基因工程的基本操作程序（第一課時）

【學(xué)習(xí)目的】

1.說出基因工程基本操作程序。

2.掌握獲取目的基因日勺措施。

3.基因組文庫與c【）NA文庫的區(qū)別。

4.PCR技術(shù)。

【重點難點】

重點：1.掌握獲取FI的基因的措施。

2.基因組文庫與cDNA文庫的區(qū)別。

3.PCR技術(shù)。

難點：1.掌握獲取目口勺基因的措施。

2.PCR技術(shù)。

【自主學(xué)習(xí)】

一、基因工程日勺基本操作程序

寫出左圖各字母所代表的內(nèi)容

A:B:C:

D:E:F:

G:H:

二、目的基因口勺獲取：

（1）目的基因重要是，也可以是某些具

有，

（2）目的基因的來源<,

（3）獲取目的基因歐I措施：

①②③

（一）從基因文庫中獲取目的基因

（1）構(gòu)建基因文庫時需要對DNA分子進行切割和連接所使用時的分別是

和。

（2）基因組文庫包括了一種生物的；是通過悔獲得的J;cDNA文

庫包括了一種生物的的,是通過獲得的。

（二）運用PCR技術(shù)擴增目的基因

PCR擴增目的基因的原理牯,前提條件是,PCR所使用II勺

酶是，該酶具有什么特點？o

過程：第一步：加熱至90?95℃:第二步：冷卻到55?

60℃,；第三步：加熱至70?75℃,從引物起始互

補鏈的合成。

（三）人工合成目口勺基因

當基因比較小，又已知，可以通過DNA合成儀用人工合成。

【問題生成】

【師生互動，問題探討】

1.PCR技術(shù)與DNA復(fù)制有什么區(qū)別?

項目DNA復(fù)制PCR技術(shù)

場所

解旋

酶

引物

不合成

—?子鏈

樣溫度

點特點

循環(huán)次

數(shù)

產(chǎn)物

相似點

2.構(gòu)建基因文庫時用到哪些工具？

3.怎樣運用MMA構(gòu)建生物H勺cDNA?

【課后小結(jié)與反思】

基因文庫的構(gòu)建過程

【自我檢測】

1.對的表達基因工程次序操作的四個環(huán)節(jié)的是（）

A.獲取目的基因一將目的基因?qū)胧荏w細胞一基因體現(xiàn)載體的構(gòu)建一月11勺基因的檢測與鑒

定

B.目H勺基因的檢測與鑒定一獲取目日勺基因一基因體現(xiàn)載體的構(gòu)建一將目H勺基因?qū)胧荏w細

胞

C.獲取目的基因-＞基因體現(xiàn)載體的構(gòu)建-*將目的基因?qū)胧荏w細胞一目H勺基因的檢測與鑒

定

D.基因體現(xiàn)載體的構(gòu)建一獲取目的基因一將目的基因?qū)胧荏w細胞~目H勺基因的檢測與鑒

定

2.下列獲取目的基因的措施中需要模板鏈的是（）

①從基因文庫中獲取FI的基因②運用PCR技術(shù)擴增目的基因③反轉(zhuǎn)錄法④通過DNA

_____UMM

一爭咖NA

--

000000

?#AM?Bre

金|4.5X*便

0Q9OiQ?J

合成儀運用化學(xué)措施人工合成

A.①②③④B.①②@C.②③④D.②③

3.PCR技術(shù)擴增DNA,需要的條件是（）

①目的基因②ATP③四種脫氧核苛酸④DNA聚合酶等⑤mRNA⑥核糖體

A.①②③④B.②③④⑤C.①?④⑤D.????

4.已知某種限制性內(nèi)切酶在一線性DNA分子上有3個酶切位點，如圖中箭頭所指。假如該

線性DNA分子上有3個酶切位點都被該酶切斷，則會產(chǎn)生四個不一樣長度的DNA片段。既有

多種.上述線性DNA分子，若在每個DNA分子匕至少有1人酶切位點被該酶切斷，則從理論上

講，經(jīng)該酶切割后，這些線性DNA分子最多能產(chǎn)生長度不?樣的DM片段種類數(shù)是

找件DNA分子的?切示?也

A.3B.4C.9I）.12

5.有關(guān)基因工程H勺論述中，錯誤H勺是（）

A.DNA連接酶將黏性未端的堿基對連接起來

B.限制性內(nèi)切酶用于目的基因的獲得

C.目日勺基因須由載體導(dǎo)入受體細胞

D.人工合成目口勺基因不用限制性內(nèi)切的

6.右圖為用于基因工程的一種質(zhì)粒示意圖。用反加I限制酶切割目H勺基因和該質(zhì)粒，再用

限制酶

氨葦青霉素EcoRI

酶切位點

抗性基因

四環(huán)素

抗性基因

DNA連接酶連接形成重組質(zhì)粒，然后導(dǎo)入大腸桿菌，最終籽大腸桿菌放在四種培養(yǎng)基中培養(yǎng):

a一無抗生素的培養(yǎng)基，b—含四環(huán)素的培養(yǎng)基，c一含氨苫青霉素II勺培養(yǎng)基，d—含四環(huán)素和

氨羊青霉素日勺培養(yǎng)基。含重組質(zhì)粒的大腸桿菌能生長的是（）

A.aB.a和cC.a和bD.b和c

7.下列不屬于獲取目H勺基因的J措施的是（）

A.運用DMA連接陋復(fù)制目口勺基因

B.運用DNA聚合酶復(fù)制目的基因

C.從基因文庫中獲取目H勺基因

D.運用PCR技術(shù)擴增目的基因

8.切取牛的生長激素和人的生長激素基因，用顯微注射技術(shù)將它們分別注入小鼠的受精卵

中，從而獲得了“超級鼠”，此項技術(shù)遵照的原理是

A.基因突變：DNA-RNA-蛋白質(zhì)

B.基因工程：RNA-RNA-蛋白質(zhì)

C.細胞工程:DNAfRNA-蛋白質(zhì)

D.基因工程：DNA-RNA—蛋白質(zhì)

9.（2023.廣東卷）運用基因工程技術(shù)生產(chǎn)陵酸酯酶（CarE）制劑的流程如圖14所示，下列

論述對口勺口勺是（）

匚抗.用務(wù)公碇疆小工系-卜I2..&內(nèi)[[A達iuT|

|洋*%沌硬川收留卜?……：o:4U-「:飛彳N~l大揚＞苒卜二~|AIPJAA1

塞M

A、過程①需使用逆轉(zhuǎn)錄酶

B、過程②需使用解旋醒和PCR獲取目H勺基因

C、過程③使用歐I感受態(tài)細胞可用NaCl溶液制備

I）、過程④可運用DNA分子雜交鑒定目H勺基因與否已導(dǎo)入受體細胞

10.基因工程中目的基因的分離是操作的關(guān)鍵。下面甲、乙圖表達從真核生物細胞中獲取

目的基因H勺兩種措施，請回答問題：

基因A基因B

b

unnnnn

......n....,,7=—.*目的*4基因—n］『r人

甲

⑴在甲圖中，a過程是在酶的作用下完畢的。假如用該類酶中的一

種，不一定能獲取目的基因，其原因

是。

⑵在乙圖中，c過程在遺傳學(xué)上稱為,d過程除需以mRNA為模板，脫

氧核昔酸為原料，還需要的條件是ATP、、DNA聚合酶等。

課題：基因工程的基本操作程序（第二課時）

主備人：審核人：_講課人：使用時間：一年_月_日

【學(xué)習(xí)目的】

1.基因體現(xiàn)載體的構(gòu)建

2.將目的基因?qū)胧荏w細胞的措施

【重點難點】

重點：1.基因體現(xiàn)載體的構(gòu)建

2.將目I的基因?qū)胧荏w細胞的措施

難點：將目的基因?qū)胧荏w細胞的措施

【自主學(xué)習(xí)】

一、基因體現(xiàn)載體的構(gòu)建

（1）基因工程的關(guān)鍵___________________________________

（2）構(gòu)建體現(xiàn)載體日勺目的：使目的基因在受體細胞中,并且可以遺傳

給。

（3）體現(xiàn)載體必須有、、、、。

（4）啟動子位于基因的,它是識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄得

到o終止子位于基因的，也是一段有特殊構(gòu)造的o

啟動子與終止子的構(gòu)造單位是

（5）標識基因的作用是o

（6）構(gòu)建過程的示意圖:

靜瞅M伍

.皿Tmm.f

|uNAiiUlW

^mr>NA

（7）由于受體細胞不?柱，將基因?qū)胧荏w細胞日勺措施也不?樣，因此基因體現(xiàn)載體日勺構(gòu)

建不是千篇一律的。

二、將目H勺基因?qū)胧荏w細胞

閱讀書本12—13頁，

（一）轉(zhuǎn)化：目口勺基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)的J過程。

（二）將目口勺基因?qū)胫参锛毎?/p>

（1）受體細胞：

（2）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（采用最多的措施）

①農(nóng)桿菌特點：易感染植物和裸子植物，對植物沒有感染力；Ti

目的基因H勺遺傳特性得以穩(wěn)定維持和體現(xiàn)。

⑶基因槍法

基因槍法：是單子葉植物中常用的一種基因轉(zhuǎn)化措施，不過成本較窗。

(4)花粉管通道法

我國獨創(chuàng)的一種措施

(三)將目H勺基因?qū)雱游锛毎?/p>

(1)措施：_______________________________________

(2)受體細胞：__________________________________________________

(3)操作程序：目IJ勺基因體現(xiàn)載體一取卵(受精卵)一顯微注射一注射了目的基因的受精卵

移植到性動物的內(nèi)發(fā)育一新性狀動物。

(四)將目的基因?qū)胛⑸锛毎?/p>

(1)原核生物特點：、多為、相對較少等。

(2)大腸桿菌最常用的轉(zhuǎn)化措施是：處理細胞，成為細胞一體現(xiàn)載體

與感受態(tài)細胞混合f細胞吸取DNA分子。

【問題生成】

【師生互動，問題探討】

1.啟動子與起始密碼子有何區(qū)別？

2.終止子與終止密碼子有何區(qū)別？

3.基因體現(xiàn)載體日勺構(gòu)建需要哪些工具陋，怎樣將目日勺基因與運載體連接起來形成重組DNA

分子(以質(zhì)粒為運載體)？

4.培育轉(zhuǎn)基因動物時，受體細胞能否采用動物體細胞，為何采用受精卵？

5.將目的基因與載體混合并用DNA連接酶處理后，會出現(xiàn)幾種成果，怎樣從中篩選處所需

要重組質(zhì)粒？

【課后小結(jié)與反思】

【自我檢測】

1.下列有關(guān)基因體現(xiàn)載體構(gòu)建的有關(guān)論述，不對的的是］）

A.需要限制能和DNA連接能

B.必須在細胞內(nèi)進行

C.抗生素抗性基因可作為標識基因

D.啟動于位于基因的首端

2.基因工程中科學(xué)家常采用細菌、酵母菌等微生物作為受體細胞，原因是（）

A.構(gòu)造簡樸，操作以便B.繁殖速度快

C.遺傳物質(zhì)含量少、簡卜D.性狀穩(wěn)定,變異少

3.對的的操作次序是（）

①使目口勺基因與運載體相結(jié)合

②將目口勺基因?qū)胧荏w細胞目H勺基因的獲取

③檢測目的基因口勺體現(xiàn)與否符合特定性狀規(guī)定；

④提取目H勺基因.

A.③②@<DB.②@①③C.??②③D.③④①②

4.科學(xué)家將人的生長素基因與大腸桿菌日勺DNA分子進行重組，并成功地在大腸桿菌中得以

合成人

生長春的RNA

體現(xiàn)。過程如圖，據(jù)圖回答:

(1)人的基因之因此能與大腸桿菌日勺DNA分子進行重組，原因是

⑵過程①表達H勺是采用的措施來獲取目H勺基因。其過程可表達為

(3)圖中(3)過程用人工措施，使體外重組的DNA分子轉(zhuǎn)移到受體細胞內(nèi)，重要是借鑒細菌或

病毒細胞的途徑。一般將受體大腸桿菌用處理，使細胞處在能

—的生理狀態(tài).這種細胞稱為細胞,再將體現(xiàn)載體

溶于緩沖液中與—混合，在一定的溫度下完畢轉(zhuǎn)化。

⑷檢測大腸桿菌B與否導(dǎo)入了質(zhì)粒或重組質(zhì)粒，可采用的措施

是,理由

是O

(5)假如把已經(jīng)導(dǎo)入了一般質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒的大腸桿菌，放在具有四環(huán)素的培養(yǎng)基上培

養(yǎng),發(fā)生的現(xiàn)象是，原因是:<.

5.科學(xué)家通過基因工程措施，將蘇云金芽抱桿菌的JBt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入一般棉株細胞內(nèi)，并

成功實現(xiàn)了體現(xiàn)，從而培育出了能抗棉鈴蟲的棉花植株一抗蟲棉。其過程大體如圖所示:

(1)進行基因工程操作的工具隨有,將蘇云金芽泡桿菌的Bt基因?qū)朊藁?/p>

胞內(nèi)，使棉花植株產(chǎn)生抗蟲性狀，引起這種新性狀產(chǎn)生依賴于。細菌

的基因之因此能在棉花細胞內(nèi)體現(xiàn)，產(chǎn)生抗性，其原因是

⑵基因工程的操作程序重要包括的四個環(huán)節(jié)是

，其關(guān)鍵環(huán)節(jié)是,其目的是使目的基

因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以給下一代，同步，使目的基因可以體

現(xiàn)和發(fā)揮作用。

(3)上述過程中，將目口勺基因?qū)朊藁毎麅?nèi)使用的J措施是,這種導(dǎo)入措施較經(jīng)濟、

有效。

(4)Ti質(zhì)粒是農(nóng)桿菌中的一種質(zhì)粒，其上有T-DNA,把目口勺基因插入Ti質(zhì)粒『、JT-DNA中是

運用TT)NA的特點。

6.如圖將人H勺生長激素基因?qū)爰毦鶥細胞內(nèi)制造“工程菌”示意圖，所用載體為質(zhì)粒A。

已知細菌B細胞內(nèi)不含質(zhì)粒A,也不含質(zhì)粒A上的基因，質(zhì)粒A導(dǎo)入細菌B后，其上的基因

I工程曲

能得到體現(xiàn)。請回答問題:

(1)圖中的目日勺基因是指—

(2)怎樣將目的基因和質(zhì)粒相結(jié)合形成重組質(zhì)粒？

①____________________________________________

②____________________________________________

基因工程的基本操作程序(第三課時)

【學(xué)習(xí)目的】

1.掌握目的基因檢測與鑒定的措施。

2.D\A分子雜交技術(shù)的原理。

3.總結(jié)基因工程操作中的某些注意事項

【重點難點】

重點：目口勺基因檢測與鑒定的措施。

難點：目日勺基因檢測與鑒定的措施。

【自主學(xué)習(xí)】

目的基因H勺檢測與鑒定

(1)為何要檢測與鑒定：

(2)檢測的內(nèi)容與措施口勺比較

（3）目的基因能否在受體細胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是

（4）什么是探針？______________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________O

（5）DNA分子雜交技術(shù)的原理是。

【問題生成】

【師生互動，問題探

類

環(huán)節(jié)檢測內(nèi)容措施成果顯示

型

討】

第一目的基因與否進與否成功顯示

分步入受體細胞出雜交帶

1.為何需要進行個

子第二目的基因與否轉(zhuǎn)與否成功顯示

檢步錄出mRNA出雜交帶

體生物學(xué)

測第三目H勺基因與否翻與否成功顯示水平1勺鑒

步譯出蛋白質(zhì)出雜交帶

定？個

體

水

平

2.若要生鑒產(chǎn)人的糖

定

蛋白，可以用大腸桿

菌嗎?

3.DNA分子雜交技術(shù)尚有哪些應(yīng)用？

4.DNA分子雜交與分子雜交有什么區(qū)別？

5.基因工程H勺操作中，哪些過程發(fā)生堿基互補配對現(xiàn)象？

【課后小結(jié)與反思】

基因工程操作口勺8個易錯點

(1)目的基因時插入位點不是隨意的

基因體現(xiàn)需要啟動子與終止子的調(diào)控，因此目口勺基因應(yīng)插入到啟動子與終止子之間的部位。

(2)基因工程操作過程中只有第三步(將目的基因?qū)胧荏w細胞)沒有堿基互補配對現(xiàn)象

第一步存在逆轉(zhuǎn)錄法獲得DNA,第二步存在黏性末端連接現(xiàn)象，第四步檢測存在分子水平雜

交措施。

(3)原核生物作為受體細胞的長處：繁殖快、多為單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少。

(4)一般狀況下，用同一種限制酶切割質(zhì)粒和具有HI1勺基因的片段，但有時可用兩種限制酶

分別切割質(zhì)粒和目的基因，這樣可防止質(zhì)粒和質(zhì)粒之間、目的基因和目日勺基因之間的連接。

(5)目的基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和體現(xiàn)的過程，稱為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化

的實質(zhì)是目口勺基因整合到受體細胞染色體基因組中。

(6)不熟悉標識基因口勺種類和作用：標識基因的作用一一篩選、檢測目的基因與否導(dǎo)入受體

細胞，常見的有抗生素抗性基因、發(fā)光基因(體現(xiàn)產(chǎn)物為帶顏色日勺物質(zhì))等。

(7)對受體細胞模糊不清：受體細胞常用植物受精卵或體細胞(經(jīng)組織培養(yǎng))、動物受精卵(一

般不用體細胞)，微生物(大腸桿菌、酯母菌)等“要合成糖蛋白，有生物活性的胰島素則必

須用真核生物酵母菌（需內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體H勺加工、分泌）；一般不用支原體，原因是它營寄

生生活；一定不能用哺乳動物成熟口勺紅細胞，原因是它無細胞核，不能合成蛋白質(zhì)。

（8）還應(yīng)注意的問題有：①基因體現(xiàn)載體中，啟動子（DNA片段）W起始密碼子（RNA）；終止子

（DNA片段）W終止密碼子（RNA）。②基因體現(xiàn)載體的構(gòu)建是最關(guān)鍵、最關(guān)鍵H勺一步，在體外

進行。

【自我檢測】

1.目的基因?qū)胧荏w細胞后，與否可以穩(wěn)定維持和體現(xiàn)其遺傳特性，只有通過鑒定和檢測

才能懂得。下列屬于目的基因檢測和鑒定的是（）

①檢測受體細胞與否有目的基因②檢測受體細胞與否有致病基因③檢測目H勺基因與否

轉(zhuǎn)錄niRNA④檢測目的基因與否翻譯蛋白質(zhì)

A.①②③B.②③④C.D.①?④

2.在基因工程操作的J基本環(huán)節(jié)中，不進行堿基互補配對的環(huán)節(jié)是（）

A.人工合成目H勺基因B.目的基因與運載體結(jié)合

C.目的基因H勺檢測和體現(xiàn)I）.將目H勺基因?qū)胧荏w細胞

3.蘇云金芽抱桿菌的抗蟲基因?qū)朊藁毎c否已體現(xiàn)，其檢測措施是（）

A.與否有抗生素抗性B.與否能檢測到標識基因

C.與否有對應(yīng)的性狀D.與否能分離到目的基因

4.下列獲取目的基因U勺措施中需要模板鏈U勺是（）

①從基因文庫中獲取目的基因②運用PCR技術(shù)擴增目的基因③反轉(zhuǎn)錄法④通過DNA

合成儀運用化學(xué)措施人工合成

A.①②③?B.①②③C.②??D.②③

5.基因工程有廣闊的應(yīng)用前景?；卮鹣铝懈黝}：

(1)獲取目的基因后，短期內(nèi)要得到大量目H勺目的基因，可運用擴增。

(2)構(gòu)建基因體現(xiàn)載體H勺過程要使用的工具酶有。

⑶受體種類不一樣，導(dǎo)入措施不一樣。選育優(yōu)良動物，目的基因?qū)霑r常用措施是

;選育優(yōu)良植物，目的基因?qū)氩捎米疃嗟拇胧┦莀______o目11勺基因進入動植

物細胞并且在受體細胞維持穩(wěn)定和體現(xiàn)的過程，稱為。

(4)檢測目的基因在轉(zhuǎn)基因生物中與否翻譯成蛋白質(zhì)，措施是從轉(zhuǎn)基因生物口勺體細胞中提取

蛋白質(zhì)，用對應(yīng)的抗體進行雜交，看與否有。

6.根據(jù)基因工程的J有關(guān)知識，回答問題：

⑴限制性內(nèi)切酹切割DNA分子后產(chǎn)生艮I片段,其末端類型有和。

(2)質(zhì)粒運載體用EcdRI切割后產(chǎn)生口勺片段如下：

AATTC...G

G……CTTAA

為使運載體與目的基因相連，具有目H勺基因的DNA除可用笈斕I切割外，還可用另一種限

制性核酸內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點是

(3)按其來源不一樣，基因工程中所使用日勺DNA連接酶有兩類，即__________DNA連接酶和

DNA連接酶。

(4)反轉(zhuǎn)錄作用的J模板是，產(chǎn)物是。若要在體外獲

得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常采用技術(shù)。

(5)基因工程中除質(zhì)粒外，和____________也可作為載體。

(6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般狀況下，不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細胞,

原因是O

7.圖1表達具有目的基因I)的DNA片段長度(bp即堿基對)和部分堿基序列，圖2表達一種

質(zhì)粒的構(gòu)造和部分堿基序列。既有MspI、陽洲I、物GI、Sma\4種限制性核酸內(nèi)切酶，

它們識別的堿基序列和酶切位點分別為CICGG、GI