基因工程的基本操作程序导学案
文档属性
| 名称 | 基因工程的基本操作程序导学案 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 18.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2011-03-01 20:00:00 | ||
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文档简介
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1.2 基因工程的基本操作程序（第一课时）
设计人：王秋晓 审核人 ：王洁丽
班级： 姓名 ：
【学习目标】
1.记住基因工程的四个基本操作步骤
2.能说出基因文库、基因组文库、部分基因库的概念
3.记住目的基因的获取方法；能说出PCR技术的原理、过程
4.记住基因表达载体的构建目的，一个基因表达载体的组成部分
5.知道启动子和终止子的存在位置及作用
【重/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
【学习过程】
（一）基因工程的操作步骤
1、基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤： 、
、 、 。其中基因工程的核心是 。
（二）目的基因的获取
1.目的基因指 的结构基因。目的基因的获取方法可以从 已有的物种中分离出来，也可以用 合成。常用的方法有 获取目的基因和利用 技术扩增目的基因。
（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 片段，导入 的群体中储存，各个 分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。根据其大小可分为 、 两种。
2、基因组文库：含有一种生物的 基因。部分基因文库：含有一种生物的 基因。
3、目的基因的获取：根据 、 、
、 等获取目的基因。
(2)利用PCR技术扩增目的基因
1、PCR技术是 的缩写，这项技术是 发明的，
PCR是一项在生物体外 特定DNA片段的核酸合成技术，通过这一技术可以在 大量扩增目的基因。
PCR技术原理： ，将基因的核苷酸序列不断地加以 ，使其数量呈 增加。
条件：一段已知目的基因的 序列
过程：（1）目的基因DNA受热变性，解链；（2）引物与 互补结合；
（3）合成链在 作用下进行延伸。
2、目的基因较小，核苷酸序列已知，可以 。
(3)基因表达载体的构建
1、基因表达载体的目的：使目的基因在受体细胞中 ，并且可以 ， 同时使目的基因能够 。基因表达载体的构成： 。
2、启动子：位于基因的 ，是 的结合部位 ，启动 产生mRNA。
终止子：位于基因的 ，终止 。
3、标记基因：鉴别 。
四、知识探究
1979年，科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内表达成功。请根据图回答问题：（1）此图表示的是采取____________合成基因的方法获取______________基因的过程。（2）图中①DNA是以______________为模板，___________形成单链DNA，在酶的作用下合成双链DNA，从而获得了所需要的基因。（3）图中②代表的是____________，在它的作用下将质粒（________DNA）切出__________末端。（4）图中③代表_______________DNA，含__________。（5）图中④表示将__________________。⑤表示__ _DNA随大肠杆菌的繁殖而进行扩增。
六、巩固性练习
1、在遗传工程技术中，限制性内切酶主要用于 （ ）
A．目的基因的提取和导入 B．目的基因的导入和检测
C．目的基因与运载体结合和导入 D．目的基因的提取和与运载体结合
2. 构建基因组DNA文库时，首先要分离细胞的（ ）
A. 染色体DNA B. 线粒体DNA C. 总mRNA D. tRNA
3 在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌岭脱氧核苷酸是460个）放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是（ ）
A. 540个 B. 8100个 C. 17280个 D. 7560个
4. 在基因工程中，科学家常用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因是（ ）
A. 结构简单，操作方便 B. 遗传物质含量少 C. 繁殖速度快 D. 性状稳定，变异少
5.基因工程的操作步骤：① 使目的基因与运载体相结合，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 提取目的基因，正确的操作顺序是（ ）
A. ③②④① B. ②④①③ C. ④①②③ D. ③④①②
6、下列关于基因工程的叙述，正确的是 （ ）
A．基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因 B．细菌质粒是基因工程常用的运载体
C．通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNA
D．为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体
1.2 基因工程的基本操作程序（第二课时）
设计人：王秋晓 审核人 ：王洁丽
班级： 姓名 ：
【学习目标】
1.能说出目的基因导入受体细胞的方法
2.知道基因导入植物细胞的一般过程
3.记住目的基因导入动物细胞和微生物细胞的操作程序
4.记住目的基因的检测步骤
【重/难点】
（1）将目的基因导入受体细胞的过程和检测的步骤
【学习过程】
（一）目的基因导入受体细胞
1、将目的基因导入植物细胞的方法有 、 和 ；导入动物细胞的方法有 ；导入微生物细胞最常用的受体是 首先用 ，这种细胞称为 ，第二步 使等原核生物，利用其 、 、 等特点。
2.转化指的是目的基因进入 内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
（二）目的基因的检测与鉴定
1、检查基因工程是否成功，首先，要检测基因生物染色体上的 上是否插入了 检测方法是 。其次，还要检测目的基因是否成功转录出了 ，检测方法是 ，不同之处是 。最后，检测目的基因是否翻译成 。检测方法是 除了上述的分子检测外，有时还需进行 的鉴定。
【课堂检测】
1. 聚合酶链反应可表示为（ ）
A. PEC B. PER C. PDR D. PCR
2. 在已知序列信息的情况下，获取目的基因的最方便方法是（ ）
A. 化学合成法 B. 基因组文库法
C. cDNA文库法 D. 聚合酶链反应
3. 有关基因工程的叙述正确的是（ ）
A. 限制性内切酶只在获得目的基因时才用 B. 重组质粒的形成在细胞内完成
C. 质粒都可作运载体 D. 蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料
4. 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. 将重组DNA导入受体细胞中进行扩增 D. 将切下的目的基因插入到质粒切口处
5. 科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶蛋白。以下有关该基因工程的叙述错误的是（ ）
A. 采用反转录的方法得到的目的基因
B. 基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的
C. 马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞
D. 用不同种限制酶处理质粒和含有目的基因的DNA，可产生黏性末端而形成重组DNA分子
6. 基因工程常用的受体细胞有（ ）
① 大肠杆菌 ② 枯草杆菌 ③ 支原体 ④ 动植物细胞
A. ①②③④ B. ①②③ C. ②③④ D. ①②④
7. 用DNA探针检测饮用水中病毒的具体方法是（ ）
A. 与被检测病毒的DNA碱基序列进行比较 B. 与被检测病毒的DNA碱基序列进行组合
C. 与被检测病毒的DNA碱基序列进行杂交 D. A、B、C三种方法均可
8. 1976年，美国的H.Boyer教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转移到大肠杆菌，并获得表达，此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌（ ）
A. 能进行DNA复制 B. 能传递给细菌后代
C. 能合成生长抑制素释放因子 D. 能合成人的生长素
9. 在遗传工程技术中，限制性内切酶主要用于（ ）
A. 目的基因的提取和导入 B. 目的基因的导入和检测
C. 目的基因与运载体结合和导入 D. 目的基因的提取和与运载体结合
10. （05广东）以下有关基因工程的叙述，正确的是（ ）
A. 基因工程是细胞水平上的生物工程 B. 基因工程的产物对人类全部是有益的
C. 基因工程产生的变异属于人工诱变 D. 基因工程育种的优点之一是目的性强
11.（多选）一个基因表达载体的构建应包括（ ）
A. 目的基因 B. 启动子 C. 终止子 D. 标记基因
12 .细菌的质粒分子带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因在基因工程中的主要作用是 （ ）
A．提高受体细胞在自然环境中的耐药性 B．有利于对目的基因是否导入进行检测
C．增加质粒分子的分子量 D．便于与外源基因连接
3. 科学家通过基因工程培育抗虫棉时，需要从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因，“放入”棉花的细胞中与棉花的DNA结合起来并发挥作用，请回答下列有关问题：
（1）从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是 ，此工具主要存在于 中，其特点是 。
（2）苏云金芽孢秆菌一个DNA分子上有许多基因，获得抗虫基因常采用的方法是“鸟枪法”。具体做法是：用 酶将苏云金芽孢杆菌的 切成许多片段，然后将这些片段 ，再通过 转入不同的受体细胞，让它们在各个受体细胞中大量 ，从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把 分离出来。
（3）进行基因操作一般要经过的四个步骤是 、 、 、 。
胰腺
反转录酶
质粒
②
⑤
③
① DNA
大肠杆菌
原胰岛素信使RNA
③
④
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1.2 基因工程的基本操作程序（第一课时）
设计人：王秋晓 审核人 ：王洁丽
班级： 姓名 ：
【学习目标】
1.记住基因工程的四个基本操作步骤
2.能说出基因文库、基因组文库、部分基因库的概念
3.记住目的基因的获取方法；能说出PCR技术的原理、过程
4.记住基因表达载体的构建目的，一个基因表达载体的组成部分
5.知道启动子和终止子的存在位置及作用
【重/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
【学习过程】
（一）基因工程的操作步骤
1、基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤： 、
、 、 。其中基因工程的核心是 。
（二）目的基因的获取
1.目的基因指 的结构基因。目的基因的获取方法可以从 已有的物种中分离出来，也可以用 合成。常用的方法有 获取目的基因和利用 技术扩增目的基因。
（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 片段，导入 的群体中储存，各个 分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。根据其大小可分为 、 两种。
2、基因组文库：含有一种生物的 基因。部分基因文库：含有一种生物的 基因。
3、目的基因的获取：根据 、 、
、 等获取目的基因。
(2)利用PCR技术扩增目的基因
1、PCR技术是 的缩写，这项技术是 发明的，
PCR是一项在生物体外 特定DNA片段的核酸合成技术，通过这一技术可以在 大量扩增目的基因。
PCR技术原理： ，将基因的核苷酸序列不断地加以 ，使其数量呈 增加。
条件：一段已知目的基因的 序列
过程：（1）目的基因DNA受热变性，解链；（2）引物与 互补结合；
（3）合成链在 作用下进行延伸。
2、目的基因较小，核苷酸序列已知，可以 。
(3)基因表达载体的构建
1、基因表达载体的目的：使目的基因在受体细胞中 ，并且可以 ， 同时使目的基因能够 。基因表达载体的构成： 。
2、启动子：位于基因的 ，是 的结合部位 ，启动 产生mRNA。
终止子：位于基因的 ，终止 。
3、标记基因：鉴别 。
四、知识探究
1979年，科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内表达成功。请根据图回答问题：（1）此图表示的是采取____________合成基因的方法获取______________基因的过程。（2）图中①DNA是以______________为模板，___________形成单链DNA，在酶的作用下合成双链DNA，从而获得了所需要的基因。（3）图中②代表的是____________，在它的作用下将质粒（________DNA）切出__________末端。（4）图中③代表_______________DNA，含__________。（5）图中④表示将__________________。⑤表示__ _DNA随大肠杆菌的繁殖而进行扩增。
六、巩固性练习
1、在遗传工程技术中，限制性内切酶主要用于 （ ）
A．目的基因的提取和导入 B．目的基因的导入和检测
C．目的基因与运载体结合和导入 D．目的基因的提取和与运载体结合
2. 构建基因组DNA文库时，首先要分离细胞的（ ）
A. 染色体DNA B. 线粒体DNA C. 总mRNA D. tRNA
3 在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌岭脱氧核苷酸是460个）放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是（ ）
A. 540个 B. 8100个 C. 17280个 D. 7560个
4. 在基因工程中，科学家常用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因是（ ）
A. 结构简单，操作方便 B. 遗传物质含量少 C. 繁殖速度快 D. 性状稳定，变异少
5.基因工程的操作步骤：① 使目的基因与运载体相结合，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 提取目的基因，正确的操作顺序是（ ）
A. ③②④① B. ②④①③ C. ④①②③ D. ③④①②
6、下列关于基因工程的叙述，正确的是 （ ）
A．基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因 B．细菌质粒是基因工程常用的运载体
C．通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNA
D．为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体
1.2 基因工程的基本操作程序（第二课时）
设计人：王秋晓 审核人 ：王洁丽
班级： 姓名 ：
【学习目标】
1.能说出目的基因导入受体细胞的方法
2.知道基因导入植物细胞的一般过程
3.记住目的基因导入动物细胞和微生物细胞的操作程序
4.记住目的基因的检测步骤
【重/难点】
（1）将目的基因导入受体细胞的过程和检测的步骤
【学习过程】
（一）目的基因导入受体细胞
1、将目的基因导入植物细胞的方法有 、 和 ；导入动物细胞的方法有 ；导入微生物细胞最常用的受体是 首先用 ，这种细胞称为 ，第二步 使等原核生物，利用其 、 、 等特点。
2.转化指的是目的基因进入 内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
（二）目的基因的检测与鉴定
1、检查基因工程是否成功，首先，要检测基因生物染色体上的 上是否插入了 检测方法是 。其次，还要检测目的基因是否成功转录出了 ，检测方法是 ，不同之处是 。最后，检测目的基因是否翻译成 。检测方法是 除了上述的分子检测外，有时还需进行 的鉴定。
【课堂检测】
1. 聚合酶链反应可表示为（ ）
A. PEC B. PER C. PDR D. PCR
2. 在已知序列信息的情况下，获取目的基因的最方便方法是（ ）
A. 化学合成法 B. 基因组文库法
C. cDNA文库法 D. 聚合酶链反应
3. 有关基因工程的叙述正确的是（ ）
A. 限制性内切酶只在获得目的基因时才用 B. 重组质粒的形成在细胞内完成
C. 质粒都可作运载体 D. 蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料
4. 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. 将重组DNA导入受体细胞中进行扩增 D. 将切下的目的基因插入到质粒切口处
5. 科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶蛋白。以下有关该基因工程的叙述错误的是（ ）
A. 采用反转录的方法得到的目的基因
B. 基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的
C. 马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞
D. 用不同种限制酶处理质粒和含有目的基因的DNA，可产生黏性末端而形成重组DNA分子
6. 基因工程常用的受体细胞有（ ）
① 大肠杆菌 ② 枯草杆菌 ③ 支原体 ④ 动植物细胞
A. ①②③④ B. ①②③ C. ②③④ D. ①②④
7. 用DNA探针检测饮用水中病毒的具体方法是（ ）
A. 与被检测病毒的DNA碱基序列进行比较 B. 与被检测病毒的DNA碱基序列进行组合
C. 与被检测病毒的DNA碱基序列进行杂交 D. A、B、C三种方法均可
8. 1976年，美国的H.Boyer教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转移到大肠杆菌，并获得表达，此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌（ ）
A. 能进行DNA复制 B. 能传递给细菌后代
C. 能合成生长抑制素释放因子 D. 能合成人的生长素
9. 在遗传工程技术中，限制性内切酶主要用于（ ）
A. 目的基因的提取和导入 B. 目的基因的导入和检测
C. 目的基因与运载体结合和导入 D. 目的基因的提取和与运载体结合
10. （05广东）以下有关基因工程的叙述，正确的是（ ）
A. 基因工程是细胞水平上的生物工程 B. 基因工程的产物对人类全部是有益的
C. 基因工程产生的变异属于人工诱变 D. 基因工程育种的优点之一是目的性强
11.（多选）一个基因表达载体的构建应包括（ ）
A. 目的基因 B. 启动子 C. 终止子 D. 标记基因
12 .细菌的质粒分子带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因在基因工程中的主要作用是 （ ）
A．提高受体细胞在自然环境中的耐药性 B．有利于对目的基因是否导入进行检测
C．增加质粒分子的分子量 D．便于与外源基因连接
3. 科学家通过基因工程培育抗虫棉时，需要从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因，“放入”棉花的细胞中与棉花的DNA结合起来并发挥作用，请回答下列有关问题：
（1）从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是 ，此工具主要存在于 中，其特点是 。
（2）苏云金芽孢秆菌一个DNA分子上有许多基因，获得抗虫基因常采用的方法是“鸟枪法”。具体做法是：用 酶将苏云金芽孢杆菌的 切成许多片段，然后将这些片段 ，再通过 转入不同的受体细胞，让它们在各个受体细胞中大量 ，从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把 分离出来。
（3）进行基因操作一般要经过的四个步骤是 、 、 、 。
胰腺
反转录酶
质粒
②
⑤
③
① DNA
大肠杆菌
原胰岛素信使RNA
③
④
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