1.2基因工程的一般過程與技術(shù)學(xué)案(蘇教版選修3)

1、第2課時基因工程的一般過程與技術(shù)【目標(biāo)導(dǎo)航】1簡述基因工程的一般過程。2理解基因工程每個步驟的原理、 方法和過程。 3了解以原核細(xì)胞、植物細(xì)胞和動物細(xì)胞為表達(dá)體的基因工程的一般過程。知識清單一、基因工程1 .以原核細(xì)胞為表達(dá)體的基因工程（1）過程：以原核生物細(xì)胞（如大腸桿菌）為重組DNA表達(dá)體的基因工程的“施工”過程 主要包括 、篩選獲得目的基因的受體細(xì)胞、并實現(xiàn)目的基因 等五大步驟。圖示：的基因表遲，曲離H的 訐見班蛆機(jī)旳人關(guān)什曲峯因應(yīng)達(dá)產(chǎn)物2以植物細(xì)胞為表達(dá)體的基因工程一一抗軟化番茄的培育過程植霽屣半乳棒一（冃的睪網(wǎng)）杭參1T半？L1S 霹戰(zhàn)闖5£閃肯通需怖細(xì)胸 和rnRTAl配

2、對申取二、轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)方法最常用的方法主要有兩種，即 的方法和 法。三、轉(zhuǎn)基因技術(shù)1. 常用的動物轉(zhuǎn)基因技術(shù)有 和。2 常用的植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)： 技術(shù)、基因槍介導(dǎo)轉(zhuǎn)化技術(shù)、技術(shù)。對點訓(xùn)練知識點一目的基因獲取的方法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)方法人工合成目的基因A .B .C.D .2. 下列有關(guān)PCR技術(shù)的說法不正確的是()A . PCR技術(shù)是在細(xì)胞內(nèi)完成的B. PCR技術(shù)是一項在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)C. PCR技術(shù)的原理與 DNA復(fù)制的原理相同D . PCR技術(shù)的前提是

3、有一段已知的目的基因的核苷酸序列知識點二制備重組DNA分子和轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞3在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過程中，下列操作錯誤的是()A .用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸B .用DNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體C.將重組DNA分子導(dǎo)入煙草原生質(zhì)體D .用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞4下圖為某種重組質(zhì)粒簡圖，小箭頭所指分別為限制性核酸內(nèi)切酶EcoRI、BamH I的酶切位點，ampR為青霉素抗性基因，tetR為四環(huán)素抗性基因，P為啟動子，T為終止子， ori為復(fù)制原點。已知目的基因的兩端分別有包括EcoR I、BamH I在內(nèi)的多種酶的酶切位點。據(jù)圖回答：(1)

4、 將含有目的基因的 DNA與質(zhì)粒分別用EcoR I酶切，酶切產(chǎn)物用DNA連接酶進(jìn)行連接后，其中由兩個 DNA 片段之間連接形成的產(chǎn)物有、三種。若要從這些連接產(chǎn)物中分離出 重組質(zhì)粒，需要對這些連接產(chǎn)物進(jìn)行 。(2) 用上述3種連接產(chǎn)物與無任何抗藥性的原核宿主細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)化實驗。之后將這些宿主細(xì)胞接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是 ;若接種到含青霉素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物(3) 目的基因表達(dá)時，RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點是 ，其合成的產(chǎn)物是(4) 在上述實驗中，為了防止目的基因和質(zhì)粒表達(dá)載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連 接，酶切時應(yīng)選用的酶是

5、 。知識點三篩選重組細(xì)胞和實現(xiàn)功能表達(dá)5.下圖為用于基因工程的一個質(zhì)粒示意圖。用EcoR I限制酶切割目的基因和該質(zhì)粒,再用DNA連接酶連接形成重組質(zhì)粒，然后導(dǎo)入大腸桿菌，最后將大腸桿菌放在四種培養(yǎng)基d含中培養(yǎng)：a無抗生素的培養(yǎng)基，b含四環(huán)素的培養(yǎng)基，c含氨芐青霉素的培養(yǎng)基,四環(huán)素和氨芐青霉素的培養(yǎng)基。含重組質(zhì)粒的大腸桿菌能生長的是抗性基因/麟切位點凹環(huán)素抗性從因A. a C. a 和 b6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，只有通過鑒定和 檢測才能知道。下列屬于目的基因功能表達(dá)檢測和鑒定的是()檢測受體細(xì)胞是否有目的基因檢測受體細(xì)胞是否有致病基因檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄mR

6、NA檢測目的基因是否翻譯蛋白質(zhì)A .B .C.D .知識點四基因工程的全過程7.回答有關(guān)基因工程的問題：構(gòu)建基因工程表達(dá)載體時，用不同類型的限制酶切割DNA后，可能產(chǎn)生黏性末端，也可能產(chǎn)生 末端。若要在限制酶切割目的基因和質(zhì)粒后使其直接進(jìn)行連接，則應(yīng)選擇能使二者產(chǎn)生 (相同、不同)黏性末端的限制酶。(2) 利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素時，構(gòu)建的表達(dá)載體含有人胰島素基因及其啟動子等， 其中啟動子的作用是在用表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時， 常用處理大腸桿菌，以利于表達(dá)載體進(jìn)入； 為了檢測胰島素基因是否轉(zhuǎn)錄出了 mRNA ,可用標(biāo)記的胰島素基因片段作探針與 mRNA雜交， 該雜交技術(shù)稱為。為了檢測胰島素基因轉(zhuǎn)

7、錄的mRNA是否翻譯成，常用抗原 一抗體雜交技術(shù)。(3) 如果要將某目的基因通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入植物細(xì)胞，先要將目的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的中，然后用該農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞，通過DNA重組將目的基因插入植物細(xì)胞的上。&回答下列有關(guān)基因工程的問題：(1) 基因工程中使用的限制酶，其特點是 。下圖四種質(zhì)粒含有 E1和E2兩種限制酶的識別，Apr表示抗青霉素的抗性基因，Tcr表示抗四環(huán)素的抗性基因。(2) 將兩端用E1切開的Tcr基因與用E1切開的質(zhì)粒X 1混合連接，連接后獲得的質(zhì)粒類型有。(可多選)A . X 1 B. X 2 C . X 3 D . X 4(3) 若將上圖所示 X 1、X

8、2、X 3、X 4四種質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌，然后分別涂布在 含有青霉素或四環(huán)素的兩種培養(yǎng)基上。在這兩種培養(yǎng)基上均不能生長的大腸桿菌細(xì)胞類型有如果X 1用E1酶切，產(chǎn)生850對堿基和3550對堿基兩種片段；那么質(zhì)粒X 2(Tc 基因的長度為1200對堿基)用E2酶切后的片段長度為對堿基。(5) 若將外源的Tcr基因兩端用E2切開，再與用E2切開的X 1混合鏈接，并導(dǎo)入大腸 桿菌細(xì)胞，結(jié)果顯示，含 X 4的細(xì)胞數(shù)與含X 1的細(xì)胞數(shù)之比為1 : 3，增大DNA連接 酶用量能否提高上述比值？ 。原因是課后作業(yè)【基礎(chǔ)落實】1. 采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目的基因的方法正確的是()將毒素蛋白注射到

9、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)入農(nóng)桿菌，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，借助花粉管通道進(jìn)入受精卵A . B . C. D .2. 基因工程是在 DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計施工的。在基因操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對的是()A 人工合成目的基因B.目的基因與載體結(jié)合C.轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞D.實現(xiàn)功能表達(dá)3. 下列有關(guān)基因工程技術(shù)的正確敘述是（）A .重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、連接酶、載體B .為育成抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體細(xì)胞 C.選用細(xì)

10、菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因為細(xì)菌繁殖快D .只要目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞就能成功表達(dá)4. 研究人員想將生長激素基因通過質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，以表達(dá)產(chǎn)生生長激素。 已知質(zhì)粒中存在兩個抗性基因：A是抗鏈霉素基因，B是抗氨芐青霉素基因，且目的基因不插入基因A、B中，而大腸桿菌不帶任何抗性基因，則篩選獲得“工程菌”的培養(yǎng)基中的抗生素首先應(yīng)該（）A .僅有鏈霉素B .僅有氨芐青霉素C.同時有鏈霉素和氨芐青霉素D .無鏈霉素和氨芐青霉素5. 如圖為重組質(zhì)粒的模式圖，若結(jié)構(gòu)X是表達(dá)載體所必需的，則X最可能是（）A .氨芐青霉素抗性基因B.啟動子C.限制酶D. DNA連接酶6.用某人的胰島素基因制成的該人胰

11、島A細(xì)胞中的DNADNA探針，能與之形成雜交分子的是 （） 該人胰島B細(xì)胞中的mRNA 該人胰島A細(xì)胞中的mRNA 該人肝細(xì)胞中的 DNAA . 【能力提升】B .抗青霉肅基因昌抗四環(huán)素基因7.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。某同學(xué)根據(jù)實驗現(xiàn)象對其插入的位點進(jìn)行分析，其中分析正確的是（）實驗現(xiàn)象實驗推論在含青霉素培養(yǎng) 基上的生長情況在含四環(huán)素培養(yǎng) 基上的生長情況目的基因 插入的位置

12、A能生長能生長aB不能生長能生長bC能生長不能生長cD不能生長不能生長c8如圖表示基因工程中獲取水稻某目的基因的不同方法。相關(guān)敘述中正確的是方扶u 梭甘懶障川TF馨inRNA* DNA 堀 1 Ir E 11 I I I I II亠丄HA 這三種方法都用到酶，都是在體外進(jìn)行B .堿基對的排列順序均相同C.片段均不含內(nèi)含子，但含非編碼區(qū)D .方法a不遵循中心法則9人們試圖利用基因工程的方法，用乙種生物生產(chǎn)甲種生物的一種蛋白質(zhì)。生產(chǎn)流程 是：甲生物的蛋白質(zhì)t mRNA T目的基因一-與質(zhì)粒DNA重組一宀導(dǎo)入乙細(xì)胞一- 獲得甲生物的蛋白質(zhì)，下列說法正確的是()B .要用限制酶切斷質(zhì)粒 DNA，再用D

13、NA連接酶將目的基因與質(zhì)粒連接在一起C.如果受體細(xì)胞是細(xì)菌，可以選用枯草桿菌、炭疽桿菌等D .過程中用的原料不含有 A、U、G、C10.通過基因工程的方法，科學(xué)家采用花粉管通道法將毒蛋白基因轉(zhuǎn)入棉花植株并獲得 成功表達(dá)。棉鈴蟲吃了這種轉(zhuǎn)基因棉花的植株后就會死亡?；ǚ酃芡ǖ婪ㄊ侵福豪弥参锘ǚ勖劝l(fā)時形成的花粉管通道將毒蛋白基因送入胚囊，進(jìn)而導(dǎo)入尚不具備細(xì)胞壁的合子或早期胚體細(xì)胞中，借助天然的種胚系統(tǒng)，形成含有目的基因的種胚。請回答下列問題：(1)下列所示的黏性末端是由 種限制性核酸內(nèi)切酶作用產(chǎn)生的。AATTGAA-ll'CJTAACTTAAG(2) 利用花粉管通道法將毒蛋白基因?qū)朊藁?xì)

14、胞，此過程是基因工程操作步驟中的第三步，即。獲取目的基因時，如果基因比較小，核苷酸序列又已知，貝U可以通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接。(3) 該目的基因在導(dǎo)入受體細(xì)胞前需要與載體結(jié)合，目前經(jīng)常使用的載體是。11.請回答基因工程方面的有關(guān)問題：(1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因， 其原理與細(xì)胞內(nèi) DNA復(fù)制類似(如下圖所示)。圖中引 物為單鏈DNA片段，它是子鏈合成延伸的基礎(chǔ)。1111變性第一輪循壞%:引林"1 I I I I I I退火：11 m* 引敝111 I 叮門 111 -Q變忤 從理論上推測，第四輪循環(huán)產(chǎn)物中含有引物A的DNA片段所占的比例為 在第輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧

15、核苷酸鏈等長的DNA片段。(2)設(shè)計引物是PCR技術(shù)關(guān)鍵步驟之一。某同學(xué)設(shè)計的兩組引物(只標(biāo)注了部分堿基序列) 都不合理(如下圖)，請分別說明理由。廣引物 T 1IIIII第1組引物irniit A GC C T G第型引物C AG T T引物叫G A T I' A 第1組： 第2組：。(3)PCR反應(yīng)體系中含有熱穩(wěn)定 DNA聚合酶，下面的表達(dá)式不能正確反映DNA聚合酶A 過程需要的酶是反轉(zhuǎn)錄酶，原料是的功能，這是因為用限制酶EcoRV、Mbo I單獨或聯(lián)合切割同一種質(zhì)粒，得到的DNA片段長度如下圖(1 kb即1 000個堿基對)，請畫出質(zhì)粒上 EcoRV、Mbo I的切割位點。

16、63;cKVEcoRV 2.5 kbMbol 2,5 kb的功能，這是因為的功能，這是因為【綜合拓展】12 分析有關(guān)基因表達(dá)的資料，回答問題：取同種生物的不同類型細(xì)胞，檢測其基因表達(dá)，結(jié)果如下圖。1線i111%121斗S百7細(xì)胞類型遞表達(dá) H未農(nóng)達(dá)(1) 基因18中有一個是控制核糖體蛋白質(zhì)合成的基因，則該基因最有可能是基因O(2) 如圖所示細(xì)胞中功能最為近似的是細(xì)胞 。A 1 與 6B 2 與 5C. 2 與 3D 4 與 5(3) 判斷圖中細(xì)胞功能近似程度的依據(jù)是 (4) 現(xiàn)欲研究基因1和基因7連接后形成的新基因的功能，導(dǎo)入質(zhì)粒前，用限制酶切割 的正確位置是。的功能，這是因為的功能，這是因為

17、A處，則切割下圖是表達(dá)新基因用的質(zhì)粒的示意圖，若要將新基因插入到質(zhì)粒上的基因時可用的限制酶是。3am H 1Eco 1ACla 1Hirui 11(EeoR 一氐A(chǔ)IA. Hind 川B. EcoRIC. Eco BD . PstI(6) 新基因與質(zhì)粒重組后的DNA 分子導(dǎo)入受體細(xì)胞的概率很小，因此需進(jìn)行 ，才能確定受體細(xì)胞已含有目的基因。(7) 在已確定有目的基因的受體細(xì)胞中，若質(zhì)粒的抗青霉素基因缺失了兩個堿基，將這樣的受體細(xì)胞接種到含有青霉素的培養(yǎng)基中，該細(xì)胞中可能出現(xiàn)的結(jié)果是(多選)。A 抗青霉素基因不能轉(zhuǎn)錄 B .基因1和7沒有表達(dá)C.基因1和7不能連接基因工程的一般過程與技術(shù)D .質(zhì)

18、粒上的酶切位置發(fā)生改變第2課時知識清單一、1.(1)獲取目的基因 制備重組DNA分子 轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞 培養(yǎng)受體細(xì)胞 功能表 達(dá)(2)同一種限制性核酸內(nèi)切酶 DNA連接酶篩選轉(zhuǎn)化 2重組DNA 農(nóng)桿菌不能 合成多聚半乳糖醛酸酶 抗多聚半乳糖醛酸酶二、顯微注射DNA 精子介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移三、1顯微注射技術(shù)體細(xì)胞核移植技術(shù)2. 農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化花粉管通道對點訓(xùn)練1. D PCR利用的是DNA雙鏈復(fù)制原理，即將雙鏈DNA之間的氫鍵打開， 變成單鏈 DNA ,作為聚合反應(yīng)的模板鏈。反轉(zhuǎn)錄法則是以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板，在反轉(zhuǎn)錄酶的作用下，先反轉(zhuǎn)錄形成互補(bǔ)的單鏈 DNA，再合成雙鏈DNA。則不需要模板

19、。思路導(dǎo)引 熟悉獲取目的基因的方法是準(zhǔn)確解答本題的關(guān)鍵。知識鏈接目的基因獲取的幾種方法(1) 直接分離：從自然界中已有的物種中分離，如從基因文庫中獲取。(2) 人工合成目的基因已知核苷酸序列的較小基因，直接利用DNA合成儀，用化學(xué)方法合成，不需要模板。(3) 利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因利用DNA雙鏈復(fù)制的原理，在體外將基因的核苷酸序列不斷地加以復(fù)制，使其數(shù)量成指數(shù)方式增加。2. A PCR技術(shù)的場所為細(xì)胞外， A錯誤，B正確；PCR技術(shù)的原理與 DNA復(fù)制相 同，C正確；PCR技術(shù)需要一小段已知序列的核酸作為引物，D正確。思路導(dǎo)引 PCR技術(shù)是根據(jù)DNA復(fù)制的原理，在體外快速大量復(fù)制DNA的技

20、術(shù)。歸納提升 PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因與 DNA復(fù)制的比較PCR技術(shù)DNA復(fù)制相 同 占 八、原理堿基互補(bǔ)配對原料四種脫氧核苷酸條件模板、ATP、酶不 同 占 八、解旋方式DNA在高溫下變性解旋解旋酶催化場所體外復(fù)制主要在細(xì)胞核內(nèi)酶熱穩(wěn)定的DNA聚合酶(Taq酶)細(xì)胞內(nèi)含有的DNA聚合酶結(jié)果在短時間內(nèi)形成大量的 DNA片段形成整個DNA分子3. A限制性核酸內(nèi)切酶用于提取目的基因和切割載體，煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，不能用限制性核酸內(nèi)切酶切割，A項錯誤；DNA連接酶可以連接具有相同黏性末端的目的基因和載體，B項正確；受體細(xì)胞可以是受精卵和體細(xì)胞，也可以是去除細(xì)胞壁的原生質(zhì)體，C項正確；目的

21、基因為抗除草劑基因，所以未成功導(dǎo)入目的基因的細(xì)胞不具有抗除草劑的能力，篩選時應(yīng)該用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因細(xì)胞，D項正確。思路導(dǎo)引 限制酶切割的為 DNA分子；煙草花葉病毒的核酸為RNA知識鏈接 (1)重組DNA分子的制備同一種限制酶II+ TT," 1111 匸 FIj DMA連接酶(Q車組DMA 目的基因是指編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因，沒有啟動子，若只將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中無法轉(zhuǎn)錄。 目的基因的表達(dá)需要調(diào)控序列，因而用做載體的質(zhì)粒插入目的基因時須有啟動子，插入后須有終止子。 目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞中需要有篩選標(biāo)記標(biāo)記基因。因此，一個重組DNA分子的組成至少應(yīng)該包括：啟動子、終止子

22、、目的基因、標(biāo)記基因。（2）受體細(xì)胞不同轉(zhuǎn)化的方法不同a：顯微注射技術(shù) 轉(zhuǎn)入動物細(xì)胞的方法b：體細(xì)胞核移植技術(shù)"a：農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化技術(shù) 轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞的方法 丿b：基因槍介導(dǎo)轉(zhuǎn)化技術(shù)&：花粉管通道技術(shù)（3）目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的結(jié)果猶主細(xì)胞車組應(yīng)粒細(xì)胞質(zhì)中的I>NAh上圖中發(fā)生與發(fā)生相比，會使目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達(dá)，原因是在進(jìn)行細(xì)胞分裂時，細(xì)胞核上的DNA經(jīng)復(fù)制后平均分配到兩個子細(xì)胞中，保證了親子代遺傳性狀的穩(wěn)定性，而細(xì)胞分裂時，細(xì)胞質(zhì)是不均分的，子細(xì)胞不一定含有目的基因。4. （1）目的基因一載體連接物 載體一載體連接物 目的基因一目的基因連接物 分離 純

23、化 （2）載體一載體連接物 目的基因一載體連接物、載體 一載體連接物 （3）啟動子 mRNA （4）EcoR I 和 BamH I解析（1）在基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程中用同種限制酶來切割目的基因和質(zhì)粒，使之產(chǎn)生相同的黏性末端，以利于DNA片段的連接。將切割后的目的基因和質(zhì)粒，用DNA連接酶進(jìn)行連接，它們之間隨機(jī)連接，可有三種產(chǎn)物：目的基因一載體連接物、載體一載體連接物和目的基因一目的基因連接物。獲得 DNA連接產(chǎn)物以后，必須通過篩選才能獲得所需的 基因表達(dá)載體，導(dǎo)入宿主細(xì)胞后才能表達(dá)獲得基因產(chǎn)物。（2）從圖中可以看出，目的基因的插入位點在抗四環(huán)素基因上，可推知：目的基因一載體連接物的抗四環(huán)素基因

24、被破壞，喪失了抗四環(huán)素的能力，但保留了抗青霉素的能力；載體一載體連接物既保留了抗四環(huán)素的能力也保留了抗青霉素的能力；目的基因一目的基因連接物既無抗青霉素基因也無抗四環(huán)素基因，不具備抗性。（3）目的基因表達(dá)過程中， RNA聚合酶首先與啟動子結(jié)合，指導(dǎo)目的基因 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA , mRNA再指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。（4）從圖中可看出抗四環(huán)素基因上有兩個不 同的切割位點，所以在實際操作過程中，為避免切割后的末端任意連接，可用EcoRI和BamH I同時對目的基因和質(zhì)粒進(jìn)行切割，使同一切割產(chǎn)物的黏性末端不同。思路導(dǎo)引 發(fā)散思維：將同一種限制酶切割后的目的基因與質(zhì)?；旌虾?，DNA片段間的連接方式？注意圖示觀

25、察：酶切后，哪種抗性基因失活？回憶基因表達(dá)的相關(guān)知識。歸納提升 將同一種限制酶切割獲得的目的基因和質(zhì)?；旌虾蠹覦NA連接酶會出現(xiàn)的連接方式有：目的基因自連自連質(zhì)粒自連目的基因與質(zhì)粒連接片段間的連接 目的基因與目的基因連接:質(zhì)粒與質(zhì)粒連接其中片段間的連接又有兩個片段間、三個片段間、多個片段間等。5. B 如圖，在EcoR I限制酶的作用下，四環(huán)素抗性基因失活， 所以導(dǎo)入大腸桿菌后， 應(yīng)使大腸桿菌具有抗氨芐青霉素的能力，而無抗四環(huán)素的能力。思路導(dǎo)引 質(zhì)粒上有兩個抗性標(biāo)記基因；由于目的基因的插入導(dǎo)致一個抗性基因失效。知識鏈接重組細(xì)胞篩選的方法(1) 插入滅活篩選法：amp氨芐青霉素抗性基因tet r

26、四環(huán)素抗性基因tet s失活的四環(huán)素抗性基因帶有冃的基因 的取組細(xì)胞析圖：質(zhì)粒中amp和tet r完好；tet r內(nèi)部插入外源基因，使該基因失活，變?yōu)閠et s; 將轉(zhuǎn)化的受體細(xì)胞涂布在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得菌落，這些菌落的大腸桿菌均導(dǎo)入了質(zhì)粒；原位影印菌落在四環(huán)素的培養(yǎng)基中； 對比分析：凡是在氨芐青霉素培養(yǎng) 基中能生長而且在四環(huán)素培養(yǎng)基中不能生長的菌落，就是帶重組質(zhì)粒的菌落。(2) 核酸篩選法核酸雜交法。(3) 蛋白質(zhì)篩選法抗原一抗體雜交法。6. C 目的基因的檢測包括：檢測轉(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，使DNA探針與基因組 DNA雜交；檢測目的

27、基因是否轉(zhuǎn)錄出了 mRNA , 方法是用基因探針與 mRNA雜交；最后檢測目的基因是否翻譯了蛋白質(zhì)，方法是進(jìn)行抗原 抗體雜交。思路導(dǎo)引 本題為知識拓展考查的內(nèi)容，先閱讀下列知識拓展， 再獨立完成相關(guān)選項的判斷思考。知識拓展 目的基因功能表達(dá)的檢測與鑒定目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，只有通過檢測與鑒定才能知識，這是檢查基因工程是否成功的一步。類型步驟檢測內(nèi)容方法結(jié)果|分子 檢測第一步目的基因是否進(jìn)入受體DNA分子雜交(DNA和DNA是否顯示出雜細(xì)胞之間)交帶第二步目的基因是否轉(zhuǎn)錄出信分子雜交技術(shù)(DNA和RNA是否顯示出雜使RNA之間)交帶第三步目的基因是否翻譯出蛋 白質(zhì)

28、抗原一抗體雜交方法是否顯示出雜 交帶個體水平 檢測包括抗蟲、抗病的接種實驗，以確定是否有抗性以及抗性的程度；基因工程產(chǎn)品 與天然產(chǎn)品的活性比較，以確定功能是否相同等7.(1)平口 相同 RNA 聚合酶識別和結(jié)合的位點，有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出 mRNA，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)Ca2+ DNA分子雜交技術(shù)人胰島素 (3)T-DNA 染色體的DNA解析(1)限制酶能識別特定的 DNA序列，并在特定位點上切割 DNA，形成黏性末端 或平口末端；要使目的基因和質(zhì)粒直接進(jìn)行連接，應(yīng)使用同一種限制酶進(jìn)行切割，使二者產(chǎn)生相同的黏性末端。 啟動子為DNA序列，其具有RNA聚合酶結(jié)合位點，能啟動轉(zhuǎn)錄， 合成RN

29、A ;將基因表達(dá)載體導(dǎo)入大腸桿菌時，常用Ca2 +處理；檢測目的基因時，常用分子T-DNADNA雜交技術(shù)檢測目的基因或相應(yīng)的mRNA,或采用抗原一抗體雜交技術(shù)鑒定相應(yīng)的蛋白質(zhì)。用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞時，首先將目的基因?qū)朕r(nóng)桿菌 Ti質(zhì)粒的中，再利用農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞，通過DNA重組將目的基因插入植物細(xì)胞的染色體的上。知識鏈接基因工程的圖解(1) 抗蟲棉的培育過程(2)利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)凝乳酶的過程基因含有凝乳晦施憫的質(zhì) 粒皺大腸桿謫吸收從出生不到10汕的小牛的 胃中分離出編 碼橇乳穂的堪因從艾腸桿閨 I中提取質(zhì)粒曜制性晟醴內(nèi)切酶斗(質(zhì)粒酶切位點*利H1限制性核醸內(nèi)切酶和DNA連

30、按險 將凝乳靜基因 插人質(zhì)粒中轉(zhuǎn)化的細(xì)菌 在發(fā)酵罐中陪 養(yǎng)(4)4750X 1、8. (1)特異性地識別和切割 DNA (2)A、B、C (3)無質(zhì)粒細(xì)胞 含X 3的細(xì)胞(5) 不能 DNA連接酶對DNA片段沒有選擇性；兩段 DNA末端相同解析(1)限制酶的功能及特點是：特異性地識別核苷酸序列并在特定位點將磷酸二酯 鍵斷開。用E1酶切得的Tcr基因，X 1質(zhì)粒的黏性末端均相同，所以混合后會出現(xiàn)X 2、X 3三種不同的連接方式，因沒用E2酶切割，故不會出現(xiàn) X 4的連接方式。(3)質(zhì)粒X 3上無抗生素抗性基因，所以導(dǎo)入該質(zhì)粒的大腸桿菌及無質(zhì)粒導(dǎo)入的大腸桿 菌均會被抗生素殺死。質(zhì)粒X 1被E1酶切

31、割后產(chǎn)生的一長一短兩種片段， 即圖中Apr片段為850對堿基， 剩余部分為3550對堿基。E2酶切X 2只產(chǎn)一種片段，其長度為 3550對堿基+ Tcr的1200 對堿基=4750對堿基。(5)由于E2酶切割質(zhì)粒X 1與切割Tcr基因產(chǎn)生的黏性末端相同，且DNA連接酶的連接作用無選擇性，所以增大DNA連接酶的用量，不會改變連接比值。歸納提升 （1）基因工程中有3種工具，但工具酶只有 2種。（2）工具酶本質(zhì)為蛋白質(zhì)，載體本質(zhì)為小型DNA分子，但不一定是環(huán)狀。標(biāo)記基因的作用 一一篩選、檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，常見的有抗生素抗性 基因、發(fā)光基因，表達(dá)產(chǎn)物為帶顏色物質(zhì)等。（4）受體細(xì)胞中常用植物

32、受精卵或體細(xì)胞 （經(jīng)組織培養(yǎng)）、動物受精卵（一般不用體細(xì)胞）、微生物一一大腸桿菌、酵母菌等。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紅細(xì)胞，原因是它無細(xì)胞核，不能合成蛋白質(zhì)。（5）基因工程的“五步曲”中，唯一沒發(fā)生堿基互補(bǔ)配對的是：轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞。課后作業(yè)1. B 目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的原理是借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的途徑，受體細(xì)胞是 植物細(xì)胞的，往往可用卵細(xì)胞（受精卵）或體細(xì)胞（經(jīng)組織培養(yǎng)成為完整個體）。2. C 在基因工程的五個基本操作程序中，只有第三步轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞不進(jìn)行堿基互補(bǔ) 配對。3. C A項中的載體不是酶；B項中的受體細(xì)胞常用受精卵，但有時也可用植物體細(xì)胞；D項中，

33、目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞并不一定能成功表達(dá)。4. C 目的基因不能插入 A、B兩個基因中，則導(dǎo)入的重組質(zhì)粒應(yīng)該是具有兩種抗生 素的抗性。5. B 啟動子是該表達(dá)載體所必需的，功能是啟動插入基因的轉(zhuǎn)錄過程。氨芐青霉素抗性基因可以作為標(biāo)記基因，但不是必須用它作標(biāo)記基因。限制酶和DNA連接酶都不是表達(dá)載體所需要的。6. C人的胰島素基因存在于人的所有體細(xì)胞中，因此該人胰島A細(xì)胞和肝細(xì)胞中均 含有胰島素基因，可與用胰島素基因制成的 DNA探針形成雜交分子。該人胰島B細(xì)胞中的 mRNA有一部分是由胰島素基因轉(zhuǎn)錄形成的， 也能與用胰島素基因制成的 DNA探針形成雜 交分子。7. B 若質(zhì)粒上插入的位置在 c點

34、，那么抗四環(huán)素基因和抗青霉素基因都沒有被破壞，導(dǎo)入該重組質(zhì)粒的細(xì)菌在含青霉素的培養(yǎng)基和在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上均能生長。& A 由圖示可知a為反轉(zhuǎn)錄法獲得目的基因，用到反轉(zhuǎn)錄酶；b為直接從生物體獲得目的基因，用到限制酶；c為用PCR技術(shù)擴(kuò)增獲取目的基因，用到Taq聚合酶，且三種方法均在生物體外進(jìn)行，故A正確。因水稻為真核生物，所以 中含內(nèi)含子，但方法 a獲得的目的基因內(nèi)無內(nèi)含子序列，所以B、C錯誤。方法a遵循中心法則，D錯誤。9. B 過程是反轉(zhuǎn)錄，利用反轉(zhuǎn)錄酶合成DNA片段，所需要的原料含有 A、T、G、C；是目的基因與質(zhì)粒 DNA重組階段，需要限制酶切斷質(zhì)粒DNA，再用DNA連接酶將目

35、的基因與質(zhì)粒連接在一起；如果受體細(xì)胞是細(xì)菌， 則不應(yīng)該用致病菌， 而炭疽桿菌是致病菌；過程是基因的表達(dá)過程，原料中含有A、U、G、C。10. （1）4 （2）轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞人工合成（3）質(zhì)粒（其他合理答案也可）11. （1）15/16 三 （2）引物I和引物H局部發(fā)生堿基互補(bǔ)配對而失效引物1/自身折疊后會出現(xiàn)局部堿基互補(bǔ)配對而失效（3）DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸連續(xù)結(jié)合到雙鏈 DNA片段的引物鏈上 （4）見下圖Miwl解析（1）根據(jù)PCR過程特點繪制PCR過程示意圖如下，由圖可知，以原來的每條母 鏈為模板合成的兩個新 DNA分子中，只含有引物A或引物B ,而以新合成的子鏈為模板合 成新DNA分子時，兩種引物都含有，故第四輪循環(huán)共產(chǎn)生 16個DNA分子，其中含有引物