2017-2018學(xué)年高二生物選修三教學(xué)案：1-2基因工程的

1、犠心必記I預(yù)讀教牯，記住關(guān)槌 初歩構(gòu)娃知識(shí)框架一、 基因工程的基本操作程序閱讀教材卩3目的基因的獲取T基因表達(dá)載體的構(gòu)建T將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞T目的基因的檢測(cè)與鑒二、 目的基因的獲取閱讀教材P811目的基因主要是編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因，也可以是一些具有調(diào)控作用的因子。2.獲取目的基因的依據(jù)基因的核苷酸序列，基因的功能，基因在染色體上的位置，基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)。3.目的基因的獲取方法(1)從基因文庫(kù)中獲取目的基因1基因文庫(kù)含義：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同的基因，稱為基因文庫(kù)。基因組文庫(kù)：含有一種生物的所有基因 部分基因

2、文庫(kù)：含有一種生物的部分基因, .如cDNA庫(kù)利用PCF技術(shù)擴(kuò)增目的基因1PCR技術(shù)全稱是多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。2原理：DNA雙鏈復(fù)制。3擴(kuò)增過(guò)程變性：目的基因DNA受熱變性后解鏈為單鏈基因工程的基本操作程序重點(diǎn)聚焦掩卷思君，明確目標(biāo) 鎖宦課堂努力方向mRNA基因的表基因文庫(kù)種類(lèi)預(yù)習(xí)導(dǎo)引區(qū)復(fù)性：引物與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合延伸：在DNA聚合酶作用下延伸子鏈(3)人工合成法：適于合成基因較小，且核苷酸序列已知的目的基因。三、基因表達(dá)載體的構(gòu)建一一基因工程的核心閱讀教材F111.基因表達(dá)載體的組成(1)目的基因。位置：基因的首端啟動(dòng)子!功能：是RNA聚合酶

3、識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng) 基因轉(zhuǎn)錄出mRNA位置：基因的尾端 功能：終止轉(zhuǎn)錄_ ” 標(biāo)記基因：鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因。2.基因表達(dá)載體的功能(1)使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代。使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。四、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞閱讀教材P11止1.轉(zhuǎn)化：目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程。2.導(dǎo)入不同類(lèi)型生物細(xì)胞的方法(1)導(dǎo)入植物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法：適用于雙子葉植物和裸子植物1方法丿基因槍法：適用于單子葉植物、花粉管通道法2受體細(xì)胞：植物體細(xì)胞。(3)導(dǎo)入微生物細(xì)胞1方法：用Ca二處理細(xì)胞，使細(xì)胞處于一種能吸收周?chē)h(huán)境中DNA分子的生

4、理狀態(tài)(這種細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞)。終止子方法：顯微注射技術(shù)導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞常用受體細(xì)二卵2受體細(xì)胞：原核細(xì)胞(使用最廣泛的是大腸桿菌細(xì)胞)。3原核生物的特點(diǎn)：繁殖快，多為單細(xì)胞，遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等。五、目的基因的檢測(cè)與鑒定閱讀教材P1351分子水平上的檢測(cè)與鑒定1檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體上的目的基因(1) DNA分子雜交技術(shù).檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA(2)抗原一抗體雜交技術(shù)：用于檢測(cè)目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)_2個(gè)體生物學(xué)水平上的檢測(cè)與鑒定如一個(gè)抗蟲(chóng)或抗病的目的基因?qū)胫参锛?xì)胞后，是否賦予了植物抗蟲(chóng)或抗病特性，需要做抗 蟲(chóng)或抗病的接種實(shí)驗(yàn)。重點(diǎn)聚焦:1*基因工程的基本操作程序是什么？:2-什么是目

5、的基因？獲取目的基因的方法有哪些？! 3.基因表達(dá)載體的組底包括哪幾部分？構(gòu)建基因表達(dá)載:體的目的是什么？| 4 將目的基因?qū)胫参铩?dòng)物及黴生物細(xì)弛常用的方法| 分別是什么？| 5.目的墓因的檢測(cè)與鑒定的方法有哪些？共研探究-師生互動(dòng)，步涉探究聰振基I總結(jié)升華-全面概括，議讀熟記全臾礎(chǔ)*對(duì)點(diǎn)演練-即時(shí)鞏固，即攀即用逋拱能共研探究1.目的基因的獲取獲取目的基因是實(shí)施基因工程的第一步，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，目前獲取目的基因的常用方法有以下幾種。閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合提供的資料，完成下面的思考。目的基因主要是指編碼蛋白質(zhì)的基因。（2）目的基因的獲取方法有從基因文庫(kù)中獲取、PCF技術(shù)擴(kuò)增和人工合成三種

6、。直接分離：從自然界中已有的物種中分離，如從基因文庫(kù)中獲取。a基因文庫(kù)：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同的基因。b.基因文庫(kù)種類(lèi)文庫(kù)類(lèi)型cDNA文 庫(kù)基因組文庫(kù)文庫(kù)大小小大基因中啟動(dòng)子（具有啟動(dòng)作用的DNA片段）無(wú)有探究點(diǎn)一目的基因的獲取基囲組文庫(kù)和部分基固文庫(kù)基因中內(nèi)含子（位于編碼蛋白質(zhì)序列無(wú)有內(nèi)的非編碼DNA片段）基因多少某種生物的部分基因某種生物的全部基因文庫(kù)類(lèi)型cDNA文 庫(kù)基因組文庫(kù)物種間的基因交流可以部分基因可以c.基因組文庫(kù)含有一種生物的全部基因，而CDNA文庫(kù)只含有一種生物的部分基因，二者都是基因文庫(kù)。2人工合成法

7、：如果基因較小,核苷酸序列又已知，可以通過(guò)DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成。人工合成包括利用DNA進(jìn)行化學(xué)合成和反轉(zhuǎn)錄法。3利用PCF技術(shù)擴(kuò)增目的基因的條件、過(guò)程a.原理：DNA復(fù)制。b.前提：有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物。c.條件：DNA模板、引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶和4種脫氧核苷酸。d.過(guò)程：冃的總因! _ 一7一 一!_iiii it II,皿側(cè)文庫(kù).I H |加耦至90T：受熱醴便NA片段雙鍛解開(kāi)V11 IIr111LII I冷卻至55-60*C:遼性使辭鏈的DMA兩條單1就仆別與相應(yīng)的迪皓合血引韌 tZJ-_E3 111U m加熱至70-76加博催化從引

8、物屜出合底了璉1 1 1 11 11HI I f H 3Emil IIII dIH山2.DNA復(fù)制與PCR技術(shù)的比較DNA復(fù)制PCF技 術(shù)區(qū)別解旋方式解旋酶催化DNA在高溫作用下變性解旋場(chǎng)所細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞外酶解旋酶、普通的DNA聚合酶等耐熱的DNA聚合酶（Taq酶）溫度條件細(xì)胞內(nèi)溫和條件需控制溫度，在較咼溫度下進(jìn)行合成的對(duì)象DNA分 子DNA片段或基因總結(jié)升華獲取目的基因方法的比較方法基因文庫(kù)的構(gòu)建PCR技術(shù)擴(kuò)增人工合成過(guò)程供體細(xì)胞中的DNAJ限制酶 許多DNA片段J連接表達(dá)載體J導(dǎo)入受體細(xì)胞外源DNA擴(kuò)增，產(chǎn)生特定性狀J分離目的基因目的基因的mRNAJ反轉(zhuǎn)錄單鏈DNAJ合成雙鏈DNAJ插入載體J

9、導(dǎo)入受體菌群（cDNA文庫(kù)）J分離目的基因目的基因DNA|厲單鏈 DNA與引物DMAx ft n 的蛋白質(zhì)的氨基酸序列j推測(cè)mRNA勺核苷酸序列J推測(cè)基因的核苷酸序列J化學(xué)合成 目的基因優(yōu)點(diǎn)操作簡(jiǎn)單專一性強(qiáng)可在短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因?qū)Ｒ恍詮?qiáng)，可產(chǎn)生自然界中不存在的新基因缺點(diǎn)工作量大、盲目性大、專一性差操作過(guò)程較麻 煩，技術(shù)要求過(guò) 高需要嚴(yán)格控制溫度、技術(shù)要求高適用范圍小聯(lián)系模板：均需要脫氧核苷酸鏈作為模板進(jìn)行物質(zhì)合成原料：均為四種脫氧核苷酸酶：均需要DNA聚合酶進(jìn)行催化引物：均需要引物，使DNA聚合酶從引物的3端開(kāi)始連接脫氧核苷酸對(duì)點(diǎn)演練1.下列不屬于獲取目的基因的方法是（）A.利用DNA連

10、接酶復(fù)制目的基因B.反轉(zhuǎn)錄法C.從基因文庫(kù)中獲取目的基因D.利用PCF技術(shù)擴(kuò)增目的基因解析：選A對(duì)目的基因(DNA片段)進(jìn)行復(fù)制需利用DNA聚合酶而不是DNA連接酶。共研探究1.基因表達(dá)載體的構(gòu)建基因表達(dá)載體的構(gòu)建是實(shí)施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。其目的是使目的基因 在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。依圖 填空，并回答有關(guān)問(wèn)題。也皿：M因的件端功能：RNA聚書(shū)權(quán)識(shí)別和結(jié)書(shū)的部 位,騾動(dòng)堆閔的轉(zhuǎn)錄 目的亙因t人們所盅翌的曲亍a , 位甌基閡的尾端 終止訶1功能：RFA集合晦脫離部彳匕終 止轉(zhuǎn)錄標(biāo)記肚閔：用于零別覺(jué)祐細(xì)胞屮足否含仃怦的堆乩從血

11、將肆仃】丨的毎 閔的細(xì)胞篩選出來(lái)(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代。2使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體的過(guò)程：目的基因與載體結(jié)合的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是不同來(lái)源的組合的過(guò)程。其過(guò)程如下:DNA分子含冃的基因-個(gè)切口兩 個(gè)黏性末端DNA連按廨(3)啟動(dòng)子和終止子與起始密碼子和終止密碼子相同嗎?提示：不相同，啟動(dòng)子和終止子位于DNA上，是基因表達(dá)必需的部分。起始密碼子和終止密碼子位于mRNAh，決定翻譯的開(kāi)始和結(jié)束。探究點(diǎn)二基因表達(dá)載體的構(gòu)建和目的基因的導(dǎo)入胡動(dòng)子DNA重新基因表達(dá)載體的構(gòu)建需要限制酶DNA連接酶?！練w納拓展】真核細(xì)胞基因結(jié)

12、構(gòu)(1)結(jié)構(gòu)：編碼區(qū)：內(nèi)含子、外顯子；非編碼區(qū)：?jiǎn)?dòng)子、終止子?；蚪Y(jié)構(gòu)如圖所示:(2)表達(dá)：只有編碼區(qū)能轉(zhuǎn)錄生成RNA且內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄的部分要剪切掉，即轉(zhuǎn)錄生成的mRNA只有外顯子的對(duì)應(yīng)部分。因此，以mRNA為模板，反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的目的基因中沒(méi)有內(nèi)含子、啟動(dòng)子和終止子。2將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞是實(shí)施基因工程的第三步。目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體考。(1)結(jié)合圖示理解農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的過(guò)程將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法生物種類(lèi)植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術(shù)Ca2+處理法受體細(xì)胞體細(xì)胞受精卵原核細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程，稱為轉(zhuǎn)化。結(jié)合圖1、圖2、圖

13、3，根據(jù)教材相關(guān)內(nèi)容完成下列思TRNA拚帶外 劉髒 含祇啊航植物妣 椒出非編碼覽- 輪碼區(qū)-；非編碼直掐子扁了込子：金止子的柬色休DMA目的轉(zhuǎn)化過(guò)程將目的基因插入Ti質(zhì)粒 的TDNA上T農(nóng)桿菌T將含有目的基因的表達(dá)載體提純T取卵(受精Ca2+處理細(xì)胞T感受態(tài) 細(xì)胞T重組表達(dá)載體與導(dǎo)入植物細(xì)胞T融合到 受體細(xì)胞的DNAT表 達(dá)卵)T顯微注射T受精卵發(fā)育T獲得具有新性狀的動(dòng)物感受態(tài)細(xì)胞混合T感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子(3)為什么植物的體細(xì)胞可以作為受體細(xì)胞，而動(dòng)物的體細(xì)胞不能作為受體細(xì)胞？提示：植物體細(xì)胞的全能性較高，可經(jīng)植物組織培養(yǎng)過(guò)程成為完整植物體；動(dòng)物體細(xì)胞全能 性受到限制，不能發(fā)育為一個(gè)新個(gè)

14、體，因此動(dòng)物基因工程中的受體細(xì)胞一般是受精卵。(4)從細(xì)胞器的功能上分析，若通過(guò)基因工程生產(chǎn)人的糖蛋白，可以用大腸桿菌作受體細(xì)胞 嗎？提示：不可以。因?yàn)樘堑鞍咨系奶擎準(zhǔn)窃趦?nèi)質(zhì)網(wǎng)和咼爾基體上加工完成的，而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和咼爾 基體存在于真核細(xì)胞中，大腸桿菌是原核生物，細(xì)胞中不含有這兩種細(xì)胞器。總結(jié)升華廠啟動(dòng)子 限制傳一|工鼻*基因去達(dá)鐵媼皿-口的甚因UNA連接酶一I悴的構(gòu)建一終止子細(xì)謹(jǐn)轉(zhuǎn)化法一|墮將冃的爲(wèi)導(dǎo)_ 罟融注射技術(shù) 花刑通道法入受的胞理曲組化鈣法【易錯(cuò)易混】(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體1用同一種限制酶切割質(zhì)粒和目的基因，以獲得互補(bǔ)的黏性末端，利于重組質(zhì)粒的構(gòu)建。2插入的目的基因只是結(jié)構(gòu)基因部分，其表達(dá)

15、需要調(diào)控序列，因而用作載體的質(zhì)粒的插入部 位前須有啟動(dòng)子，后須有終止子。3終止子是DNA分子上決定轉(zhuǎn)錄停止的DNA序列；終止密碼子是指mRNA分子上決定翻譯停止的三個(gè)相鄰堿基。(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中有兩次拼接和兩次導(dǎo)入。第一次拼接是將目的基因拼接到Ti質(zhì)粒上T-DNA的中間部位，第二次拼接(非人工操作)指被插入目的基因的T-DNA被拼接到受體細(xì)胞的染色 體DNA上;第一次導(dǎo)入是將含目的基因的Ti質(zhì)粒重新導(dǎo)入農(nóng)桿菌，第二次導(dǎo)入(非人工操作)是指含目的基因的T-DNA進(jìn)入受體細(xì)胞。對(duì)點(diǎn)演練2如圖為基因表達(dá)載體的模式圖，下列有關(guān)基因工程中載體的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是C.圖中啟動(dòng)子位于基因的首端，是RNA聚合酶

16、識(shí)別和結(jié)合的部位D.抗生素抗性基因的作用是作為標(biāo)記基因，用于鑒別受體細(xì)胞中是否導(dǎo)入了目的基因解析：選B由于受體細(xì)胞有植物、 動(dòng)物和微生物，所以目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方式不同, 因此，基因表達(dá)載體的構(gòu)建也會(huì)有所差別，不可能是千篇一律的。3科學(xué)家通過(guò)基因工程的方法，將蘇云金芽孢桿菌的Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入普通棉株細(xì)胞內(nèi),并成功實(shí)現(xiàn)了表達(dá)，從而培育出了能抗棉鈴蟲(chóng)的棉花植株一一抗蟲(chóng)棉。其過(guò)程大致如圖所示，請(qǐng) 分析回答：(1) Ti質(zhì)粒是農(nóng)桿菌中的一種質(zhì)粒，其上有TDNA把目的基因插入Ti質(zhì)粒的TDNA中是利用TDNA的特點(diǎn)。(2) Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入普通棉株細(xì)胞內(nèi)并成功實(shí)現(xiàn)表達(dá)的過(guò)程，在基因工程中稱為_(kāi)。

17、(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法有很多種，該題中涉及的是 _。解析：(1)Ti質(zhì)粒的最大優(yōu)點(diǎn)是能將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的染色體DNA中，從而使目的基因在棉花體內(nèi)穩(wěn)定維持和表達(dá)。(2)目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程稱為轉(zhuǎn)化。(3)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞方法很多，以農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒為目的基因載體的稱為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。答案：(1)可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并且融合到受體細(xì)胞染色體DNA上(2)轉(zhuǎn)化(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法B.任何基因表達(dá)載體的構(gòu)建都是一樣的，沒(méi)有差別桿菌T-DNATLM構(gòu)建華因衣達(dá)戲體H的因 紐堆插入蜒色麗廠休DNA中轉(zhuǎn)入航蟲(chóng)棉棉株細(xì)胞目的基因的檢測(cè)與鑒定共研探究目的

18、基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，只有通過(guò)檢測(cè)與鑒定才能 知道。這是基因工程的第四步工作，也是檢查基因工程是否做成功的一步。結(jié)合下述材料，完成 探究。1目的基因的檢測(cè)（分子水平檢測(cè)）H的寤目片啟、/TATGGTTAMmrhTGCTAG、八f ATfKT.嶠TTAT N曲吃TATG JJ學(xué)廣基囚探壯非FW基兇片風(fēng)W咖榊叫VX7*尿勰譚船m：放性標(biāo)記忖的基閔片段、TM呷粳楓怦 E月的塞鳴的檢測(cè)示意圖（1）從圖中分析可得檢測(cè)目的基因的方法為DNA分子雜交技術(shù)，其原理是采用一定的技術(shù)手段，將兩種生物的DNA分子的單鏈放在一起，如果這兩個(gè)單鏈具有互補(bǔ)的堿基序列，那么，互補(bǔ) 的堿基序列

19、就會(huì)結(jié)合在一起，形成雜合雙鏈區(qū)；若沒(méi)有互補(bǔ)堿基序列的部位，仍然是兩條游離白_單鏈。（2）分子檢測(cè)的方法1DNA和DNA分子之間的雜交。目的基因是否融合到受體生物的染色體DNA中，這是真核生物中的目的基因可否穩(wěn)定存在和遺傳的關(guān)鍵。要驗(yàn)證這一點(diǎn)，就需要通過(guò)DNA和DNA分子間的雜交技術(shù)。主要做法是用放射性同位素標(biāo)記目的基因DNA片段作探針，以此檢測(cè)受體細(xì)胞的DNA中有無(wú)目的基因。2DNA和RNA分子之間的雜交。 它是檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA勺方法，具體做法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取mRN A用標(biāo)記的目的基因作探針，與mRNA交，如果顯示出雜交帶，則表明目的基因轉(zhuǎn)錄出了mRN A意味著目的基因開(kāi)始發(fā)

20、揮功能。3蛋白質(zhì)分子（抗原一抗體）之間的雜交。具體做法是：用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原一抗體雜交， 若有雜交帶出現(xiàn)，表明目的基因已經(jīng)表達(dá)出了蛋白質(zhì)2.鑒定（個(gè)體生物學(xué)水平鑒定）觀察圖示，判斷抗蟲(chóng)棉的接種實(shí)驗(yàn)屬于個(gè)體生物學(xué)水平鑒定，通過(guò)做抗蟲(chóng)(或抗病)的接種實(shí)驗(yàn)以確定是否具有抗性及抗性的程度。還可對(duì)基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的功能進(jìn)行活性比較, _確定轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的功能活性是否與天然產(chǎn)品相同。3.應(yīng)用(1)檢測(cè)棉花中導(dǎo)入的抗蟲(chóng)基因是否表達(dá)的最簡(jiǎn)便的方法是什么？提示：用葉片飼養(yǎng)棉鈴蟲(chóng)， 觀察棉鈴蟲(chóng)是否死亡。 如果棉鈴蟲(chóng)死亡，說(shuō)明抗蟲(chóng)基因已經(jīng)表達(dá); 否則，目的基因沒(méi)有表達(dá)。(2) DNA分子雜交的原理是堿基互補(bǔ)配

21、對(duì)原則。DNA分子雜交可用于親子鑒定、刑事偵查、生物親緣關(guān)系鑒定等?？偨Y(jié)升華1目的基因的檢測(cè)與鑒定2不同分子檢測(cè)的原理、場(chǎng)所、探針的異同(1)原理：進(jìn)行轉(zhuǎn)錄水平的檢測(cè)原理與復(fù)制水平的檢測(cè)原理是相似的，只是被檢測(cè)的物質(zhì)不再是轉(zhuǎn)基因生物的基因組DNA而是轉(zhuǎn)基因生物細(xì)胞內(nèi)的mRNA進(jìn)行翻譯水平的檢測(cè)，則是利用抗原與抗體特異性結(jié)合的原理。(2)場(chǎng)所：不論是復(fù)制水平、轉(zhuǎn)錄水平還是翻譯水平的檢測(cè)，都是在體外進(jìn)行的。(3)探針：在DNA分子、mRNA分子水平上檢測(cè)目的基因是否插入、目的基因是否轉(zhuǎn)錄時(shí)，用 的探針都是放射性同位素等標(biāo)記的含有目的基因的DNA片段。拭蟲(chóng)桶的接種實(shí)虺(左為抗九 轉(zhuǎn)羞因捧，使蟲(chóng)體發(fā)育

22、不正帝)分子水平槍測(cè)于體生物學(xué)水平檢測(cè)【易錯(cuò)易混】基因工程的幾個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)（1）在基因工程的四個(gè)操作步驟中，只有第三步將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞不涉及堿基互補(bǔ)配對(duì)，其余三個(gè)步驟都涉及堿基互補(bǔ)配對(duì)。（2）原核生物繁殖快，多為單細(xì)胞，遺傳物質(zhì)相對(duì)較少，有利于目的基因的復(fù)制與表達(dá)，因 此常采用大腸桿菌等原核生物作為受體細(xì)胞。對(duì)點(diǎn)演練4目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，只有通過(guò)鑒定和檢測(cè) 才能知道。下列屬于目的基因檢測(cè)和鑒定的是（）檢測(cè)受體細(xì)胞是否有目的基因檢測(cè)受體細(xì)胞是否有致病基因檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)A.B.C.D.解析：選C目的基因的檢測(cè)包括：

23、檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是用DNA探針與基因組DNA雜交；檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA方法是用基因探針與mRNA雜交；檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是進(jìn)行抗原一抗體雜交。學(xué)業(yè)水平小訓(xùn)，讓常生戲熱打鐵消化所常,i、學(xué)業(yè)水平達(dá)標(biāo)1.下列關(guān)于基因文庫(kù)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A.可分為基因組文庫(kù)和部分基因文庫(kù)B. cDNA文庫(kù)屬于部分基因文庫(kù)C.基因組文庫(kù)的基因在不同物種之間均可進(jìn)行基因交流D.同種生物的cDNA文庫(kù)基因數(shù)量較基因組文庫(kù)基因數(shù)量少解析：選C基因組文庫(kù)只有部分基因能夠在不同物種之間進(jìn)行交流。能力垛I課下能力提升，提速 虞龍，毎課一檢It歩 歩為菅步歩血訓(xùn)練

24、提能區(qū)2.基因表達(dá)載體的必需組成部分是（）啟動(dòng)子終止密碼子標(biāo)記基因4目的基因終止子A.B.C.D.解析：選B啟動(dòng)子位于基因表達(dá)載體的首端，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA最終獲得所需要的蛋白質(zhì)；終止子相當(dāng)于一盞紅色信號(hào)燈，使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停止下來(lái)；標(biāo)記基因是 為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái)；目的基因是基因 表達(dá)載體上必須具有的結(jié)構(gòu)。3下列關(guān)于目的基因檢測(cè)與鑒定的敘述，錯(cuò)誤的是()A.可以根據(jù)受體細(xì)胞是否具有某種抗性來(lái)判斷受體細(xì)胞是否獲得了目的基因B.受體細(xì)胞必須表現(xiàn)出目的基因控制的特定性狀，才能說(shuō)明目的基因完成了表達(dá)過(guò)程C.目的基因檢測(cè)的第一步是檢測(cè)目

25、的基因是否插入到轉(zhuǎn)基因生物的染色體D.檢測(cè)到受體細(xì)胞含有目的基因就標(biāo)志著基因工程操作成功解析：選D目的基因成功導(dǎo)入受體細(xì)胞只是基因工程操作成功的必要一步,程操作成功的是目的基因在受體細(xì)胞中成功表達(dá)。成了表達(dá)過(guò)程。DNA上標(biāo)志著基因工與。4如圖表示基因工程的主要操作步驟,請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題。供悻系統(tǒng) 外源DNA?o)(1)過(guò)程是.酶參與；過(guò)程是酶參(2)過(guò)程中使用Ca2+處理受體細(xì)胞可以增大,使重組質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞。(3)重組DNA分子進(jìn)入受體細(xì)胞后，受體細(xì)胞必須，才能說(shuō)明目的基因完 不 同生物的基因能夠進(jìn)行重組原因是AAT1AArr載體系統(tǒng)質(zhì)粒TTAA1TAATTAA解析：分析圖示可知：過(guò)程是獲取

26、目的基因，該過(guò)程需要的酶是限制酶；過(guò)程是構(gòu)建基因表達(dá)載體的過(guò)程， 該過(guò)程需要用到DNA連接酶。若受體細(xì)胞是微生物細(xì)胞，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入時(shí)，首先應(yīng)用Ca2+處理受體細(xì)胞，可以增大細(xì)胞膜的通透性，使重組質(zhì)粒易于進(jìn)入受體細(xì)胞。目的基 因完成表達(dá)的標(biāo)志是受體細(xì)胞內(nèi)合成了相應(yīng)的蛋白質(zhì)。不同生物之間能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)基因，其原因應(yīng) 從基因的化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)兩方面考慮。答案：（1）獲取目的基因 限制 構(gòu)建基因表達(dá)載體DNA連接（2）細(xì)胞膜的通透性表達(dá)出目的基因產(chǎn)物（4）不同生物的DNA具有相同的化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)、課下能力提升（二）【基礎(chǔ)題組】1.下列有關(guān)目的基因獲取的理解，不正確的是（）A.目的基因可以從自然界中

27、分離，也可以人工合成B.目的基因主要指編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因C.基因文庫(kù)就是基因組文庫(kù)D. cDNA文庫(kù)只含有某種生物的一部分基因解析：選C基因文庫(kù)又分為基因組文庫(kù)和部分基因文庫(kù)。cDNA文庫(kù)是部分基因文庫(kù)。2.下列關(guān)于基因表達(dá)載體構(gòu)建的相關(guān)敘述，不正確的是（）A.需要限制酶和DNA連接酶B.必須在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行C.抗生素抗性基因可作為標(biāo)記基因D.啟動(dòng)子位于目的基因的首端解析：選B基因表達(dá)載體的構(gòu)建是指目的基因與載體結(jié)合，在此過(guò)程中需用同一種限制酶 切割目的基因與載體，用DNA連接酶將互補(bǔ)的末端連接起來(lái)；基因表達(dá)載體的構(gòu)建是在細(xì)胞外進(jìn)行的；基因表達(dá)載體包括啟動(dòng)子（位于基因首端使轉(zhuǎn)錄開(kāi)始）、終止子、目

28、的基因和標(biāo)記基因。3利用蘇云金芽孢桿菌的抗蟲(chóng)基因培育的抗蟲(chóng)棉是否成功，最好檢測(cè)（）A.是否有抗生素產(chǎn)生B.是否有目的基因表達(dá)C.是否有抗蟲(chóng)的性狀出現(xiàn)D.是否能分離到目的基因解析：選C要檢驗(yàn)導(dǎo)入了抗蟲(chóng)基因的棉花植株是否抗蟲(chóng)，需要做抗蟲(chóng)的接種實(shí)驗(yàn)，以確定 棉花是否有抗蟲(chóng)的性狀出現(xiàn)，如果有抗蟲(chóng)的性狀出現(xiàn)，則說(shuō)明抗蟲(chóng)棉培育成功。4在基因工程技術(shù)中，需要用Ca2+處理的環(huán)節(jié)是()A.目的基因的提取和導(dǎo)入B.目的基因與載體結(jié)合C.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D.目的基因的檢測(cè)與鑒定解析：選C如果載體是質(zhì)粒，受體細(xì)胞是細(xì)菌，一般是將細(xì)菌用Ca2+處理，以增大細(xì)菌細(xì)胞膜的通透性，使含有目的基因的重組質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞

29、。5將目的基因?qū)胗衩浊o尖分生區(qū)細(xì)胞和小鼠受精卵，常采用的方法分別是()A.顯微注射法、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法B.基因槍法、花粉管通道法C.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、顯微注射法D.基因槍法、顯微注射法解析：選D玉米是單子葉植物，常用的轉(zhuǎn)化方法是基因槍法；對(duì)于動(dòng)物細(xì)胞，常用的轉(zhuǎn)化 方法是顯微注射法。6.下列關(guān)于cDNA文庫(kù)和基因組文庫(kù)的說(shuō)法，不正確的是()A. cDNA文庫(kù)中的DNA來(lái)源于mRNA勺反轉(zhuǎn)錄B.如果某種生物的cDNA文庫(kù)中的某個(gè)基因與該生物的基因組文庫(kù)中的某個(gè)基因控制的性狀 相同，則這兩個(gè)基因的結(jié)構(gòu)也完全相同C. cDNA文庫(kù)中的基因都沒(méi)有啟動(dòng)子D.種生物的cDNA文庫(kù)可以有許多種，但基因組文庫(kù)只有一種

30、解析：選B由于基因轉(zhuǎn)錄時(shí)只有編碼區(qū)段才能轉(zhuǎn)錄，所以以mRN仮轉(zhuǎn)錄成的DNA就只有外顯子區(qū)段，而缺少內(nèi)含子和啟動(dòng)子等非編碼區(qū)段，和原來(lái)的基因結(jié)構(gòu)不相同。7.利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，可生產(chǎn)人類(lèi)所需要的產(chǎn)品。下列能說(shuō)明目的基因完成 了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是()A.棉花二倍體細(xì)胞中檢測(cè)到細(xì)菌的抗蟲(chóng)基因B.大腸桿菌中檢測(cè)到人胰島素基因及其mRNAC.山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素DNA序列D.酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白解析：選D目的基因的表達(dá)是指在受體細(xì)胞中產(chǎn)生了目的基因所控制合成的蛋白質(zhì)。在受體細(xì)胞中檢測(cè)到目的基因或其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA并不能表明目的基因已經(jīng)成功表達(dá)。8.下列關(guān)于基因表達(dá)載體導(dǎo)入微

31、生物細(xì)胞的敘述，不正確的是（）A.常用原核生物作為受體細(xì)胞，是因?yàn)樵松锓敝晨?，且多為單?xì)胞，遺傳物質(zhì)相對(duì)較B.受體細(xì)胞所處的一種能吸收周?chē)h(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)稱為感受態(tài)C.感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子需要適宜的溫度和酸堿度D.感受態(tài)細(xì)胞吸收重組表達(dá)載體DNA分子的液體只要調(diào)節(jié)為適宜的pH即可，沒(méi)必要用緩沖解析：選D將基因表達(dá)載體導(dǎo)入微生物細(xì)胞時(shí)，需在一定條件（如適宜的溫度、pH等）下,將基因表達(dá)載體和感受態(tài)的微生物細(xì)胞混合培養(yǎng)，在培養(yǎng)過(guò)程中，可能會(huì)影響要加入緩沖液，以保持適宜的pH?！灸芰︻}組】9. （2014重慶高考）如圖為利用基因工程培育抗蟲(chóng)植物的示意圖。以下相關(guān)敘述，正確的是（）A

32、.的構(gòu)建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶參與B.侵染植物細(xì)胞后，重組Ti質(zhì)粒整合到的染色體上C.的染色體上若含抗蟲(chóng)基因，則就表現(xiàn)出抗蟲(chóng)性狀D.只要表現(xiàn)出抗蟲(chóng)性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異解析：選D構(gòu)建重組質(zhì)粒需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，不需要DNA聚合酶。含重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞后，重組Ti質(zhì)粒的T-DNA整合到受體細(xì)胞的染色體上，而不是重組Ti質(zhì)粒整合到受體細(xì)胞的染色體上。導(dǎo)入受體細(xì)胞的目的基因表達(dá)后，轉(zhuǎn)基因植株方能 表現(xiàn)出相應(yīng)性狀，若目的基因在受體細(xì)胞中不表達(dá)，轉(zhuǎn)基因植株不能表現(xiàn)出相應(yīng)性狀。表現(xiàn)出 抗蟲(chóng)性狀則表明該植株細(xì)胞發(fā)生了基因重組，基因重組是可遺傳變異。pH的變化

33、，因此10.天然的玫瑰沒(méi)有藍(lán)色花， 這是由于缺少控制藍(lán)色色素合成的基因B,而開(kāi)藍(lán)色花的矮牽牛中存在序列已知的基因B,現(xiàn)用基因工程技術(shù)培育藍(lán)玫瑰，下列操作正確的是（）A.提取矮牽牛藍(lán)色花的mRNA經(jīng)過(guò)反轉(zhuǎn)錄獲得互補(bǔ)的DNA再擴(kuò)增基因BB.利用限制酶從開(kāi)藍(lán)色花牽牛的基因文庫(kù)中獲取基因BC.利用DNA聚合酶將基因B與質(zhì)粒連接后導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞D.將基因B直接導(dǎo)入大腸桿菌，然后感染并轉(zhuǎn)入玫瑰細(xì)胞解析： 選A由題意知： 控制藍(lán)色色素合成的基因B是目的基因， 提取矮牽牛藍(lán)色花的mRNA經(jīng)反轉(zhuǎn)錄獲得互補(bǔ)的DNA再擴(kuò)增基因B,構(gòu)建表達(dá)載體，然后導(dǎo)入天然玫瑰的細(xì)胞中，培育該 受體細(xì)胞即能獲得藍(lán)玫瑰。從基因文庫(kù)中獲取

34、目的基因，直接用引物擴(kuò)增即可。將目的基因B與質(zhì)粒連接需用DNA連接酶，而不是DNA聚合酶。基因B需與質(zhì)粒連接形成基因表達(dá)載體再導(dǎo)入農(nóng) 桿菌，然后感染并轉(zhuǎn)入玫瑰細(xì)胞，而不能將基因B直接導(dǎo)入大腸桿菌。11.抗肯祖索幕囲 目拭四壞索韓因質(zhì)粒是基因工程中最常用的載體，它存在于許多細(xì)菌體內(nèi)，某細(xì)菌質(zhì)粒上的標(biāo)記基因如圖所示，通過(guò)標(biāo)記基因可以推知外源基因（目的基因）是否轉(zhuǎn)移成功。外源基因插入的位置不同，細(xì)菌在培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)情況也不同，如圖所示外源基因在質(zhì)粒中可插入的位置有a、b、c點(diǎn)。某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)其插入的位點(diǎn)進(jìn)行分析，其中分析正確的是（）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)推論在含青霉素培養(yǎng)基一生長(zhǎng)情況上的在含四環(huán)素培養(yǎng)基

35、上的生長(zhǎng)情況目的基因插入的位置A能生長(zhǎng)能生長(zhǎng)aB不能生長(zhǎng)能生長(zhǎng)bC能生長(zhǎng)不能生長(zhǎng)cD不能生長(zhǎng)不能生長(zhǎng)c解 析 ： 選B若 質(zhì) 粒 上 插 入 的 位 置 在b點(diǎn) ， 那 么 抗 四 環(huán) 素 基 因 沒(méi) 有 被 破 壞 ， 抗 青 霉 素 基 因 被破壞，導(dǎo)入該重組質(zhì)粒的細(xì)菌在含青霉素的培養(yǎng)基上不能生長(zhǎng)，在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上能生長(zhǎng)。12.某研究所的研究人員將生長(zhǎng)激素基因通過(guò)質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞，使其表達(dá)，產(chǎn)生生長(zhǎng)激素。已知質(zhì)粒中存在兩個(gè)抗性基因：A是抗鏈霉素基因，B是抗氨芐青霉素基因，且目的基因要插入到基因B中，而大腸桿菌不帶有任何抗性基因。下列敘述正確的是A.導(dǎo)入大腸桿菌的質(zhì)粒一定為重組質(zhì)粒B

36、. RNA聚合酶是構(gòu)建該重組質(zhì)粒必需的工具酶C.可用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基檢測(cè)大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒D.在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中不能生長(zhǎng)，但在含鏈霉素培養(yǎng)基中能生長(zhǎng)的可能是符合生產(chǎn)要求的大腸桿菌解析：選D基因操作過(guò)程中，用同一種限制酶分別切割生長(zhǎng)激素基因所在的DNA分子和質(zhì)粒后，會(huì)產(chǎn)生相同的黏性末端，黏性末端連接時(shí)，目的基因和目的基因、目的基因和質(zhì)粒、質(zhì)粒 和質(zhì)粒都可能連接，因此，導(dǎo)入大腸桿菌的質(zhì)粒不一定為重組質(zhì)粒。構(gòu)建該重組質(zhì)粒必需的工具 酶是限制酶和DNA連接酶。目的基因插入基因B中后形成的重組質(zhì)粒的抗氨芐青霉素基因被破壞， 故導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌對(duì)氨芐青霉素不具有抗性，對(duì)鏈霉素仍

37、具有抗性。13.如圖是利用基因工程方法培育抗蟲(chóng)棉的過(guò)程。請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題：Dl抗蟲(chóng)棉|1棉花細(xì)胞(1)從蘇云金芽孢桿菌的DNA上獲取抗蟲(chóng)基因，需要用到的工具是 _ ，此工具主要是從_ 生物中分離純化出來(lái)的，它能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)脫氧核苷酸之間的 _ 鍵斷開(kāi)。(2)構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，常用Ti質(zhì)粒作為載體，是因?yàn)門(mén)i質(zhì)粒上具有_ ，它能把目的基因整合到受體細(xì)胞的 _ 上。(3) E過(guò)程是利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)完成的，要確定抗蟲(chóng)基因?qū)朊藁?xì)胞后，是否賦予了棉花抗蟲(chóng)特性，在個(gè)體水平上還需要做 _ 實(shí)驗(yàn)。(4)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞，除采用圖示中的方法外

38、，還可以采用_法和花粉管通道法。解析：(1)限制酶用于切割DNA分子，獲取目的基因。限制酶主要從原核生物細(xì)胞中獲取。限制酶可使磷酸二酯鍵斷裂，將DNA分子切開(kāi)。(2)Ti質(zhì)粒是可轉(zhuǎn)移DNA其上的TDNA可以整 合到植物細(xì)胞的染色體DNA上，故將目的基因借助Ti質(zhì)粒導(dǎo)入植物細(xì)胞中。(3)把害蟲(chóng)接種到轉(zhuǎn) 基因植株上，以檢測(cè)轉(zhuǎn)基因植株的抗蟲(chóng)基因是否正常表達(dá)。答案：限制酶 原核 磷酸二酯(2)TDNA染色體DNA抗蟲(chóng)的接種(4)基因槍14. （2015四川高考）將蘇云金桿菌Bt蛋白的基因?qū)朊藁?xì)胞中，可獲得抗棉鈴蟲(chóng)的轉(zhuǎn) 基因棉，其過(guò)程如圖Ti質(zhì)粒|抗蟲(chóng)基因重組質(zhì)粒B-BT土壤農(nóng)桿菌一C含重組質(zhì)粒的f土壤農(nóng)桿菌所示（注：農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒上只有TDNA片段能轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞中）。Ti質(zhì)轉(zhuǎn)煩駅Ti質(zhì)粒郴走細(xì)屜 齷也訊如竹化刑虛的背試管苗（質(zhì)輕中“I瀘代表1基因嚴(yán)曲嚴(yán)代A “卡那誓素證社星因J（1）過(guò)程需用同種 _ 酶對(duì)含Bt基因的DNA和Ti質(zhì)粒進(jìn)行酶切。為將過(guò)程獲得的含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌篩選出來(lái)，應(yīng)使用 _ 培養(yǎng)基。（2）過(guò)程中將棉花細(xì)胞與農(nóng)桿菌混合后共同培養(yǎng)，旨在讓 _進(jìn)入棉花細(xì)胞；除盡農(nóng)桿菌后，還須轉(zhuǎn)接到含卡那霉素的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)，目的是（3）若過(guò)程僅獲得大量的根，則應(yīng)在培養(yǎng)基中增加 _以獲得芽；部分接種在無(wú) 激 素 培 養(yǎng) 基 上 的 芽