新課標(biāo)高中生物選修三《基因工程的基本操作程序》導(dǎo)學(xué)案

1、12 基因工程的基本操作程序 教學(xué)目標(biāo)1、簡述基因工程原理及基本操作程序.2、嘗試設(shè)計(jì)某一轉(zhuǎn)基因生物的研制過程。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1、教學(xué)重點(diǎn)基因工程基本操作程序的四個(gè)步驟.2、教學(xué)難點(diǎn)（1)從基因文庫中獲取目的基因。（2）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因.教學(xué)過程一、目的基因的獲取:1目的基因：符合人們需要的，編碼蛋白質(zhì)的.2獲取目的基因的方法 （1）從基因文庫中獲取目的基因基因文庫：將含有某種生物不同基因的許多，導(dǎo)人受體菌的群體中，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫?；蚪M文庫：含有一種生物的基因種類cDNA文庫：含有一種生物的基因目的基因的獲取根據(jù)基因的有關(guān)信息：基因的序列、基因在

2、上的位置、基因的產(chǎn)物mRNA、基因的產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性獲取目的基因。(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因。PCR：是一項(xiàng)在生物體外特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。條件：已知目的基因的序列。過程：目的基因DNA受熱形成，與結(jié)合，然后在_的作用下進(jìn)行延伸形成DNA.方式:指數(shù)擴(kuò)增=2n（n為擴(kuò)增循環(huán)的次數(shù)）（3）人工合成法：基因較小，核苷酸序列已知,可以人工合成。例1 下列獲取目的基因的方法中需要模板鏈的是（ ） 從基因文庫中獲取目的基因 利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因 反轉(zhuǎn)錄法 通過DNA合成儀利用化學(xué)方法人工合成A B C D二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建1表達(dá)載體的組成：目的基因+標(biāo)記基因等。2啟動(dòng)子：位于基因

3、的,它是結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA。3終止子：位于基因的，終止.4表達(dá)載體的功能：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且給下一代;使目的基因_和發(fā)揮作用。5標(biāo)記基因：受體細(xì)胞是否含有目的基因。6不同的受體細(xì)胞及目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法不同,基因表達(dá)載體的構(gòu)建上也會(huì)有所差別。例2科學(xué)家在培育抗蟲棉時(shí)，經(jīng)過了許多復(fù)雜的過程和不懈的努力，才獲得成功。起初把蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因插入載體質(zhì)粒中，然后導(dǎo)入棉花的受精卵中，結(jié)果抗蟲基因在棉花體內(nèi)沒有表達(dá)。然后在插入抗蟲基因的質(zhì)粒中插入啟動(dòng)子（抗蟲基因首端)，導(dǎo)人棉花受精卵，長成的棉花植株還是沒有抗蟲能力。科學(xué)家又在有啟動(dòng)子、抗蟲基因的質(zhì)粒中插入

4、終止子(抗蟲基因末端），導(dǎo)入棉花受精卵，結(jié)果成長的植株，有了抗蟲能力。由以上過程推知,作為目的基因的運(yùn)載體應(yīng)具備的結(jié)構(gòu)是( ） A目的基因、啟動(dòng)子 B目的基因、終止子 C目的基因、啟動(dòng)子、終止子 D目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞（一）轉(zhuǎn)化：目的基因進(jìn)人受體細(xì)胞內(nèi),并在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和的過程。（二)方法1將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞（1）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌特點(diǎn)：易感染植物和裸子植物,對_植物沒有感染力；Ti質(zhì)粒的可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞,并整合到受體細(xì)胞的染色體上.轉(zhuǎn)化：目的基因插人農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物細(xì)胞目的基因整合到植物細(xì)胞染色體上目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達(dá).(2）基

5、因槍法 基因槍法:是單子葉植物中常用的一種基因轉(zhuǎn)化方法,但是成本較高.（3）花粉管通道法 花粉管通道法:這是我國科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)的一種方法，是一種十分簡便經(jīng)濟(jì)的方法。（我國的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉就是用此種方法獲得的）2將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞（1)方法：注射技術(shù)。(2）操作程序:目的基因表達(dá)載體取卵（受精卵） 顯微注射注射了目的基因的受精卵移植到_性動(dòng)物的_內(nèi)發(fā)育新性狀動(dòng)物。3將目的基因?qū)宋⑸锛?xì)胞（1）原核生物特點(diǎn)：繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少等.（2)轉(zhuǎn)化：處理細(xì)胞細(xì)胞表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合_細(xì)胞吸收DNA分子.例3采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目的基因的做法正確的是( )將毒素蛋白注

6、射到棉受精卵中將編碼毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中將編碼毒素蛋白的DNA序列，與質(zhì)粒重組，導(dǎo)人細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，再進(jìn)行組織培養(yǎng)將編碼毒素蛋白的DNA序列，與細(xì)菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵 A、 B、 C、 D、四、目的基因的檢測與鑒定1檢測 (1）方法：標(biāo)記了的、抗原抗體雜交. （2）內(nèi)容檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入.檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄.檢測目的基因是否翻譯成.2鑒定：鑒定、抗病鑒定等。例4 下圖是將人的生長激素基因?qū)思?xì)菌B細(xì)胞內(nèi)制造“工程菌”的示意圖，所用載體為質(zhì)粒A.已知細(xì)菌B細(xì)胞內(nèi)不含質(zhì)粒A,也不含質(zhì)粒A上的基因，質(zhì)粒A導(dǎo)人細(xì)菌B后，其上的基因能

7、得到表達(dá)。請回答下列問題：（1)目前把重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌細(xì)胞時(shí),效率還不高，導(dǎo)入完成后得到的細(xì)菌，實(shí)際上有的根本沒有導(dǎo)入質(zhì)粒,有的導(dǎo)入的是普通質(zhì)粒A，只有少數(shù)導(dǎo)入的是重組質(zhì)粒.以下步驟可鑒別得到的細(xì)菌是否導(dǎo)人了質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒:將得到的細(xì)菌涂布在一個(gè)含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上,能夠生長的就導(dǎo)人了質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒,反之則沒有。使用這種方法鑒別的原因是。 (2）若把通過鑒定證明導(dǎo)人了普通質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒的細(xì)菌放在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng),會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象是。原因是：_ _.（3)導(dǎo)人細(xì)菌B細(xì)胞中的目的基因成功表達(dá)的標(biāo)志是什么?_。課堂鞏固：一、選擇題：1、下列屬于獲取目的基因的方法的是（ ）利用mRNA反

8、轉(zhuǎn)錄形成 從基因組文庫中提取從受體細(xì)胞中提取 利用PCR技術(shù) 利用DNA轉(zhuǎn)錄 人工合成A B CD2、不屬于目的基因與運(yùn)載體結(jié)合過程的是（ )A用一定的限制酶切割質(zhì)粒,露出黏性末端 B用同種限制酶切割目的基因，露出黏性末端 C將切下的目的基因插入到質(zhì)粒的切口處 D將重組DNA引入到受體細(xì)胞中進(jìn)行擴(kuò)增3、分辨基因工程是否成功是通過( ）A提取目的基因 B基因表達(dá)載體的構(gòu)建 C目的基因?qū)耸荏w細(xì)胞 D目的基因的檢測與鑒定4下列不屬于獲取目的基因的方法的是（ )A利用DNA連接酶復(fù)制目的基因 B利用DNA聚合酶復(fù)制目的基因C從基因文庫中獲取目的基因 D利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因5哪項(xiàng)不是基因表達(dá)載體

9、的組成部分（ )A啟動(dòng)子 B終止密碼 C標(biāo)記基因 D目的基因6在胰島素的基因與質(zhì)粒形成重組DNA分子的過程中,下列哪組是所需要的（ )同一種限制酶切割兩者；不需同一種限制酶切割兩者；加入適量的DNA連接酶；不需加DNA連接酶A B C D7下列說法中正確的是（ ）A基因表達(dá)載體的構(gòu)建方法是一致的B標(biāo)記基因也叫做抗生素基因C顯微注射技術(shù)是最為有效的一種將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法D大腸桿菌是常用的微生物受體8、下列哪項(xiàng)不是將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法( )A基因槍法 B顯微注射法C農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 D花粉管通道法9基因工程中常用的受體細(xì)胞不包括（ )A人體細(xì)胞 B動(dòng)物細(xì)胞 C植物細(xì)胞 D微生物細(xì)胞1

10、0基因工程中科學(xué)家常采用細(xì)菌、酵母菌等微生物作為受體細(xì)胞.下列不屬于這樣做的原因的是（ ）A結(jié)構(gòu)簡單，多為單細(xì)胞 B繁殖速度快C遺傳物質(zhì)含量少 D性狀穩(wěn)定，變異少11要檢測目的基因是否成功的插入了受體DNA中，需要用基因探針,基因探針是指（ ）A用于檢測疾病的醫(yī)療器械B用放射性同位素或熒光分子等標(biāo)記的DNA分子C合成一球蛋白的DNAD合成苯丙羥化酶的DNA片段12基因工程的正確操作步驟是（ )構(gòu)建基因表達(dá)載體 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞檢測目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求取目的基因A B C D13下列有關(guān)基因工程技術(shù)的敘述,正確的是（ ）A重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、DNA連接酶和基因

11、進(jìn)入受體細(xì)胞的載體B所有的限制酶都只能識(shí)別同一種特定的核苷酸序列 C選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞主要是因?yàn)榧?xì)菌繁殖快、遺傳物質(zhì)少D只要目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞就能成功實(shí)現(xiàn)表達(dá)14基因工程中不會(huì)出現(xiàn)( ）ADNA連接酶將黏性末端的堿基連接起來B限制性內(nèi)切酶可用于目的基因的獲取C目的基因必須有載體導(dǎo)入受體細(xì)胞D人工合成目的基因不用限制性核酸內(nèi)切酶15、下列哪項(xiàng)不是基因工程技術(shù)（ )A基因轉(zhuǎn)移 B基因擴(kuò)增 C基因檢測 D基因表達(dá)（二)填空題:16根據(jù)下列所給材料回答問題：材料一把人的胰島素基因拼接到大腸桿菌的質(zhì)粒上,然后導(dǎo)入大腸桿菌內(nèi),產(chǎn)生出人的胰島素.材料二把螢火蟲的熒光基因轉(zhuǎn)入煙草體內(nèi)，培育熒光的

12、煙草。材料三有人把蜘蛛產(chǎn)生絲腺蛋白的基因轉(zhuǎn)入羊的細(xì)胞屯，在羊分泌的乳汁中加入某種物質(zhì)后，可抽出細(xì)絲，這種細(xì)絲可望用作手術(shù)的縫合線。(1）上述生物新品種的產(chǎn)生運(yùn)用了技術(shù).（2）一種生物的基因在另一種生物體內(nèi)能夠表達(dá),而不影響其他基因的表達(dá),這說明基因是有_效應(yīng)的片段，具有一定的性；同時(shí)可以說明各種生物共用一套。(3）上述技術(shù)所用的工具酶有.(4）材料三中所用縫合線與普通縫合線相比有何優(yōu)點(diǎn)？ 。（5）可遺傳的變異分為三種：、，而基因工程改變一個(gè)物種的基因?qū)儆?(6）從上述所給的材料，不能得出哪一結(jié)論( )A動(dòng)植物之間可以相互轉(zhuǎn)基因B真核生物與原核生物之間可以相互轉(zhuǎn)基因C基因工程可以定向地改變生物的基因D轉(zhuǎn)基因生物的出現(xiàn)對生物