高三生物一轮复习基因工程的基本操作程序学案

1．2 基因工程的基本操作程序

复习目标

1、简述基因工程原理及基本操作程序。

2、尝试设计某一转基因生物的研制过程。

复习重点

基因工程基本操作程序的四个步骤。

复习难点

（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。

预学案

一、目的基因的获取：

1．目的基因：符合人们需要的，编码蛋白质的。

2．获取目的基勤的反义词 因的常用方法

(1)从基因文库中获取目的基因

①基因文库：将含有某种生物不同基因的许多，导人受体菌的群体中，各个受体菌

分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。

基因组文库：含有一种生物的基因

②种类

部分基因文库：含有一种生物的基因，如文库。

③建立目的：为获得大量的目的基因作准备。

④目的基因的获取

根据目的基因的有关信息：基因的序列、基因的、基因在上的位置、席慕蓉诗集

基因的一支花 产物mRNA、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。

(2)利用PCR技术扩增目的基因。

①PCR：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。

②条件：有一段已知目的基因的序列。

③过程：目的基因DNA受热后解旋为，与结合，然后在的

作用下进行延伸形成DNA。

n

④方式：指数扩增=2(n为扩增循环的次数)

(3)化学合成法：基因较小，核苷酸序列已知，可以通DNA合成仪用化学方法直接。

例1、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

二、基因表达载体的构建

1．表达载体的组成：目的基因+ + +标记基因等。

2．启动子：位于基因的，它是

的部位，驱动基因转录产生mRNA。

3．终止子：位于基因的，终止。

4．表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以给下一代；使目的基

因能够和发挥作用。

5．标记基因：作用是受体细胞是否含有目的基因。

6．由于受体细胞有植物、动物、微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方法不同，基因表达

载体的构建上也会有所差别。

例2、科学家在培育抗虫棉时，经过了许多复杂的过程和不懈的努力，才获得成功。起初把苏云金

芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中，然后导入棉花的受精卵中，结果抗虫基因在棉花体内没有表达。

然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子(抗虫基因首端)，导人棉花受精卵，长成的棉花植株还是没有

抗虫能力。科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终止子(抗虫基因末端)，导入棉花受精卵，结

果成长的植株，有了抗虫能力。由以上过程推知，作为目的基因的运载体应具备的结构是

A．目的基因、启动子 B．目的基因、终止子

C．目的基因、启动子、终止子 D．目的基因、启动子、终止子、标记基因

三、将目的基因导入受体细胞

(一)转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和的过程。

(二)常用方法：

1

1．将目的基因导入植物细胞

(1)农杆菌转化法（常用方法）

①农杆菌特点：易感染植物和裸子植物，对大多数___________植物没有感染能力；

农杆菌中的Ti质粒上的可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体的DNA上。

进入

②转化过程：目的基因插入农杆菌→导入植物细胞→目的基

因整合到植物细胞中染色体的DNA上→目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。

(2)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。

(3)花粉管通道法：这是我国科学家独创的一种方法，是一种十分简便经济的方法。（我国的转基因

抗虫棉就是用此种方法获得的）

2．将目的基因导入动物细胞

(1)方法：注射技术（最常用、最有效的方法）。

(2)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。

3．将目的基因导入微生物细胞

(1)原核生物特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。

(2)转化过程：处理细胞→细胞→重组表达载体DNA分子溶于

中与感受态细胞混合→细胞吸收DNA分子（需一定的）。

例3、采用基因工健身锻炼 程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是

①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋

白的DNA序列，与质粒重组，导人细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④将编码毒素蛋白

的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵

A、①② B、②③ C、③④ D、①④

四、目的基因的检测与鉴定

1．检测 (1)检测方法：技术、抗原——抗体杂交等。

(2)内容①检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了，方法：；

②检测目的基因是否转录出，方法：；

③检测目的基因是否翻译成，方法：

2．鉴定：除了上述的检测外，有时还需要进行水平的鉴定，如

鉴定、抗病鉴定等。

【拓展】DNA复制与PCR技术的比较：

例4、左上图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图，所用载体为质粒A。

已知细菌B细胞内关于梦想的开头 不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒A导入细菌B后，其上的基因能得到表达。

请回答下列问题：

(1)目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不高，导入完成后得到的细菌，实际上有的根本没有

导入质粒，有的导入的是普通质粒A，只有少数导入的是重组质粒。以下步骤可鉴别得到的细菌是否导

入了质粒A或重组质粒：将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就导入了质

粒A或重组质粒，反之则没有。使用这种方法鉴别的原因是

。

(2)若把通过鉴定证明导入了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养，会发

生的现象是。

原因是

2

____________________________________________________________________________

(3)导入细菌B细胞中的目的基因成功表达的标志是什么?

检测案

（一）、选择题：

1、下列属于获取目的基因的方法的是①利用mRNA反转录形成；②从基因组文库中提取；③从受

体细胞中提取；④利用PCR技术；⑤利用DNA转录；⑥人工合成

A．①②③⑤ B．①②⑤⑥ C．①②③④D．①②④⑥

2、不属于目的基因与运载体结合过程的是

A．用一定的限制酶切割质粒,露出黏性末端 B．用同种限制酶切割目的基因,露出黏性末端

C．将切下的目的基因插入到质粒的切口处 D．小鸭子怎么画 将重组DNA引入到受体细胞中进行扩增

3、分辨基因工程是否成功是通过

A．提取目的基因 B．基因表达载体的构建

C．目的基因导人受体细胞 D．目的基因的检测与鉴定

4．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 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

5．哪项不是基因表达载体的组成部分

A．启动子 B．终止密码 C．标记基因 D．目的基因

6．在胰岛素的基因与质粒形成重组DNA分子的过程中,下列哪组是所需要的：①同一种限制酶切割

两者②不需同一种限制酶切割两者③加入适量的DNA连接酶④不需加DNA连接酶

A．①③ B．①④ C．②④ D．②③

7．下列说法中正确的是

A．基因表达载体的构建方法是一致的

B．标记基因也叫做抗生素基因

C．显微注射技术是最为有效的一种将目的基因导入植物细胞的方法

D．大肠杆菌是常用的微生物受体

8、下列哪项不是将目的基因导入植物细胞的方法

A．基因枪法 B．显微注射法C．农杆菌转化法 D．花粉管通道法

9．基因工程中常用的受体细胞不包括

A．人体细胞 B．动物细胞为什么会有闰月 C．植物细胞 D．微生物细胞

10．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。下列不属于这样做的原因的是

A．结构简单，多为单细胞B．繁殖速度快

C．遗传物质含量少D．性状稳定，变异少

11．要检测目的基因是否成功的插入了受体DNA中，需要用基因探针，基因探针是指

A．用于检测疾病的医疗器械 B．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子

C．合成一球蛋白的DNA D．合成苯丙羟化酶的DNA片段

12．基因工程的正确操作步骤是：

①构建基因表达载体；②将目的基因导入受体细胞；③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求；

④取目的基因

A．③②④① B．②④①③ C．④①②③ D．③④①②

13．下列有关基因工程技术的叙述，正确的是

A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和基因进入受体细胞的载体

B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列

C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞主要是因为细菌繁殖快、遗传物质少

D．只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达

14．基因工程中不会出现

A．DNA连接酶将黏性末端的碱基连接起来 B．限制性内切酶可用于目的基因的获取

C．目的基因必须有载体导入受体细胞 D．人工合成目的基因不用限制性核酸内切酶

15、下列哪项不是基因工程技术

A．基因转移 B．基因扩增 C．基因检测 D．基因表达

3

（二）、填空题：

16．根据下列所给材料回答问题：

材料一茼蒿的家常做法 把人的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的质粒上，然后导入大肠杆菌内，产生出人的胰岛素。

材料二把萤火虫的荧光基因转入烟草体内，培育荧光的烟草。

材料三有人把蜘蛛产生丝腺蛋白的基因转入羊的细胞屯，在羊分泌的乳汁中加入某种物质后，可

抽出细丝，这种细丝可望用作手术的缝合线。

(1)上述生物新品种的产生运用了技术。

(2)一种生物的亲情伴我成长 基因在另一种生物体内能够表达，而不影响其他基因的表达，这说明基因是有

________效应的片段，具有一定的性；同时可以说明各种生物共用一套。

(3)上述技术所用的工具酶有。

? (4)材料三中所用缝合线与普通缝合线相比有何优点

。

(5)可遗传的变异分为三种：、、，而基因工程改变一个物

种的基因属于。

．真核生物与原核生物之间可以相互转基因A．动植物之间可以相互转基因 B

(6)从上述所给的材料，不能得出哪一结论

C．基因工程可以定向地改变生物的基因 D．转基因生物的出现对生物的进化是有利的

17．人体受病毒刺激后，可以产生干扰素，干扰素分为、、三类，1980年，生物学数字歌儿歌 家成功

破译了干扰素的全部遗传信息，并运用插入质粒的方法，用大肠杆菌生产得到干扰素可以用于治疗肝

炎和肿瘤，回答下列问题：

(1)上述材料中涉及的现代生物技术有。

(2)在利用大肠杆菌生产干扰过程中，目的基因是，所用载体是。表达载体

的结构组成包括、、、。

(3)目的基因在大肠杆菌体内表达时，必须经过和过程。

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