人教版选修3课件 第1部分 专题1 1.2 基因工程的基本操作程序.ppt

1、理解理解 教材新知教材新知 把握把握 命题热点命题热点 应用应用 落实体验落实体验 课下综合检测课下综合检测 课堂回扣练习课堂回扣练习 命题点一命题点一 命题点二命题点二 知识点一知识点一 知识点二知识点二 1 12 2 基因基因 工程工程 的基的基 本操本操 作程作程 序序 专专 题题 1 1 命题点三命题点三 知识点三知识点三 12 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序 1基因工程的基本操作程序主要包括四个步基因工程的基本操作程序主要包括四个步 骤：目的基因的获取、基因表达载体的构骤：目的基因的获取、基因表达载体的构 建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的建、将目的基因导入受体细胞

2、、目的基因的 检测与鉴定。检测与鉴定。 2获取目的基因的常用方法有：从基因文库中获取目的基因的常用方法有：从基因文库中 获取和利用获取和利用PCR技术扩增。技术扩增。 3基因表达载体的构建是基因工程的核心，一基因表达载体的构建是基因工程的核心，一 个基因表达载体的组成，除了目的基因外，个基因表达载体的组成，除了目的基因外， 还必须有启动子、终止子以及标记基因。还必须有启动子、终止子以及标记基因。 4将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转 化法、基因枪法和花粉管通道法。化法、基因枪法和花粉管通道法。 5培育转基因动物时，受体细胞一般是受精培育转基因动物时，受

3、体细胞一般是受精 卵，目的基因的导入方法常用显微注射技卵，目的基因的导入方法常用显微注射技 术。术。 6检测目的基因是否导入和转录，常用分子杂检测目的基因是否导入和转录，常用分子杂 交技术；检测是否翻译，常用抗原交技术；检测是否翻译，常用抗原抗体杂抗体杂 交技术。交技术。 目的基因的获取目的基因的获取 1目的基因目的基因 (1)主要是指主要是指_的基因。的基因。 (2)也可以是一些具有也可以是一些具有_的因子。的因子。 编码蛋白质编码蛋白质 调控作用调控作用 2获取方法获取方法 (1)从基因文库中获取：从基因文库中获取： 基因文库的含义：将含有某种生物不同基因的许多基因文库的含义：将含有某种生

4、物不同基因的许多_ _，导入，导入_的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生 物的不同的基因。物的不同的基因。 DNA 片段片段 受体菌受体菌 (2)利用利用PCR技术扩增目的基因：技术扩增目的基因： 原理：原理：_。 前提：有一段已知目的基因的前提：有一段已知目的基因的_，以便根据，以便根据 这一序列合成这一序列合成_。 条件：条件：DNA模板、模板、_、_和和4种脱种脱 氧核苷酸。氧核苷酸。 DNA复制复制 核苷酸序列核苷酸序列 引物引物 引物引物 热稳定热稳定DNA聚合酶聚合酶 过程：过程： (3)人工合成法：人工合成法： 条件：基因比较小，条件：基因

5、比较小，_又已知。又已知。 方法：通过方法：通过_用化学方法直接人工合成。用化学方法直接人工合成。 核苷酸序列核苷酸序列 DNA合成仪合成仪 1探讨基因文库、基因组文库、探讨基因文库、基因组文库、cDNA文库之间的关系。文库之间的关系。 提示：提示：基因组文库含有一种生物的全部基因，而基因组文库含有一种生物的全部基因，而cDNA文库文库 只含有一种生物的部分基因，二者都是基因文库。只含有一种生物的部分基因，二者都是基因文库。 2PCR过程中，需要解旋酶吗？所需要的过程中，需要解旋酶吗？所需要的DNA聚合酶应聚合酶应 具有什么特点？具有什么特点？ 提示：提示：PCR过程中，过程中，DNA双链解开

6、是在高温下完成的，不双链解开是在高温下完成的，不 需要解旋酶；由于需要解旋酶；由于PCR过程温度较高，所以需要能耐高温的过程温度较高，所以需要能耐高温的 DNA聚合酶。聚合酶。 1获取目的基因方法的比较获取目的基因方法的比较 方方 法法 基因文库的构建基因文库的构建 PCR技术技术 扩增扩增 人工合成人工合成 基因组文库基因组文库 部分基因文库部分基因文库(如如 cDNA文库文库) 方方 法法 基因文库的构建基因文库的构建 PCR技术扩技术扩 增增 人工合人工合 成成 基因组文库基因组文库 部分基因文库部分基因文库 (如如cDNA文库文库) 过过 程程 供体细胞中的供体细胞中的 DNA 限制酶

7、限制酶 许多许多DNA片段 片段 连接连接 表达载体表达载体 导入导入 受体细胞受体细胞 外源外源 DNA 扩增，扩增， 产生特定性状产生特定性状 分离分离 目的基因目的基因 目的基因的目的基因的mRNA 反转录反转录 单链单链DNA 合成合成 双链双链DNA 插入插入 载体载体 导入导入 受体菌群受体菌群 (cDNA文库文库) 分离分离 目的基因目的基因 目的基因目的基因 DNA 高温高温 解链解链 单链单链DNA 与引物结合、与引物结合、 DNA聚合酶聚合酶 大量目大量目 的基因的基因 蛋白质的氨蛋白质的氨 基酸序列基酸序列 推测推测 mRNA的核的核 苷酸序列苷酸序列 推测推测 基因的核

8、基因的核 苷酸序列苷酸序列 化学化学 合成合成 目的基因目的基因 方法方法 基因文库的构建基因文库的构建 PCR技术技术 扩增扩增 人工合成人工合成 基因组文库基因组文库 部分基因文库部分基因文库 (如如cDNA文库文库) 优优 点点 操作简单操作简单 专一性强专一性强 可在短时可在短时 间内大量间内大量 扩增目的扩增目的 基因基因 专一性强，专一性强， 可产生自然可产生自然 界中不存在界中不存在 的新基因的新基因 缺缺 点点 工作量大、工作量大、 盲目性大、盲目性大、 专一性差专一性差 操作过程较麻操作过程较麻 烦，技术要求烦，技术要求 过高过高 需要严格需要严格 控制温度、控制温度、 技术

9、要求技术要求 高高 适用范围小适用范围小 2PCR技术与生物体内技术与生物体内DNA复制的比较复制的比较 DNA复制复制 PCR技术技术 区区 别别 解旋方式解旋方式 解旋酶催化解旋酶催化 DNA在高温作用下在高温作用下 变性解旋变性解旋 场所场所 细胞内细胞内(主要在细胞主要在细胞 核内核内) 细胞外细胞外(主要在主要在PCR 扩增仪内扩增仪内) 酶酶 DNA解旋酶、普通解旋酶、普通 的的DNA聚合酶等聚合酶等 耐热的耐热的DNA聚合酶聚合酶 (Taq聚合酶聚合酶) 温度条件温度条件 细胞内温和条件细胞内温和条件 需控制温度，在较高需控制温度，在较高 温度下进行温度下进行 合成的对象合成的对

10、象 DNA分子分子 DNA片段或基因片段或基因 DNA复制复制 PCR技术技术 联系联系 模板：均需要脱氧核苷酸链作为模板进行物质合成模板：均需要脱氧核苷酸链作为模板进行物质合成 原料：均为四种脱氧核苷酸原料：均为四种脱氧核苷酸 酶：均需要酶：均需要DNA聚合酶进行催化聚合酶进行催化 引物：均需要引物，使引物：均需要引物，使DNA聚合酶从引物的聚合酶从引物的3端端 开始连接脱氧核苷酸开始连接脱氧核苷酸 特别提醒特别提醒 (1)基因工程操作中，只有使用受体生物自身基因的启动子基因工程操作中，只有使用受体生物自身基因的启动子 才比较有利于基因的表达。才比较有利于基因的表达。 (2)通过通过 cDN

11、A 文库获得的目的基因没有启动子，只将编码文库获得的目的基因没有启动子，只将编码 序列导入受体细胞中无法转录。序列导入受体细胞中无法转录。 (3)热稳定热稳定 DNA 聚合酶聚合酶(Taq 聚合酶聚合酶)能在高温下保持其活性，能在高温下保持其活性， 是是 PCR 技术关键的工具之一。技术关键的工具之一。 基因表达载体的构建和目的基因的导入基因表达载体的构建和目的基因的导入 1基因表达载体的构建基因表达载体的构建 (1)构建基因表达载体的目的：构建基因表达载体的目的： 使目的基因在使目的基因在_中稳定存在，并且可以中稳定存在，并且可以_给给 下一代；下一代； 使目的基因能够使目的基因能够_和和_

12、。 受体细胞受体细胞 遗传遗传 表达表达 发挥作用发挥作用 (2)基因表达载体组成：基因表达载体组成： 2将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞 (1)导入植物细胞的方法：导入植物细胞的方法： 农杆菌农杆菌转化法转化法 原理：农杆菌原理：农杆菌Ti质粒上的质粒上的_可整可整 合合到受体细胞的染色体到受体细胞的染色体DNA上上 适用范围：主要适用于适用范围：主要适用于_和和 _ _：常用于单子叶植物。：常用于单子叶植物。 花粉管通道法：目的基因借助花粉管通道进入受体细胞。花粉管通道法：目的基因借助花粉管通道进入受体细胞。 裸子植物裸子植物 双子叶植物双子叶植物 T- DNA 基因枪法基因枪

13、法 花粉管通道法：目的基因借助花粉管通道进入受体细胞。花粉管通道法：目的基因借助花粉管通道进入受体细胞。 (2)导入动物细胞：导入动物细胞： 方法：方法：_技术。技术。 常用受体细胞：常用受体细胞：_。 (3)导入微生物细胞：导入微生物细胞： 原核生物特点：原核生物特点：_、多为、多为_、遗传物质相对、遗传物质相对_ 等。等。 方法：感受态细胞法，即用方法：感受态细胞法，即用_处理细胞，使细胞处于一种处理细胞，使细胞处于一种 能吸收周围环境中能吸收周围环境中DNA分子的生理状态分子的生理状态(这种细胞称为这种细胞称为_)。 显微注射显微注射 受精卵受精卵 繁殖快繁殖快 单细胞单细胞 较少较少

14、Ca2 感受态细胞感受态细胞 1基因表达载体的构建需要哪些工具酶？基因表达载体的构建需要哪些工具酶？ 提示：提示：限制酶、限制酶、DNA连接酶。连接酶。 2为什么植物的体细胞可以作为受体细胞，而动物的体为什么植物的体细胞可以作为受体细胞，而动物的体 细胞不能作为受体细胞？细胞不能作为受体细胞？ 提示：提示：植物细胞的全能性较高，可经植物组织培养过程成植物细胞的全能性较高，可经植物组织培养过程成 为完整植物体，因此受体细胞可以是受精卵也可以是体细胞；为完整植物体，因此受体细胞可以是受精卵也可以是体细胞； 动物体细胞全能性受到限制，不能发育为一个新个体，因此动动物体细胞全能性受到限制，不能发育为一

15、个新个体，因此动 物基因工程中的受体细胞一般是受精卵。物基因工程中的受体细胞一般是受精卵。 提示：提示：不可以。糖蛋白上的糖链是在内质网和高尔基体上加不可以。糖蛋白上的糖链是在内质网和高尔基体上加 工完成的，而内质网和高尔基体存在于真核细胞中，大肠杆菌是工完成的，而内质网和高尔基体存在于真核细胞中，大肠杆菌是 原核生物，细胞中不含有这两种细胞器。原核生物，细胞中不含有这两种细胞器。 3从细胞器的功能上分析，若通过基因工程生产人的糖从细胞器的功能上分析，若通过基因工程生产人的糖 蛋白，可以用大肠杆菌蛋白，可以用大肠杆菌作受体细胞吗？作受体细胞吗？ 1基因表达载体的构建过程基因表达载体的构建过程

16、将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，再加入适量将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，再加入适量DNA 连接酶，形成一个重组连接酶，形成一个重组DNA分子分子(重组质粒重组质粒)。构建过程如下图所。构建过程如下图所 示：示： 2将目的基因导入受体细胞的方法比较将目的基因导入受体细胞的方法比较 生物类型生物类型 植物植物 动物动物 微生物微生物 受体细胞受体细胞 体细胞体细胞 受精卵受精卵 原核细胞原核细胞 常用方法常用方法 农杆菌转化法、农杆菌转化法、 基因枪法、花粉基因枪法、花粉 管通道法管通道法 显微注射技术显微注射技术 感受态细胞法感受态细胞法 生物类型生物类型 植物植物 动物动物 微生

17、物微生物 转化过程转化过程 以农杆菌转化法为例：以农杆菌转化法为例： 将目的基因插入将目的基因插入Ti质质 粒的粒的TDNA上上 转入农杆菌中转入农杆菌中 导入植物细胞导入植物细胞 整合到受体细胞的整合到受体细胞的 DNA上上 提取含目的基提取含目的基 因的表达载体因的表达载体 显微注射显微注射 受精卵发育受精卵发育 具有新性状的个体具有新性状的个体 Ca2 处理细胞 处理细胞 感受态细胞感受态细胞 基因表达载体与基因表达载体与 感受态细胞混合感受态细胞混合 感受态细胞感受态细胞 吸收吸收DNA分子分子 目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定 1分子水平的检测分子水平的检测连线连线 2个体水

18、平的鉴定个体水平的鉴定 (1)_的接种实验。的接种实验。 (2)对基因工程产品与天然产品的功能进行对基因工程产品与天然产品的功能进行_。 抗虫或抗病抗虫或抗病 活性比较活性比较 1检测棉花中导入的抗虫基因是否表达的最简便的方法是检测棉花中导入的抗虫基因是否表达的最简便的方法是 什么？什么？ 提示：提示：用叶片饲养棉铃虫，观察棉铃虫是否死亡。用叶片饲养棉铃虫，观察棉铃虫是否死亡。 2DNA分子杂交的原理是什么？有哪些应用？分子杂交的原理是什么？有哪些应用？ 提示：提示：碱基互补配对原则。可用于亲子鉴定、刑事侦查、碱基互补配对原则。可用于亲子鉴定、刑事侦查、 生物亲缘关系鉴定等。生物亲缘关系鉴定等

19、。 1目的基因的检测与鉴定归纳目的基因的检测与鉴定归纳 2不同分子检测的原理、场所、探针的异同不同分子检测的原理、场所、探针的异同 (1)进行转录水平的检测原理与复制水平的检测原理是相似进行转录水平的检测原理与复制水平的检测原理是相似 的，只是被检测的物质不再是转基因生物的基因组的，只是被检测的物质不再是转基因生物的基因组DNA，而是，而是 转基因生物的细胞内的转基因生物的细胞内的mRNA；进行翻译水平的检测，则是利；进行翻译水平的检测，则是利 用抗原与抗体特异性结合的原理。用抗原与抗体特异性结合的原理。 (2)不论是复制水平、转录水平还是翻译水平的检测，都是不论是复制水平、转录水平还是翻译水

20、平的检测，都是 在体外进行的。在体外进行的。 (3)在在DNA分子、分子、mRNA分子上检测目的基因是否插入、目分子上检测目的基因是否插入、目 的基因是否转录时，用的探针都是放射性同位素等标记的含有的基因是否转录时，用的探针都是放射性同位素等标记的含有 目的基因的目的基因的DNA片段。片段。 以流程图为载体，考查目的基因的获取方法以流程图为载体，考查目的基因的获取方法 例例1 为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶 基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸 酶基因的流程。酶基因

21、的流程。 据图回答：据图回答： (1)图中基因组文库图中基因组文库_(填填“小于小于”“”“等于等于”或或“大大 于于”)cDNA文库。文库。 (2)B过程需要的酶是过程需要的酶是_；A、C过程中过程中_(填填 “可以可以”或或“不可以不可以”)使用同一种探针筛选含目的基因的菌株。使用同一种探针筛选含目的基因的菌株。 (3)目的基因目的基因和和除可从构建的文库中分离外，还可以分别利用除可从构建的文库中分离外，还可以分别利用 图中图中_和和_为模板直接进行为模板直接进行PCR扩增，该过程扩增，该过程 中所用酶的显著特点是中所用酶的显著特点是_。 精讲精析精讲精析 分析获取植酸酶基因的流程图可知，

22、图中基因分析获取植酸酶基因的流程图可知，图中基因 组文库大于组文库大于cDNA文库。文库。B过程需要的酶应该是逆转录酶；过程需要的酶应该是逆转录酶；A、C 过程虽然都能获得含目的基因的菌株，但过程虽然都能获得含目的基因的菌株，但C中无内含子对应的序中无内含子对应的序 列，所以不可以使用同一种探针进行筛选。目的基因列，所以不可以使用同一种探针进行筛选。目的基因和和除可除可 从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中DNA和和cDNA为模为模 板直接进行板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是耐高温。扩增，该过程中所用酶的显著特点是耐高温。 答案答案

23、(1)大于大于 (2)逆转录酶逆转录酶 不可以不可以 (3)DNA cDNA 耐高温耐高温 1真核细胞基因结构真核细胞基因结构 (1)结构结构 编码区：内含子、外显子编码区：内含子、外显子 非编码区：启动子、终止子非编码区：启动子、终止子 (2)表达：只有编码区能转录生成表达：只有编码区能转录生成RNA，且内含子转录的部，且内含子转录的部 分要剪切掉，即转录生成的分要剪切掉，即转录生成的mRNA只有外显子对应部分。因只有外显子对应部分。因 此，以此，以mRNA为模板，逆转录产生的目的基因中没有内含子、为模板，逆转录产生的目的基因中没有内含子、 启动子和终止子。启动子和终止子。 2启动子、终止子

24、和起始密码子、终止密码子的区别启动子、终止子和起始密码子、终止密码子的区别 (1)启动子和终止子都在启动子和终止子都在DNA上，在遗传信息转录时起作上，在遗传信息转录时起作 用。启动子是启动转录的开始，终止子是用。启动子是启动转录的开始，终止子是DNA分子上决定转录分子上决定转录 停止的一段停止的一段DNA序列，其组成单位都是脱氧核苷酸。序列，其组成单位都是脱氧核苷酸。 (2)起始密码子和终止密码子都是起始密码子和终止密码子都是mRNA上三个相邻碱基。上三个相邻碱基。 起始密码子决定翻译的开始，终止起始密码子决定翻译的开始，终止密码子决定翻译的停止。密码子决定翻译的停止。 1下列关于下列关于c

25、DNA文库和基因组文库的说法中，文库和基因组文库的说法中，不不 正确的是正确的是( ) AcDNA文库中的文库中的DNA来源于来源于mRNA的反转录过程的反转录过程 B如果某种生物的如果某种生物的cDNA文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因与该生物的基因组 文库中的某个基因控制的性状相同，则这两个基因的结构文库中的某个基因控制的性状相同，则这两个基因的结构 也完全相同也完全相同 CcDNA文库中的基因都没有启动子文库中的基因都没有启动子 D一种生物的一种生物的cDNA文库可以有许多种，但基因组文库只有一文库可以有许多种，但基因组文库只有一 种种 解析：解析：由于基因转录时只有编码区

26、段才能转录，所以以由于基因转录时只有编码区段才能转录，所以以mRNA反反 转录成的转录成的DNA就只有外显子区段，而缺少内含子和启动子等非编就只有外显子区段，而缺少内含子和启动子等非编 码区段，和原来的基因结构不相同。码区段，和原来的基因结构不相同。 答案：答案：B 以模式图为依托，考查基因表达载体的构建以模式图为依托，考查基因表达载体的构建 例例2 右图为某种质粒表达载体简右图为某种质粒表达载体简 图，小箭头所指分别为限制性核酸内切酶图，小箭头所指分别为限制性核酸内切酶 EcoR、BamH的酶切位点，的酶切位点，ampr为青为青 霉素抗性基因，霉素抗性基因，tetr为四环素抗性基因，为四环素

27、抗性基因，P 为启动子，为启动子，T为终止子，为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分为复制原点。已知目的基因的两端分 别有包括别有包括EcoR、BamH在内的多种酶的酶切位点。在内的多种酶的酶切位点。 据图回答：据图回答： (1)将含有目的基因的将含有目的基因的DNA与质粒分别用与质粒分别用EcoR酶切，酶酶切，酶 切产物用切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连片段之间连 接形成的产物有接形成的产物有_、_、 _三种。三种。 (2)用上述用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进 行转化实验

28、。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基 中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物有中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物有 _；若接种到含青霉素的培养基中，能生长的；若接种到含青霉素的培养基中，能生长的 原核宿主细胞所含有的连接产物有原核宿主细胞所含有的连接产物有_。 (3)目的基因表达时，目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是聚合酶识别和结合的位点是 _，其合成的产物是，其合成的产物是_。 (4)在上述实验中，为了防止目的基因和质粒在酶切后产生的在上述实验中，为了防止目的基因和质粒在酶切后产生的 末端发生任意连接，酶切时应选用

29、的酶是末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是_。 思路点拨思路点拨 精讲精析精讲精析 (1)将含有目的基因的将含有目的基因的DNA与质粒分别用与质粒分别用 EcoR酶切，所产生的黏性末端相同，用酶切，所产生的黏性末端相同，用DNA连接酶处理后，连接酶处理后， 不同的片段随机结合，可形成不同的片段随机结合，可形成3种不同的连接物：目的基因种不同的连接物：目的基因目目 的基因、目的基因的基因、目的基因运载体、运载体运载体、运载体运载体。运载体。(2)在上述三种在上述三种 产物中，插入目的基因的都不能在四环素培养基上生长，只有产物中，插入目的基因的都不能在四环素培养基上生长，只有 运载体运载体运载体连

30、接产物才能在含四环素运载体连接产物才能在含四环素的培养基上生长。的培养基上生长。(3) 启动子是启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，可启动转录过程，合聚合酶识别和结合的位点，可启动转录过程，合 成成mRNA。(4)由图示和题目中提供的信息可知，同时运用由图示和题目中提供的信息可知，同时运用 EcoR和和BamH进行酶切可有效防止酶切后产生的末端发生进行酶切可有效防止酶切后产生的末端发生 任意连接。任意连接。 答案答案 (1)目的基因目的基因载体连接物载体连接物 载体载体载体连接物载体连接物 目的目的 基因基因目的基因连接物目的基因连接物 (2)载体载体载体连接物载体连接物 目的基因目的基因载

31、体连接物、载体载体连接物、载体载体连载体连 接物接物 (3)启动子启动子 mRNA (4)EcoR和和BamH 以过程图为载体，综合考查对基因工程的理解以过程图为载体，综合考查对基因工程的理解 例例3 科研人员研究发现，一种植物激素科研人员研究发现，一种植物激素油菜素内酯能油菜素内酯能 促进农药在植物体内的降解和代谢。研究人员发现，用油菜素内促进农药在植物体内的降解和代谢。研究人员发现，用油菜素内 酯处理后，许多参与农药降解的基因酯处理后，许多参与农药降解的基因(如如P450)的表达和酶活性都的表达和酶活性都 得到提高，在这些基因的得到提高，在这些基因的“指导指导”下合成的蛋白酶能把农药逐渐下

32、合成的蛋白酶能把农药逐渐 转化为水溶性物质或低毒无毒物质，有的则被直接排出体外。某转化为水溶性物质或低毒无毒物质，有的则被直接排出体外。某 课题组进一步进行了如下的实验操作，请据图回答：课题组进一步进行了如下的实验操作，请据图回答： (1)获得油菜素内酯基因的方法有获得油菜素内酯基因的方法有_、 _(举两种即可举两种即可)。第。第步用步用PCR技术扩增基因技术扩增基因 时用到的耐高温的酶通常是指时用到的耐高温的酶通常是指_。步骤。步骤用到用到 的酶有的酶有_。 (2)图中导入重组质粒的方法是图中导入重组质粒的方法是_。在导入之前应用。在导入之前应用 _处理。处理。 (3)导入重组质粒以后，往往

33、还需要进行检测和筛选，可用导入重组质粒以后，往往还需要进行检测和筛选，可用 _制成探针，检测是否导入了重组基因；在培养基中加入制成探针，检测是否导入了重组基因；在培养基中加入 _可将含有目的基因的细胞筛选出来。可将含有目的基因的细胞筛选出来。 (4)请你为该课题命名：请你为该课题命名：_。 思路点拨思路点拨 精讲精析精讲精析 进行基因工程操作时，首先要获取目的基因，进行基因工程操作时，首先要获取目的基因， 其方法有多种：从基因文库中获取、人工合成或其方法有多种：从基因文库中获取、人工合成或PCR合成等。在合成等。在 构建基因表达载体的过程中，用到的工具酶有限制酶和构建基因表达载体的过程中，用到

34、的工具酶有限制酶和DNA连接连接 酶。图中的受体细胞是细菌，故可用转化法导入表达载体，导入酶。图中的受体细胞是细菌，故可用转化法导入表达载体，导入 后，需检测和筛选。从图中可以看出，最终是通过对照实验来检后，需检测和筛选。从图中可以看出，最终是通过对照实验来检 测转基因细菌对土壤中残留农药的分解能力。测转基因细菌对土壤中残留农药的分解能力。 答案答案 (1)从基因文库中获取从基因文库中获取 人工合成或人工合成或PCR合成合成 耐耐 热的热的DNA聚合酶聚合酶 限制酶和限制酶和DNA连接酶连接酶 (2)转化法转化法 氯化钙氯化钙 溶液溶液 (3)红霉素抗性基因红霉素抗性基因 红霉素红霉素 (4)

35、油菜素内酯能否促进油菜素内酯能否促进 土壤中农药的分解土壤中农药的分解 (1)原核生物作为受体细胞的优点：繁殖快、多为单细胞、原核生物作为受体细胞的优点：繁殖快、多为单细胞、 遗传物质相对较少。遗传物质相对较少。 (2)基因工程基因工程“四步曲四步曲”中，只有第中，只有第3步步“将目的基因导入受将目的基因导入受 体细胞体细胞”没有发生碱基互补配对，其他三步都涉及碱基互补配没有发生碱基互补配对，其他三步都涉及碱基互补配 对，如第对，如第1步发生在反转录法合成目的基因的过程中；第步发生在反转录法合成目的基因的过程中；第2步发生步发生 在黏性末端相互连接配对的过程中；第在黏性末端相互连接配对的过程中

36、；第4步发生在目的基因的导步发生在目的基因的导 入检测、转录检测过程中。入检测、转录检测过程中。 (3)Ca2 促进转化的原因： 促进转化的原因：Ca2 (或 或CaCl2溶液溶液)对微生物细胞对微生物细胞 的作用是增加细胞壁的通透性。的作用是增加细胞壁的通透性。 22013年年3月在上海和安徽首次发现月在上海和安徽首次发现H7N9禽流感病例，现在我禽流感病例，现在我 国多地出现禽流感疫情，为此某研究小组为了研制预防国多地出现禽流感疫情，为此某研究小组为了研制预防H7N9 禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流 程如下图。下列有

37、关叙述错误的是程如下图。下列有关叙述错误的是 ( ) 禽流感病毒禽流感病毒 提取提取 RNA DNA 选择性选择性 扩增扩增 Q基因基因 携带携带Q基因的重组质粒基因的重组质粒 导入大肠杆菌导入大肠杆菌 表达表达Q蛋白蛋白 A步骤步骤所代表的过程是反转录所代表的过程是反转录 B步骤步骤需使用限制酶和需使用限制酶和DNA连接酶连接酶 C步骤步骤可用可用CaCl2溶液处理大肠杆菌，使其从感受态恢复到溶液处理大肠杆菌，使其从感受态恢复到 常态常态 D检验检验Q蛋白的免疫反应特性，可用蛋白的免疫反应特性，可用Q蛋白与患禽流感康复的蛋白与患禽流感康复的 鸡的血清进行抗原鸡的血清进行抗原抗体特异性反应实验

38、抗体特异性反应实验 解析：解析：CaCl2溶液处理大肠杆菌的目的是使其从常态转化为感受溶液处理大肠杆菌的目的是使其从常态转化为感受 态。态。 答案：答案：C 课堂回扣练习课堂回扣练习 1基因工程的基本操作程序有：基因工程的基本操作程序有：使目的基因与运载体相结使目的基因与运载体相结 合；合；将目的基因导入受体细胞；将目的基因导入受体细胞；检测目的基因的表达是检测目的基因的表达是 否符合特定性状要求；否符合特定性状要求；提取目的基因。正确的操作顺序是提取目的基因。正确的操作顺序是 ( ) A B C D 解析：解析：基因工程的主要操作步骤顺序是：目的基因的获取基因工程的主要操作步骤顺序是：目的基

39、因的获取基基 因表达载体的构建因表达载体的构建将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞目的基因的检目的基因的检 测和鉴定。测和鉴定。 答案：答案：C 2下列获取目的基因的方法中需要模板链的是下列获取目的基因的方法中需要模板链的是 ( ) 从基因文库中获取目的基因从基因文库中获取目的基因 利用利用PCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因 反转录法反转录法 通过通过DNA合成仪利用化学方法人工合成合成仪利用化学方法人工合成 A B C D 解析：解析：PCR利用的是利用的是DNA双链复制原理，即将双链双链复制原理，即将双链DNA之间之间 的氢键打开，变成单链的氢键打开，变成单链DNA，作为聚合反

40、应的模板。反转录，作为聚合反应的模板。反转录 法则是以目的基因转录成的法则是以目的基因转录成的mRNA为模板，在逆转录酶的作为模板，在逆转录酶的作 用下，先反转录形成互补的单链用下，先反转录形成互补的单链DNA，再合成双链，再合成双链DNA。 答案：答案：D 、均不需要模板。均不需要模板。 3下列关于基因表达载体的构建描述错误的是下列关于基因表达载体的构建描述错误的是 ( ) A基因表达载体的构建是基因工程的核心基因表达载体的构建是基因工程的核心 B基因表达载体的构建包括目的基因、启动子、终止子、基因表达载体的构建包括目的基因、启动子、终止子、 标记基因等部分标记基因等部分 C目的基因主要是指

41、编码蛋白质的结构基因目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因 D构建的基因表达载体都是相同的构建的基因表达载体都是相同的 解析：解析：基因表达载体的构建是基因工程的第二步，也是基因工基因表达载体的构建是基因工程的第二步，也是基因工 程的核心；一个基因表达载体的组成除目的基因外还必须具有程的核心；一个基因表达载体的组成除目的基因外还必须具有 启动子、终止子、标记基因等部分；目的基因主要是指编码蛋启动子、终止子、标记基因等部分；目的基因主要是指编码蛋 白质的结构基因；由于受体细胞不同，基因表达载体的构建也白质的结构基因；由于受体细胞不同，基因表达载体的构建也 会有差别，不可能都是相同的。会有差别，不可

42、能都是相同的。 答案：答案：D 4(天津高考天津高考)为达到相应目的，必须通过分子检测的是为达到相应目的，必须通过分子检测的是( ) A携带链霉素抗性基因受体菌的筛选携带链霉素抗性基因受体菌的筛选 B产生抗人白细胞介素产生抗人白细胞介素- 8抗体的杂交瘤细胞的筛选抗体的杂交瘤细胞的筛选 C转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定 D21三体综合征的诊断三体综合征的诊断 解析：解析：可通过向普通培养基中添加链霉素来检测受体菌是否表现链霉可通过向普通培养基中添加链霉素来检测受体菌是否表现链霉 素抗性，从而达到筛选携带链霉素抗性基因受体菌的目的；通过专一素抗性，从而达到筛选携带链

43、霉素抗性基因受体菌的目的；通过专一 抗体检验阳性来筛选产生抗人白细胞介素抗体检验阳性来筛选产生抗人白细胞介素- 8抗体的杂交瘤细胞，采用抗体的杂交瘤细胞，采用 抗原抗体杂交方法，必须通过分子检测；通过做抗虫接种实验，可抗原抗体杂交方法，必须通过分子检测；通过做抗虫接种实验，可 确定转基因抗虫棉植株是否具有抗性以及抗性程度，这是个体生物学确定转基因抗虫棉植株是否具有抗性以及抗性程度，这是个体生物学 水平的鉴定；水平的鉴定；21三体综合征是染色体异常遗传病，可通过观察细胞中三体综合征是染色体异常遗传病，可通过观察细胞中 染色体的数目来检测，属于细胞水平检测。染色体的数目来检测，属于细胞水平检测。

44、答案：答案：B 5下图是利用基因工程方法培育抗虫棉的过程。请回答相关问下图是利用基因工程方法培育抗虫棉的过程。请回答相关问 题：题： (1)从苏云金芽孢杆菌的从苏云金芽孢杆菌的DNA上获取抗虫基因，需要用到的上获取抗虫基因，需要用到的 工具是工具是_，此工具主要是从，此工具主要是从_生物中分离纯生物中分离纯 化出来的，它能够识别双链化出来的，它能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序分子的某种特定核苷酸序 列，并且使每一条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的列，并且使每一条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的 _键断开。键断开。 (2)构建重组质粒时，常用构建重组质粒时，常用Ti质粒作为载体，是因

45、为质粒作为载体，是因为Ti质粒上具质粒上具 有有_，它能把目的基因整合到受体细胞的，它能把目的基因整合到受体细胞的_上。上。 (3)E过程是利用植物组织培养技术完成的，要确定抗虫基因导过程是利用植物组织培养技术完成的，要确定抗虫基因导入入 棉花细胞后，是否赋予了棉花抗虫特性，在个体水平上还需要棉花细胞后，是否赋予了棉花抗虫特性，在个体水平上还需要 做做_实验。实验。 (4)将目的基因导入植物细胞，除采用上图中的方法外，还可以将目的基因导入植物细胞，除采用上图中的方法外，还可以 采用采用_法和花粉管通道法。法和花粉管通道法。 解析：解析：(1)限制酶用于切割限制酶用于切割DNA分子，获取目的基因

46、。限制酶主要分子，获取目的基因。限制酶主要 从原核生物细胞中获取。限制酶可使磷酸二酯键断裂，将从原核生物细胞中获取。限制酶可使磷酸二酯键断裂，将DNA分分 子切开。子切开。(2)Ti质粒是可转移质粒是可转移DNA，其上，其上T- DNA可以整合到植物细可以整合到植物细 胞的染色体胞的染色体DNA上，故将目的基因借助上，故将目的基因借助Ti质粒导入植物细胞中。质粒导入植物细胞中。 (3)把害虫接种到转基因植株上，以检测转基因植株的抗虫基因是把害虫接种到转基因植株上，以检测转基因植株的抗虫基因是 否正常表达。否正常表达。 答案：答案：(1)限制酶限制酶 原核原核 磷酸二酯磷酸二酯 (2)TDNA 染色体染色体DNA (3)抗虫的接种抗虫的接种 (4)基