17届高中生物基因工程1.2基因工程的基本操作程序导学案(无答案)新人教版选修3

1 基因工程的基本操作程序（第一课时） 【学习目标】 1．说出基因工程基本操作程序。 2．掌握获取目的基因的方法。 3．基因组文库与cDNA文库的区别。 4．PCR技术。 【重点难点】 重点: 1.掌握获取目的基因的方法。 2.基因组文库与cDNA文库的区别。 3．PCR技术。 难点：1. 掌握获取目的基因的方法。 2. PCR技术。 【自主学习】

一、基因工程的基本操作程序 写出左图各字母所代表的内容 A: B: C: D: E: F: G: H: 二、目的基因的获取： （1）目的基因主要是 ，也可以是一些具有 。 (2)目的基因的来源 。 （3）获取目的基因的方法： 2

① ② ③ （一）从基因文库中获取目的基因 （1）构建基因文库时需要对DNA分子进行切割和连接所使用的酶分别是 ＿和 。 （2）基因组文库包含了一种生物的 ；是通过 酶获得的；cDNA文库包含了一种生物的的 ，是通过 获得的。 （二）利用PCR技术扩增目的基因 PCR扩增目的基因的原理是 ，前提条件是 ，PCR所使用的酶是 ，该酶具有什么特点？ 。 过程：第一步：加热至90～95℃ ；第二步：冷却到55～60℃， ；第三步：加热至70～75℃， 从引物起始互补链的合成。 （三）人工合成目的基因 当基因比较小， 又已知，可以通过DNA合成仪用 人工合成。 【问题生成】

【师生互动，问题探讨】 1.PCR技术与DNA复制有什么区别？ 项目 DNA复制 PCR技术

不同 点

场所 解旋 酶 引物 合成 子链

温度 特点 循环次数

产物 相同点 2.构建基因文库时用到哪些工具？

3.如何利用mRNA构建生物的cDNA？

【课后小结与反思】 基因文库的构建过程 【自我检测】 1． 正确表示基因工程顺序操作的四个步骤的是 ( ) A．获取目的基因→将目的基因导入受体细胞→基因表达载体的构建→目的基因的检测与鉴定 3

B．目的基因的检测与鉴定→获取目的基因→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞 C．获取目的基因→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 D．基因表达载体的构建→获取目的基因→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 2. 下列获取目的基因的方法中需要模板链的是( ) ①从基因文库中获取目的基因 ②利用PCR技术扩增目的基因 ③反转录法 ④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成 A．①②③④ B．①②③ C．②③④ D．②③ 3. PCR技术扩增DNA，需要的条件是（ ） ①目的基因 ②ATP ③四种脱氧核苷酸 ④DNA聚合酶等 ⑤mRNA ⑥核糖体 A．①②③④ B．②③④⑤ C．①③④⑤ D．①②③⑥ 4. 已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指。如果该线性DNA分子上有3个酶切位点都被该酶切断，则会产生四个不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶切割后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是

A．3 B．4 C．9 D．12 5.有关基因工程的叙述中，错误的是 （ ） A．DNA连接酶将黏性未端的碱基对连接起来 B．限制性内切酶用于目的基因的获得 C．目的基因须由载体导入受体细胞 D．人工合成目的基因不用限制性内切酶 6. 右图为用于基因工程的一个质粒示意图。用EcoRI限制酶切割目的基因和该质粒，再用DNA连接酶连接形成重组质粒，然后导入大肠杆菌，最后将大肠杆菌放在四种培养基中培养：a—无抗生素的培养基，b—含四环素的培养基，c—含氨苄青霉素的培养基，d—含四环素和

氨苄青霉素的培养基。含重组质粒的大肠杆菌能生长的是 （ ） A．a B．a和c C．a和b D．b和c 7. 下列不属于获取目的基因的方法的是( ) A．利用DNA连接酶复制目的基因 4

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 D．利用PCR技术扩增目的基因 8. 切取牛的生长激素和人的生长激素基因，用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中，从而获得了“超级鼠”，此项技术遵循的原理是 A．基因突变：DNA→RNA→蛋白质 B．基因工程：RNA→RNA→蛋白质 C．细胞工程：DNA→RNA→蛋白质 D．基因工程：DNA→RNA→蛋白质 9.（2014.广东卷）利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂的流程如图14所示，下列叙述正确的是（ ）

A、过程①需使用逆转录酶 B、过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因 C、过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备 D、过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞

10. 基因工程中目的基因的分离是操作的关键。下面甲、乙图表示从真核生物细胞中获取目的基因的两种方法，请回答下列问题：

⑴在甲图中，a过程是在 酶的作用下完成的。如果用该类酶中的一种，不一定能获取目的基因，其原因是 。

⑵在乙图中，c过程在遗传学上称为 ，d过程除需以mRNA为模板，脱氧核苷酸为原料，还需要的条件是ATP、 、DNA聚合酶等。

课题：基因工程的基本操作程序（第二课时） 主备人： 审核人： 授课人： 使用时间： 年 月 日 【学习目标】 1．基因表达载体的构建 2．将目的基因导入受体细胞的方法 5

【重点难点】 重点：1．基因表达载体的构建 2．将目的基因导入受体细胞的方法 难点：将目的基因导入受体细胞的方法 【自主学习】 一、基因表达载体的构建 （1）基因工程的核心 （2）构建表达载体的目的:使目的基因在受体细胞中 ，并且可以遗传给 。 （3）表达载体必须有 、 、 、 、 。 （4）启动子位于基因的 ，它是 识别和结合的部位，驱动基因转录得到 。终止子位于基因的 ，也是一段有特殊结构的 。启动子与终止子的结构单位是 （5）标记基因的作用是 。 （6）构建过程的示意图：

（7）由于受体细胞不同，将基因导入受体细胞的方法也不同，所以基因表达载体的构建不是千篇一律的。 二、将目的基因导入受体细胞 阅读课本12—13页， （一）转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内 的过程。 （二）将目的基因导入植物细胞 （1）受体细胞： (2)农杆菌转化法（采用最多的方法） ①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 上。

②转化过程：构建的表达载体转入 →导入植物细胞→ →目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。 (3)基因枪法 基因枪法：是单子叶植物中常用的一种基因转化方法，但是成本较高。 6

(4)花粉管通道法 我国独创的一种方法 （三）将目的基因导入动物细胞 （1）方法： （2）受体细胞： (3)操作程序：目的基因表达载体 →取卵(受精卵) →显微注射→注射了目的基因的受精卵移植到 性动物的 内发育→新性状动物。 （四）将目的基因导入微生物细胞 （1）原核生物特点： 、多为 、 相对较少等。 (2)大肠杆菌最常用的转化方法是： 处理细胞，成为 细胞→表达载体与感受态细胞混合→ 细胞吸收DNA分子。 【问题生成】

【师生互动，问题探讨】 1.启动子与起始密码子有何区别？

2.终止子与终止密码子有何区别？ 3.基因表达载体的构建需要哪些工具酶，如何将目的基因与运载体连接起来形成重组DNA分子（以质粒为运载体）？

4.培育转基因动物时，受体细胞能否采用动物体细胞，为什么采用受精卵？ 5．将目的基因与载体混合并用DNA连接酶处理后，会出现几种结果，怎样从中筛选处所需要重组质粒？

【课后小结与反思】

【自我检测】 1.下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是( ) A．需要限制酶和DNA连接酶 B．必须在细胞内进行 C．抗生素抗性基因可作为标记基因 D．启动子位于基因的首端 2. 基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因是( ) A．结构简单，操作方便 B．繁殖速度快 C．遗传物质含量少、简单 D．性状稳定,变异少 3. 正确的操作顺序是 ( ) 7

①使目的基因与运载体相结合 ②将目的基因导入受体细胞目的基因的获取 ③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求； ④提取目的基因。 A．③②④① B．②④①③ C．④①②③ D．③④①② 4. 科学家将人的生长素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以

表达。过程如图，据图回答： (1)人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是

___________________________ (2)过程①表示的是采取 的方法来获取目的基因。其过程可表示为___________________________。 (3)图中(3)过程用人工方法，使体外重组的DNA分子转移到受体细胞内，主要是借鉴细菌或病毒___ 细胞的途径。一般将受体大肠杆菌用 处理，使细胞处于能______________________的生理状态，这种细胞称为_______________细胞，再将表达载体溶于缓冲液中与________________混合，在一定的温度下完成转化。 (4)检测大肠杆菌B是否导入了质粒或重组质粒，可采用的方法是 ，理由是 。 (5)如果把已经导入了普通质粒A或重组质粒的大肠杆菌，放在含有四环素的培养基上培养，发生的现象是 ，原因是： 。 5.科学家通过基因工程方法，将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并成功实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株──抗虫棉。其过程大致如图所示： （1）进行基因工程操作的工具酶有 ，将苏云金芽孢杆菌的Bt基因导入棉花细胞内，使棉花植株产生抗虫性状，引起这种新性状产生依赖于 。细菌的基因之所以能在棉花细胞内表达，产生抗性，其原因是____________________________________。 (2) 基因工程的操作程序主要包括的四个步骤是_______________________________________，其核心步骤是________，其目的是使目的基