二种检测的方法为 法，第三种检测的方法为 法。
9.目的基因成功表达的标志是 。
二、课内互动学习
（一）合作探究
1．有关基因工程的叙述正确的是 （ ）
A．质粒都可作为载体 B．蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料
C．限制酶只在获得目的基因时才使用 D．重组质粒的形成是在细胞内完成的
2.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。下列选项中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
3.现有一长度为1000碱基对(by）的DNA分子，用限制性核酸内切酶Eco R1酶切后得到的DNA分子仍是1000 by，用Kpn1单独酶切得到400 by和600 by两种长度的DNA分子，用EcoRI,Kpnl同时酶切后得到200 by和600 by两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是（ ）
4.为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C（图1），拟将其与质粒（图2）重组，再借助农杆菌导入菊花中。

下列操作与实验目的不符的是 （　　）
A．用限制性核酸内切酶EcoRI和连接酶构建重组质粒
B．用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞
C．在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞
D．用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上
5.几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题：
（1）在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是__________________________。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是__________________________。
（2）以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是__________________________。
（3）若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是__________________________（答出两点即可）。
（4）当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是__________________________。
（5）若获得的转基因植株（几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中）抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是__________________________。
（二）拓展延伸

（三）小结与反思

课外巩固练习40
班级 姓名
普及基础题
1.下列叙述符合基因工程概念的是 （ ）
A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因
B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株
C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株
D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上
2.在用基因工程技术构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花叶病毒的核酸
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分子导入烟草原生质体
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
3．ada（腺苷酸脱氨酶基因）通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是 （ ）
A. 每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒
B. 每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点
C. 每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada
D. 每个人的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子
4.金茶花是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，通过下图所示的方法培育出了抗枯萎病的新品种。相关叙述正确的是 （ ）

A．图中①②在基因工程中依次叫做基因表达载体、目的基因
B．形成③的操作中使用的酶有限制酶、DNA聚合酶和DNA连接酶
C．由④培育至⑤过程中，依次经历了脱分化、再分化过程
D．在⑤幼苗中检测到抗枯萎病基因标志着成功培育新品种
5.如图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答：

（1）在基因工程中，A→B为 技术，利用的原理是 ，其中①为 过程。
（2）加热至94℃的目的是使DNA中的 键断裂，这一过程在细胞内是通过
的作用来完成的。
（3）当温度降低时，引物与模板末端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板链延伸，最终合成两条DNA分子，此过程中的原料是 ，遵循的原则是 。（4）目的基因导入绵羊受体细胞常用 技术。
（5）B→D为抗虫棉的培育过程，其中④过程常用的方法是 ，要确定目的基因（抗虫基因）导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体生物学水平上的鉴定过程： 。
巩固提高题
6．某线性DNA分子含有5000个碱基对（bp），先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如下表。限制酶a和b的识别序列和切割位点如下图所示。下列有关说法正确的是（多选） （ ）

A．在该DNA分子中，a酶与b酶的识别序列分别有3个和2个
B．a酶与b酶切出的粘性末端不能相互连接
C．a酶与b酶切断的化学键相同
D．用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作，若干循环后，
序列会明显增多

7．下列有关生物工程的叙述中不正确的是（多选） （ ）
A．植物体细胞杂交和动物细脆融合都依赖于细胞膜的流动性
B．病毒既可用于细胞工程技术，也可用于基因工程技术
C．用基因工程生产乙肝疫苗，可将乙肝病毒的表面抗原导入酵母菌
D．人工诱变、基因工程、细胞工程都可以定向改造微生物菌种
8．下列关于基因工程的叙述，正确的是（多选） （ ）
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DNA
D．为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时可以以受精卵为受体
9．下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图l、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：

（1）一个图1所示的质粒分子经Sma Ⅰ切割前后，分别含有 个游离的磷酸基团。
（2）若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越 。
（3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用Srna Ⅰ切割，原因是 。
（4）与只使用EcoR I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 。
（5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入 酶。
（6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了 。
（7）为了从cDNA文库中分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。

参考答案：
一、课前自主学习
1、DNA连接酶 限制酶 运载体
2、原核 脱氧核苷酸序列 磷酸二酯键 粘性末端 平末端
3、氢键 磷酸二酯
4、载体 质粒 噬菌体 动、植物病毒 DNA 有一至多个限制酶的切点 能在宿主细胞内自我复制 有标记基因 改造
5、基因表达载体的构建 目的基因 标记基因 启动子 终止子
6、从基因文库中获取 人工合成 PCR扩增
7、农杆菌转化法 显微注射法 Ca2+ 感受态
8、受体细胞染色体DNA mRNA 蛋白质 DNA分子杂交 DNA-RNA分子杂交 抗原-抗体杂交
9、受体细胞合成出相应的蛋白质或表达出相应的性状
二、合作探究
1、B 2、D 3、D
4、C
5、（1）嫩叶组织细胞易破碎 防止RNA降解
（2）在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA
（3）目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子
（4）磷酸二酯键
（5）目的基因的转录或翻译异常
课外巩固练习：
1、B 2、A 3、C 4、C
5、（1）PCR DNA复制 DNA解旋（2）氢 解旋酶
（3）4种脱氧核苷酸 碱基互补配对原则
（4）显微注射
（5）农杆菌转化法 让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定性状
6、ACD 7、CD 8、BD
9、（1）0、2 （2）高 （3）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因
（4）质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化 （5）DNA连接
（6）鉴别和筛选含有目的基因的细胞 （7）蔗糖为唯一碳源