1．2基因工程的基本操作程序
【课标要求】
1．简述基因工程基本操作程序的四个步骤
2．尝试设计某一转基因生物的研制过程。
【本节重难点】
重点：基因工程基本操作程序的四个步骤
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、基因工程的基本操作程序简述
①目的基因的；
②的构建；
③将目的基因；
④目的基因的。
二、基因工程的基本操作程序
（一）目的基因的获取
1．目的基因：主要是指的基因，也可以是一些具有作用的因子。
2．原核细胞和真核细胞的基因结构
（1）原核细胞的基因结构
（2）真核细胞的基因结构
3．目的基因的获取
目的基因可以从中分离出来，也可以用合成。
常用的方法有以下几种：
（1）从基因文库中获取目的基因
①基因组文库和部分基因文库（如cDNA文库）
基因组文库cDNA文库
文库类型cDNA文库基因组文库
文库大小
基因中启动子
基因中内含子
基因多少
物种间的基因交流
②从基因文库中得到目的基因，可以根据一些信息，如根据基因的、
基因的、基因在染色体上的、基因的，以及基因的等特性。
（2）利用PCR技术扩增目的基因
①PCR是____________________________________技术，是的缩写。
②原理：____________________。，
③前提：有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成_________。
④条件：DNA模板、。
⑤扩增过程：
a．变性（℃）：目的基因DNA受热变性后接连为单链b．退火（℃）：与单链相应互补序列结合
c．延伸（℃）：在的作用下进行延伸
Taq酶的特点是。
PCR技术与DNA复制的比较：
PCR技术DNA复制相
同
点
原理
原料
条件
不
同
点
解旋方
场所
酶
结果
（3）化学法直接合成
适用于基因比较，核苷酸序列又。
（二）——基因工程的核心
1．基因表达载体的构建，其目的是使目的基因在受体细胞中能，并且可以，同时，使目的基因能够。
2．基因表达载体= + + +
（1）启动子：是一段有特殊结构的，位于基因的，它是
识别和结合的部位，有了它才能驱动基因，最终获得所需要的蛋白质。
（2）终止子：也是一段有特殊结构的，位于基因的，相当于一盏红色信号灯，使在所需要的地方停止下来。
（3）标记基因：作用是为了，从而将含有目的基因的细胞出来，如基因。
3．构建基因表达载体的过程：用（同、不同）种限制酶去切目的基因与运载体，再用使其连接,形成重组DNA分子。
（三）将目的基因导入受体细胞
将目的基因受体细胞，并且在受体细胞内和的过程，称为转化。
（1）将目的基因导入植物细胞
①农杆菌转化法
②法
③法
（2）将目的基因导入动物细胞
①技术是将目的基因导入受体细胞的最有效方法。
②操作程序：将含有目的基因的表达载体→→获得→显微注射→胚胎→胚胎→发育成具有新性状的动物（3）将目的基因导入微生物细胞
①原核生物作为基因工程受体细胞的优点：。
②大肠杆菌细胞最常用的方法：
a．用处理细胞，使细胞处于一种的生理状态，这种细胞称为细胞；
b．将分子溶于缓冲液与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子。
（四）目的基因的检测与鉴定
（1）检测转基因生物的上是否插入了目的基因
检测方法：技术，即将转基因生物的基因组DNA提取出来，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作标记，以此作为，使探针与基因组DNA杂交，如果出现，就表明目的基因已插入染色体DNA 中。
（2）检测目的基因是否
检测方法：技术
（3）检测目的基因是否
检测方法：，从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行检测，若有出现，表明目的基因已形成蛋白质产品。
（4）进行水平的鉴定
【巩固练习】
1．下列正确表示基因操作“四部曲”的是（）A．提取目的基因→目的基因导入受体细胞→基因表达载体的构建→目的基因的检测和鉴定
B．目的基因的检测和鉴定→提取目的基因→基因表达载体的构建→目的基因导入受体细胞
C．提取目的基因→基因表达载体的构建→目的基因导入受体细胞→目的基因的检测和鉴定
D．基因表达载体的构建→提取目的基因→目的基因导入受体细胞→目的基因的检测和鉴定
2．下列不属于
．．．获得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
3．PCR技术扩增DNA，需要的条件是（）
①目的基因②ATP ③四种脱氧核苷酸④DNA聚合酶等⑤mRNA ⑥核糖体
A．①②③④B．②③④⑤C．①③④⑤D．①②③⑥
4．根据mRNA的信息推出获取目的基因的方法是（）A．用DNA探针测出目的基因B．用mRNA探针测出目的基因
C．用mRNA反转录形成目的基因D．用PCR技术扩增mRNA
5．在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是（）
A．用mRNA为模板逆转录合成DNA
B．以4种脱氧核苷酸为原料人工合成
C．由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA
D．将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选
6．下列不属于
．．．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．将切下的目的基因的片段插入到质粒切口处
D．将重组DNA导入受体细胞中进行扩增
7．下列哪项不是
．．基因表达载体的组成成分（）A．启动子B．终止密码子C．标记基因D．复制原点
8. 在基因表达载体的构建中，所需要的酶是（）
①限制酶②DNA连接酶③解旋酶④DNA聚合酶
A．①②B．①②③C．①②④D．①②③④
9．植物学家在培育抗虫棉时，对目的基因作适当修饰，使目的基因在棉花植株的整个生长发育期都表达，以防止害虫侵害，这种对目的基因所作的修饰发生在（）
A．终止子B．引物C．标记基因D．启动子
10．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
11．在基因工程操作的基本步骤中，不进行
．．．碱基互补配对的是（）A．人工合成目的基因B．目的基因与载体结合
C．将目的基因导入受体细胞D．目的基因的检测与鉴定
12．将目的基因导入微生物细胞之前，要用Ca2+处理细胞，处理过的细胞叫（）
A．感受态细胞B．敏感性细胞C．吸收性细胞D．接受细胞
13．农杆菌转化法转移目的基因进入受体细胞，目的基因的最终位置是
（）
A．Ti质粒上B．受体细胞染色体上C．裸露细胞核中D．存在细胞质中
14．目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是（）
①检测受体细胞是否有目的基因②检测受体细胞是否有致病基因
③检测目的基因是否转录mRNA ④检测目的基因是否翻译蛋白质
A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④
15．要检测目的基因是否成功地插入了受体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β-球蛋白的DNA
D．合成苯丙羟化酶的DNA片段
16．（多选）用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述正确的是（）
A．常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒
B．DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必须的工具酶
C．可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒
D．导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达
17．（多选）我国科学家运用基因工程技术将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫棉。下列叙述正确的是（）A．基因非编码区对于抗虫基因在棉花细胞中的表达不可缺少
B．重组DNA分子中增加一个碱基对，可能导致毒蛋白的毒性丧失
C．抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物，从而造成基因污染
D．转基因棉花是否具有抗虫特性是可以通过检测棉花对抗生素抗性来确定的
18．（多选）科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎内含有人奶主要蛋白。以下有关该基因工程的叙述，正确的是( ) A．采用反转录的方法得到目的基因有内含子
B．基因非编码区对于目的基因在块茎中表达是不可缺少的
C．马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞
D．用同一种限制性内切酶，分别处理质粒和含目的基因的DNA，可产生黏性末端而形成重组DNA分子
19．资料显示，近十年来，PCR技术（DNA聚合酶链式反应技术）成为分子生物实验的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制的特性，在试管中进行DNA 的人工复制（如下图），在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于活的生物体。请据图回答：
（1）加热至94℃的目的是使DNA样品中的_______键断裂，该过程在生物体细胞内是通过__________酶的作用完成的。分析可知新合成DNA分子中A=T，C=G，这说明DNA分子的合成遵循______________________。
（2）与细胞内DNA复制相比，PCR技术所需要的DNA聚合酶的最适温度比较____________（高、低）。
（3）通过PCR技术使DNA分子大量复制时，若将一个用15N标记的模板DNA 分子(第一代)放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制到第五代时，含15N标记的DNA分子单链数占全部DNA总单链数的比例为。
（4）PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方法。若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒，你认为可以用PCR扩增血液中的（）
A．白细胞DNA B．病毒蛋白质C．血浆抗体D．病毒核酸
20．下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，请回答下列问题：
（1）一个图1所示的质粒经SmaⅠ切割前后，分别含有个游离的磷酸基团。
（2）若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，其热稳定性越。
（3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是
。
（4）与只使用EcoR I相比较，使用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止。
（5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入酶。
（6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了。
（7）为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。
1．2基因工程的基本操作程序答案CAACB DBADB CABCB ACD ABC BCD
19（1）氢解旋碱基互补配对原则（2）高（3）1/16 （4）D
20（1）0、2
（2）高
（3）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因
（4）质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
（5）DNA连接
（6）鉴别和筛选含有目的基因的细胞
（7）蔗糖为唯一含碳营养物质
专题一基因工程的基本操作程序 一、教材分析 《基因工程的基本操作程序》是专题1《基因工程》的第二节，也是《基因工程》的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》，下接《基因工程的应用》。本节课主要介绍了基因工程的基本操作程序的四个步骤，教学内容多，难点多，最好化整为零、各个击破。 二、教学目标 1．知识目标： 简述基因工程原理及基本操作程序。 2．能力目标： 尝试设计某一转基因生物的研制过程。 3．情感、态度和价值观目标： （1）关注基因工程的发展。 （2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 三、教学重点和难点 1、教学重点 基因工程基本操作程序的四个步骤。 2、教学难点 （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 四、学情分析
本节课内容较多，难点较多，学生学习起来有一定困难，所以之前应该要求学生做好预习，尽量采用化整为零、各个击破的教学策略。 五、教学方法 1、学案导学：见学案。 2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 六、课前准备 1．学生的学习准备：预习《基因工程的基本操作程序》，初步把握基因工程原理及基本操作程序。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。 七、课时安排：2课时 八、教学过程 （一）预习检查、总结疑惑 检查学生落实预习的情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。 （二）情境导入、展示目标 教师首先提问： （1）什么是基因工程（基因工程的概念） （2）DNA重组技术的基本工具有哪些（限制酶、DNA连接酶、载体）
考点一基因工程的概念及操作工具(5年13考) (2015天津、福建、重庆、浙江、江苏；2014新课标、天津、北京、山东、江苏、海南；2013全国大纲卷、广东……) 一、基因工程的概念 基因工程的别名基因拼接技术或DNA重组技术 操作环境生物体外 操作对象基因 操作水平DNA分子水平 原理基因重组 基本过程剪切→拼接→导入→表达 结果人类需要的基因产物或生物类型 供体提供目的基因 受体表达目的基因 本质目的基因在受体体内的表达 优点可定向改造生物的遗传性状 二、DNA重组技术的基本工具 1．限制性核酸内切酶(简称：限制酶) ?? ? ?? 来源：主要从原核生物中分离 作用：割断两个核苷酸之间的磷酸二酯键 作用特点：专一性，即限制酶可识别特定的核苷酸序列 结果 ? ? ?错位切：产生两个相同的黏性末端 平切：形成平末端 2．DNA 常用类型E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶 来源大肠杆菌T4噬菌体 功能连接黏性末端连接黏性末端或平末端 结果 都缝合磷酸二酯键，如图 3.载体 (1)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 (2)质粒的特点 ?? ? ?? 能自我复制 有一个至多个限制酶切割位点 有特殊的标记基因
1．下图为限制酶和DNA连接酶的关系，据图回答： (1)限制酶和DNA连接酶的作用部位相同吗相同。 (2)DNA连接酶起作用时是否需要模板不需要。 2．探究载体所具条件的意义 条件意义 稳定并能自我复制目的基因稳定存在且数量可扩大 有一个至多个限制酶切割位点可携带多个或多种外源基因 具有特殊的标记基因便于重组DNA的鉴定和选择 基因工程操作工具的综合考查 导学号(经典高考题)根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和________。 (2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下： AATT C……G G……CTTAA 为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是______________________________。 (3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即________DNA连接酶和 ________DNA连接酶。 (4)反转录作用的模板是________，产物是_____________________________________。 若要在体外获得大量反转录产物，常采用________技术。 (5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为运载体。 (6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是____________________________________________________________________。 名称作用部位作用底物作用结果 限制酶磷酸二酯键DNA将DNA切成两个片段 DNA连接酶磷酸二酯键DNA片段将两个DNA片段连接为一个DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯键脱氧核苷酸DNA DNA酶磷酸二酯键DNA将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸 解旋酶碱基对之间的氢键DNA将双链DNA分子局部分解为两条长链RNA聚合酶磷酸二酯键核糖核苷酸将单个核糖核苷酸依次连接到单链末端 (1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类
基因工程 教学目标： 知识方面： 1.说出基因工程的原理，并说明“工程菌”的培育过程。 2.举例说明基因工程在工农业生产和医疗等方面的应用。 3.分析转基因生物的安全性。 教育方面： 树立正确的伦理观和价值观 发展方面： 1.通过调查基因工程产品在生活中的应用，提高收集信息、处理信息的能力及语言表达能力。 2.培养学生的想象能力、发散思维能力。 二、教材分析 1.《基因工程》是济南版教程，是八年级下册教科书的最后一章第一节内容。基因工程是20世纪70年代诞生的现代生物学技术，是按照人们的愿望，进行严格的设计，利用分子生物学技术手段，操纵、改造、重建细胞的基因组，从而使生物体的遗传性发生定向变异。 2.百度在网上搜索《基因工程》的相关教学材料作参考，根据教学的重点和难点，确定课堂教学形式和方法。做PPT课件给学生演示。课前找好领悟力强的学生演示工程菌的培育过程，把抽象内容形象化，化难为易，攻破难点。 3.用百度文库搜索转基因的应用，课堂上放给学生，给学生真实的案例展示。用百度文库和百度知道搜索转基因生物的安全性的讨论资料，帮助学生对这一问题形成自己的理解和认识。 4.用百度图片搜索有关转基因科幻画，课堂上放给学生看，培养学生的想象力，发展学生的发散思维能力。 三、教学方法 1.本节内容比较深奥，学生学习起来有一定难度。为了突出教学重点，在教学中我把“工程菌”的培育过程设计成模拟活动的形式，把抽象的内容具体化，有助于学生的理解。 2.在辩论会环节，将“调查和上网查资料”摆在核心地位，让学生通过自己搜寻的资料领悟和感知其中的一些知识。开阔学生的视野，提高学生的积极性，培养学生的自学能力和语言
基因工程的基本工具（一） 1．基因工程是指在______通过人工“______”和“____________”等方法，对生物的基因进行的______和重新组合，然后______受体细胞并使重组基因在受体细胞中______，产生人类需要的____________的技术，又称为________技术。基因工程是在______水平上操作、改变生物的______________的技术，包括基因的______、____________、______以及在受体细胞内的______和______等过程。 2．限制性核酸内切酶（分子手术刀） (1)第一种限制酶从________________中分离并纯化。 (2)作用：每种限制性核酸内切酶只能识别DNA分子的________________，且在特定位点上切割DNA分子。 (3)切割结果：大部分限制性核酸内切酶在切开DNA双链时，切口处两个末端都带有由若干____________组成的单链，这种单链被称为______末端。 3．下列关于基因工程的叙述，不正确的是() A．基因工程的原理是基因重组 B．运用基因工程技术，可使生物发生定向变异 C．一种生物的基因转接到另一种生物的DNA分子上，属于基因工程的内容 D．是非同源染色体上非等位基因的自由组合 4．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．基因工程的目的是获得目的基因表达的蛋白质产物 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可以定向地使生物产生可遗传的变异 5．下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题： 图1 图2 (1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前、后，分别含有________个游离的磷酸基团。 (2)若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越________。 (3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)与只使用Eco RⅠ相比较，使用Bam HⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA 的优点在于可以防止________________________________________________________
基因工程与微生物 基因工程（genetic engineering）又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。 一、基因工程的概况 基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。所谓基因工程（genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。它克服了远缘杂交的不亲和障碍。 1974年，波兰遗传学家斯吉巴尔斯基（Waclaw Szybalski）称基因重组技术为合成生物学概念，1978年，诺贝尔生医奖颁给发现DNA 限制酶的纳森斯（Daniel Nathans）、亚伯（Werner Arber）与史密斯（Hamilton Smith）时，斯吉巴尔斯基在《基因》期刊中写道：限制酶将带领我们进入合成生物学的新时代。2000年，国际上重新提出合成生物学概念，并定义为基于系统生物学原理的基因工程 二、基因工程的基本步骤 （1）提取目的基因 获取目的基因是实施基因工程的第一步。如植物的抗病（抗病毒抗细菌）基因，种子的贮藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因干扰素基因等，都是目的基因。 要从浩瀚的“基因海洋”中获得特定的目的基因，是十分不易的。科学家们经过不懈地探索，想出了许多办法，其中主要有两条途径：一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因；另一条是人工合成基因。 直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”，又叫“散弹射击法”。鸟枪法的具体做法是：用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段，将这些片段分别载入运载体，然后通过运载体分别转入不同的受体细胞，让供体细胞提供的DNA（即外源DNA）的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制（在遗传学中叫做扩增），从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。如许多抗虫抗病毒的基因都可以用上述方法获得。 用鸟枪法获得目的基因的优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性。又由于真核细胞的基因含有不表达的DNA片段，一般使用人工合成的方法。 目前人工合成基因的方法主要有两条。一条途径是以目的基因转录成的信使RNA 为模版，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需要的基因。另一条途径是根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使RNA序列，然后按照碱基互补配对的原则，推测出它的基因的核苷酸序列，再通过化学方法，
一、教材分析 《基因工程的基本操作程序》是专题1《基因工程》的第二节，也是《基因工程》的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》，下接《基因工程的应用》。本节课主要介绍了基因工程的基本操作程序的四个步骤，教学内容多，难点多，最好化整为零、各个击破。 二、教学目标 1．知识目标： 简述基因工程原理及基本操作程序。 2．能力目标： 尝试设计某一转基因生物的研制过程。 3．情感、态度和价值观目标： （1）关注基因工程的发展。 （2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 三、教学重点和难点 1、教学重点 基因工程基本操作程序的四个步骤。 2、教学难点 （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 四、学情分析 本节课内容较多，难点较多，学生学习起来有一定困难，所以之前应该要求学生做好预习，尽量采用化整为零、各个击破的教学策略。 五、教学方法 1、学案导学：见学案。 2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 六、课前准备 1．学生的学习准备：预习《基因工程的基本操作程序》，初步把握基因工程原理及基本操作程序。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。 七、课时安排：2课时 八、教学过程 （一）预习检查、总结疑惑 检查学生落实预习的情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。 （二）情境导入、展示目标 教师首先提问： （1）什么是基因工程？（基因工程的概念） （2）DNA重组技术的基本工具有哪些？（限制酶、DNA连接酶、载体） （3）运载体需要具备哪些条件？（有一个或多个限制酶切割位点；有标记基因；能在受体细胞中稳定存在并自我复制或者整合到受体细胞染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制） 上节课我们学习了DNA重组技术的基本工具，本节课我们将继续学习《基因工程》的核心内容——基因工程的基本操作程序。我们来看本节课的学习目标。（多媒体展示学习目标，强调重难点） （三）合作探究、精讲点拨
课时分层作业(二) (建议用时：45分钟) [基础达标练] 1．下列关于基因表达载体导入微生物细胞的叙述中，不正确的是( ) A．常用原核生物作为受体细胞，是因为原核生物繁殖快，且多为单细胞，遗传物质相对较少 B．受体细胞所处的一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态称为感受态 C．感受态细胞吸收DNA分子需要适宜的温度和酸碱度 D．感受态细胞吸收重组表达载体DNA分子的液体只要调节为适宜的pH即可，没必要用缓冲液 【解析】将基因表达载体导入微生物细胞时，需在一定条件(如适宜的温度、pH等)下，将基因表达载体和感受态的微生物细胞混合培养，在培养过程中，可能会影响pH的变化，因此要加入缓冲液，以保持适宜的pH。 【答案】 D 2．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是( ) A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C．将重组DNA分子导入烟草原生质体 D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 【解析】限制酶一般只切断DNA分子双链，而烟草花叶病毒是RNA病毒，DNA连接酶是连接目的基因和运载体，将重组DNA分子导入烟草原生质体是利用农杆菌转化法，根据能在含除草剂的培养基上能生长的是转基因烟草细胞，所以选A。 【答案】 A 3．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列各项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是( ) A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列 D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白 【解析】基因的表达即控制蛋白质的合成，只有合成了相应的蛋白质才能证明目的基因完成了在受体细胞中的表达。 【答案】 D 4．下列有关基因工程技术的正确叙述是( ) A．重组DNA技术所用的工具酶是限制性核酸内切酶、连接酶、载体
考点一 基因工程的概念及操作工具(5年13考) (2015天津、福建、重庆、浙江、江苏；2014新课标、天津、北京、山东、江苏、海南；2013全国大纲卷、广东……) 一、基因工程的概念 二、DNA 1．限制性核酸内切酶(简称：限制酶) ????? 来源：主要从原核生物中分离作用：割断两个核苷酸之间的磷酸二酯键 作用特点：专一性，即限制酶可识别特定的核苷酸序列 结果??? 错位切：产生两个相同的黏性末端 平切：形成平末端 2．DNA 连接酶 都缝合磷酸二酯键，如图 3.载体 (1)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(2)质粒的特点????? 能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因 1．下图为限制酶和DNA 连接酶的关系，据图回答： (1)限制酶和DNA 连接酶的作用部位相同吗？相同。 (2)DNA 连接酶起作用时是否需要模板？不需要。 2．探究载体所具条件的意义 基因工程操作工具的综合考查 导学号67241264(经典高考题)根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)限制性核酸内切酶切割DNA 分子后产生的片段，其末端类型有________和________。 (2)质粒运载体用EcoR Ⅰ切割后产生的片段如下： AATT C ……G G ……CTTAA 为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA 除可用EcoR Ⅰ切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是______________________________。 (3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA 连接酶有两类，即________DNA 连接酶和________DNA 连接酶。 (4)反转录作用的模板是________，产物是_____________________________________。 若要在体外获得大量反转录产物，常采用________技术。 (5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为运载体。 (6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是____________________________________________________________________。 1．限制酶、DNA 连接酶、DNA 聚合酶等相关酶的分析比较
基因工程及其应用集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
第2节基因工程及其应用（第1课时） 知识链接及考试地位 本知识与“DNA分子的结构与复制”、“基因突变和基因重组”、“DNA重组技术的基本工具”、“基因工程的基本操作程序”等内容相联系，考试过程中常设计基因工程的原理、基本工具等基础知识，多以个别填空或选择题的形式呈现。 知识回顾 1、DNA分子的结构特点是什么？ 2、什么是基因重组？ 学习目标 1、简述基因工程的诞生。 2、简述基因工程的原理及技术。要明确基因工程操作的基本步骤和最基本的工具。 重难点 1．教学重点 基因工程的基本原理。 2．教学难点 基因工程的基本原理 新知探究 传统育种的方法一般只能在生物中进行，很难将一种生物的优良性状移植到生物身上。基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿地改变生物，培育出。 一、基因工程的原理 基因工程又叫做或。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以，然后放到另一种生物细胞里，地改造生物的遗传性状。基因工程是在DNA上进行的水平的设计施工，基因的剪刀是指，简称限制酶。其作用特点是一种限制酶只能识别一种序列。基因的针线是指。目前常用的运载体有、和等。质粒存在于许多以及等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的小型分子。 基因工程的操作步骤是：、目的基因与运载体结合，目的基因导入受体细胞、目的基因的和。 二、基因工程的原理、操作对象各是什么？ 三、限制性内切酶的分布、特点、作用部位和作用结果如何？ 四、作为基因的运载体，需具备哪些条件？ 五、DNA连接酶的作用对象、位置和结果如何？ 六、基因工程的优点是什么？
基因工程的基本操作程序 教案 Prepared on 24 November 2020
专题一基因工程的基本操作程序 一、教材分析 《基因工程的基本操作程序》是专题1《基因工程》的第二节，也是《基因工程》的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》，下接《基因工程的应用》。本节课主要介绍了基因工程的基本操作程序的四个步骤，教学内容多，难点多，最好化整为零、各个击破。 二、教学目标 1．知识目标： 简述基因工程原理及基本操作程序。 2．能力目标： 尝试设计某一转基因生物的研制过程。 3．情感、态度和价值观目标： （1）关注基因工程的发展。 （2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 三、教学重点和难点 1、教学重点 基因工程基本操作程序的四个步骤。 2、教学难点 （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 四、学情分析
本节课内容较多，难点较多，学生学习起来有一定困难，所以之前应该要求学生做好预习，尽量采用化整为零、各个击破的教学策略。 五、教学方法 1、学案导学：见学案。 2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 六、课前准备 1．学生的学习准备：预习《基因工程的基本操作程序》，初步把握基因工程原理及基本操作程序。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。 七、课时安排：2课时 八、教学过程 （一）预习检查、总结疑惑 检查学生落实预习的情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。 （二）情境导入、展示目标 教师首先提问： （1）什么是基因工程（基因工程的概念） （2）DNA重组技术的基本工具有哪些（限制酶、DNA连接酶、载体）（3）运载体需要具备哪些条件（有一个或多个限制酶切割位点；有标记基因；能在受体细胞中稳定存在并自我复制或者整合到受体细胞染色体DNA 上随染色体DNA的复制而同步复制）
第一章基因工程 第一节基因工程概述 基因工程的诞生和发展和基因工程的工具 学习目标 ⑴简述基因工程的概念含义 ⑵简述基因工程诞生历程 ⑶认同基因工程的诞生和发展离不开理论突破和技术创新 ⑷简述基因工程的原理 ⑸说出DNA重组技术的基本工具及其作用、特点 课前导学 一、基因工程的诞生和发展 1．理论基础 (1)艾弗里：证明了。 (2)沃森和克里克：阐明了。 (3)尼伦贝格等破译了。 2．工具基础 (1)酶：和、逆转录酶。(2)载体：等。 3．发展 (1)1973～1976年为。(2)1977～1981年为。 (3)1982年以后为。 4．诞生：科恩等将两种不同来源的DNA分子进行，并首次实现了在大肠杆菌中的表达，创立了改造生物的新技术——基因工程。 1．限制性核酸内切酶——“分子手术刀” (1)功能：只能特定的核苷酸序列，并在合适的反应条件下使每条链特定部位的之间的断开，从而切割DNA分子。 (2)作用结果 ①产生黏性末端：通过错位切，在两条链的部位切割形成。 ②产生平口末端：通过平切，在两条链的部位切割形成。 2．DNA连接酶——“分子针线” (1)功能：把DNA分子这把“梯子”的扶手连接起来。 (2)结果：用限制性核酸内切酶切割质粒和外源DNA分子，并通过的连接，形成______________分子。
3．载体——运载工具 (1)功能：将导入受体细胞。 (2)种类：质粒、以及一些。 (3)质粒：来自于细胞中的一种很小的分子，是最早应用的载体。 质疑探究 1．切断和形成磷酸二酯键的酶分别有哪些？ 2．原核生物中限制酶有何意义？细菌是如何防止自身DNA被限制酶降解？ 3．在基因工程中，为什么要用同一种限制性核酸内切酶（如EcoRⅠ）切割两种DNA分子呢？P12实践中的图示切割后的片段可以连接成几种DNA分子？ 4．从结构上分析为什么不同生物的DNA能够重组？ 5．不同限制酶切割产生的黏性末端一定不同吗？ 6．要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？ 7．作为载体应具备什么条件？ 8．天然的质粒都可以直接用做基因工程载体吗？为什么？
DNA重组技术基本工具的教学设计 设计思路 “DNA重组技术的基本工具”这节课位于人教版高中生物选修三第一专题第一节第二课时。基因工程是现代生物技术的核心内容，通过模拟DNA重组过程，将具体的操作程序有机联系起来，加深对这一程序的理解，有利于提高学生的认知水平和接受能力。针对重点难点对教学内容进行结构化处理，并与基因工程的实际操作练习起来；在模拟探究的过程中不断生成问题，引导学生依据载体的特点，按照相似性原理，选择和建立模型，进而对模型进行“剪”与“连”等操作，并分析操作结果。 教学分析 1．教材分析 重点：DNA重组技术的三种基本工具 难点：载体的特点及应用 2．学情分析 通过上一节课的学习，学生们已初步掌握了“DNA重组技术的基本工具”有哪些，其作用是什么。但这些基本工具在实际应用中如何发挥作用，是非常抽象的内容，仅仅靠学生的想象，很难真正理解并融会贯通；同时，中学生的心理发育特点，决定了他们更乐于通过实际动手操作来解决遇到的问题，同时对自己新发现的问题有更加强烈的探究欲望。 3．教学条件分析 对于本节课的教学设计而言，需要如下教学条件：电脑，投影仪，彩色复印纸，剪刀，双面胶。 教学目标 简述基因工程原理及基本操作程序 掌握基因工程基本操作程序的四个步骤 通过动手操作、小组合作，提高学生自主学习及合作探究的能力。 教学策略与手段 教学模式：探究式教学，通过创设问题情境，在分析问题、解决问题的过程中不断生成一系列新的问题，培养学生的自学能力，以及探究和思维能力。 教学策略：利用教学多媒体，自制教具，使抽象的问题形象化，引导学生自主动手操作，解决每一程序中的技术难点和重点。 教学手段：PPT，自制教具，投影仪等综合教学辅助工具。本节课模拟探究的是载体与目的基因的连接，所以将教材提供的碱基序列加以调整，用彩色打印纸打印，如图：
1．2基因工程的基本操作程序 一、选择题 1．(2019·沈阳高二检测)基因工程技术也称为DNA重组技术，其实施必须具备的4个必要条件是() A．目的基因、限制酶、载体、受体细胞 B．工具酶、目的基因、载体、受体细胞 C．模板DNA、mRNA、质粒、受体细胞 D．重组DNA、RNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶 解析：选B。基因工程的基本工具是限制酶、DNA连接酶和载体，前两者统称为工具酶；在实际操作中，载体上插入目的基因形成重组载体，然后导入受体细胞。 2．(2019·淮安高二期中)下图中甲、乙表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法，以下说法中错误的是() A．甲方法可建立该细菌的基因组文库 B．乙方法可建立该细菌的cDNA文库 C．甲方法要以脱氧核苷酸为原料 D．乙方法需要逆转录酶参与 解析：选C。甲方法是以细菌中的DNA为基础，用限制酶进行切割，它包括了细菌所有的基因，可以建立基因组文库，并且可以从中选出所需的目的基因，不需要模板和原料。而乙方法是用逆转录的方法人工合成目的基因，它只能得到生物的部分基因，基因中只有编码区，所以组成的是该细菌的cDNA文库。 3．在基因工程中，可依据受体细胞的类型及其生理特性来选择合适的载体，既能高效地携带目的基因进入受体细胞，又能方便地进行检测。已知有以下几类含有不同标记基因的质粒，不可作为侵入大肠杆菌的载体的是(已知青霉素可杀死细菌，四环素不能杀死大肠杆菌)() 答案：B 4．(2019·郑州一中高二期中)我国上海研究所合成了一种具有镇痛作用而又不会使病人上瘾的药物——脑啡呔多糖(类似人体中的糖蛋白)。如要采用基因工程和发酵技术让微生物
“基因工程的基本操作程序”教学设计 1 教材分析 《基因工程的基本操作程序》是人教版选修3专题1基因工程中第2节内容，本节是《基因工程》专题的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》一节，下接《基因工程的应用》。 对于基因工程，学生接触得很少，文字描述中会感到抽象，为此，教材中采用形象化得呈现方式简述了基因工程基本操作程序的四个步骤。例如，基因文库中把基因组文库比作国家图书馆，而把cDNA文库比作某市图书馆，这样便于学生理解和掌握。此外，在教材处理中还呈现主干，割舍枝杈，将非主干内容以《生物技术资料卡》、《拓展视野》等方式呈现，做到有主有次。 2 学情分析 学生经过上一节的学习已经掌握DNA重组技术所需三种基本工具的作用及基因工程载体所需条件等知识，具备学习基因工程的基本操作程序一节的基础；而且经过一年必修教材的学习，学生的生物基础知识较扎实，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。但基因工程一节对学生来说难点较多，如果处理不好，会变成简单的死记硬背。因此在教学过程中，应在教师引导下适时加强学生解决问题和运用概念图等生物学语言归纳结论等方面的能力。 3 教学目标 3.1 知识目标 ⑴简述基础理论研究和技术进步催化了基因工程 ⑵简述基因工程的原理和基本步骤 3.2 能力目标 ⑴学会运用概念图总结基因工程的基本步骤及方法 ⑵尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案 3.3 情感态度与价值观 ⑴关注基因工程的发展 ⑵认同基因工程的应用促进生产力的提高 4 教学重点与难点 4.1 教学重点基因工程基本操作程序的四个步骤 4.2 教学难点 ⑴从基因文库中获取目的基因 ⑵利用PCR技术扩增目的基因 5 教学整体思路 采用从“整体-部分-整体”的教学思路，首先引用基因工程案例使学生从整体上了解基因工程的四个步骤，其次采用分步探究的形式帮助学生理解各个步骤的原理、方法和过程，最后教师引导学生用概念图将所学的知识从整体上再次整合。
学习目标 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。
同步学案 1.基因操作的基本步骤 （1）提取目的基因：目的基因就是人们所需要的基因。提取途径：a.鸟枪法：从供体细胞的DNA中直接分离基因，工具是，优点是，缺点是，具有一定的。 b.人工合成法:两个途径：一是反转录法，就是目的基因转录成的做模板,形成单链DNA，再合成；二是反推法,就是以已知的序列，推出序列，再推出序列，然后人工合成。 【答案】特定、限制性内切酶、简便、工作量大、盲目性、mRNA、反转录、双链DNA、氨基酸、mRNA、基因碱基
2.例：生物学家通过基因工程培育出了能够通过乳房生物反应器生产人的血清蛋白 （1）“分子手术刀”， （2）“分子缝合针”， （3）“分子运输车”。 （4）操作步骤：从人的获取目的基因；目的基因与结合构建基因表达载体；在基因表达载体中还应插入和终止子。然后把基因表达载体导入牛的，通过发育形成的牛体细胞含人的，成熟的牛产的的奶中含有，证明基因操作成功。
【答案】（1）限制性内切酶（或限制酶） （2）DNA连接酶 （3）基因进入受体细胞的载体 （4）基因组文库、载体、启动子、受精卵、血清蛋白基因、人的血清蛋白。
3.根据基因工程中的操作步骤，回答以下问题： 目的基因能与运载体结合，说明，目的基因能在受体细胞中得到表达，说明，受体细胞具备的条件是。如何检验质粒是否导入受体细胞？。如何检测目的基因是否得到表达？。 【答案】DNA组成成分相同，都遵循碱基互补配对原则、所有生物公用一套遗传密码、没有与运载体相同的质粒或没有与运载体质粒相同的标记基因、检测质粒的标记基因、检测是否出现目的基因所控制的性状
水寨中学生物自主探究学案 内容：基因工程的基本操作程序课时：2课时年级：高二编号64 一、教学目标 1．知识目标： 了解基因工程原理及基本操作程序。 2．能力目标： 尝试设计某一转基因生物的研制过程。 3．情感、态度和价值观目标： （1）了解基因工程的发展。 （2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 二、教学重点和难点 1、教学重点 基因工程基本操作程序的四个步骤。 2、教学难点 （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 第一课时 三、教学过程 （一）复习上节内容 1、什么是基因工程？DNA重组技术的基本工具有哪些？运载体需要具备哪些条件？ 以上问题可以不展示 （二）讲授新课 1、基因工程的基本步骤包括那四步？ 2、第一步：目的基因的获取 （１）为什么要有目的基因的获取这一步骤？ （２）目的基因的获取方法有哪些？ （3）为什么要建立基因文库？怎么建立的？
（4）如何从基因文库中获取目的基因？ （5）为什么要建立cDNA文库？如何获取cDNA？ （5）PCR技术的原理是什么？利用PCR技术扩增目的基因的前提是什么？ （6）如何获取引物？ （7）请你用文字和箭头描述PCR技术扩增的过程？ 3、第二步：基因表达载体的构建（基因工程的核心步骤） （1）在基因工程的操作过程中，为什么要构建基因表达载体？单独的DNA片段能不能稳定遗传？ （2）参考课本P11页图1—10基因表达载体模式图，在学案上绘出基因表达载体的模式图，并标出其组成部分。并了解什么是启动子、终止子？他们位于哪里？有什么作用？标记基因的作用是什么？
思考:1、作为基因工程的表达载体，只需含有目的基因就可以完成任务吗？为什么 2、完成教材P11页的“寻根问底” 第二课时 4、第三步：将目的基因导入受体细胞 （1）为什么要把目的基因导入受体细胞而不是在外界培养让其维持稳定和表达？（2）什么是转化？ （3）将目的基因导入植物细胞的方法有哪些？最常用的方法是哪种？（结合示意图，了解农杆菌转化法的基本过程） （4）将目的基因导入动物细胞的基本操作程序是怎样的？要用到什么技术？ （5）早期的基因工程为什么选择原核生物作为受体细胞？大肠杆菌细胞最常用的转化方法是？
第三次生物练考题 命题人：王娜 选择题答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 一、选择题（每小题5分，共计70分） 1、在基因工程中使用的限制性核酸内切酶，其作用是( ) A、将目的基因从染色体上切割出来 B、识别并切割特定的DNA核苷酸序列 C、将目的基因与运载体结合 D、将目的基因导入受体细胞 2、下列四条DNA分子，彼此间具有粘性末端的一组是（） ①② ③④ A．①②B．②③C．③④D．②④ 3、基因工程是DNA分子水平的操作，下列有关基因工程的叙述中，错误的是( ) A、限制酶只用于切割获取目的基因 B、载体与目的基因必须用同一种限制酶处理 C、基因工程所用的工具酶是限制酶，DNA连接酶 D、带有目的基因的载体是否进入受体细胞需检测 4、下列有关基因工程的叙述，正确的是：（） A．DNA连接酶的作用是将两个黏性末端的碱基连接起来 B．目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变 C．目的基因与运载体结合的过程发生在细胞外 D．常使用的运载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等5、下列关于DNA连接酶的叙述中，正确的是（） A. DNA连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢键 B. DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖 C. DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和核糖 D. 同一种DNA连接酶可以切出不同的黏性末端 6、实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。从大肠杆菌中提取的一种限制性内切酶EcorI，能识别DNA分子中的GAATTC序列，切点在G与A之间。这是应用了酶的（） A.高效性 B.专一性 C.多样性 D.催化活性受外界条件影响 7、下列有关质粒的叙述，正确的是（） A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 B．质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状DNA分子 C．质粒只有在侵入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制 D．细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的 8、右图所示为限制酶切割某DNA分子的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是 A.CTTAAG，切点在C和T之间 B.CTTAAG，切点在G和A之间 C.GAATTC，切点在G和A之间 D.GAATTC，切点在C和T之间 9、关于右图DNA分子片段的说法正确的是（） A．限制性内切酶可作用于①部位，解旋酶作用于③部位 B．②处的碱基缺失导致染色体结构的变异 C．把此DNA放在含15N的培养液中复 制2代，子代中含15N的DNA占3/4 D．该DNA的特异性表现在碱基种类和（A+T）/（G+C） 的比例上 10、基因治疗是指：（） A．运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变而恢复正常 B．运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的 T A G G C C A T T A C C G G T A ① G A T A T G C A T A T 15N 14N ② ③ … … …
专题1 基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序 1．基因工程技术也称DNA重组技术，其实施必须具备的4个必要条件是() A．目的基因、限制酶、载体、受体细胞 B．工具酶、目的基因、载体、受体细胞 C．模板DNA、mRNA、质粒、受体细胞 D．重组DNA、RNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶 解析：基因工程的基本工具是限制酶、DNA连接酶和载体，前两者统称为工具酶；在实际操作中，载体上插入目的基因形成重组载体，然后导入受体细胞。 答案：B 2．在已知某目的基因的一段核苷酸序列的情况下，要在短时间内大量获取该目的基因，最简便的方法是() A．化学合成法B．基因组文库法 C．cDNA文库法D．利用PCR技术扩增 解析：利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，根据这一序列合成引物，进而在一定条件下利用DNA双链复制的原理，将目的基因的核苷酸序列不断地加以复制。通过这一技术，可以在短时间内大量扩增目的基因。 答案：D 3．将目的基因导入玉米茎尖分生区细胞和小鼠受精卵，应分别
采用的方法是() A．显微注射技术农杆菌转化法 B．基因枪法花粉管通道法 C．农杆菌转化法显微注射技术 D．基因枪法显微注射技术 解析：玉米是单子叶植物，对单子叶植物来说，常用的方法是基因枪法；对于动物细胞来说，常用的方法是显微注射技术。 答案：D 4．检测转基因生物染色体DNA上是否插入了目的基因的常用方法是() A．DNA分子杂交技术B．荧光分子标记技术 C．放射性同位素标记技术 D．显微注射技术 解析：检测目的基因常采用DNA分子杂交技术，即在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等进行标记，以此作为探针，并使探针与基因组DNA杂交，若显示出杂交带，则表明目的基因已插入染色体DNA中。 答案：A 5．下图为基因表达载体的模式图，有关说法错误的是() A．构建基因表达载体需要用到限制酶和DNA连接酶 B．任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别 C．图中启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的
《基因工程的基本操作程序》教学设计 教学目标 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。 3.培养学生探索科学的严谨态度 教学重难点 【教学重点】 基因工程基本操作程序的四个步骤。 【教学难点】 （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。 教学工具 多媒体 教学过程 复习提问： 1.DNA重组技术的基本工具有那些，各自的作用和特点是什么？ 2.我们所学过的育种方法有那些？其中基因工程育种有那些优点？ 导入：通过基因工程的概念我们可知,我们能够应用DNA重组技术和转基因技术赋予生物以新的遗传特征，但是无论是DNA重组技术还是转基因技术都需要找到对我们有利的目的基因，我们该如何去寻找目的基因哪，目的基因又将如何连接到载体上哪，以及如何将载体导入受体？这些都是我们所要共同探究的问题!现在让我们共同学习一下1.2基因工程的基本操作。 思考1.我们在前面提到的苏云芽孢杆菌中的抗虫基因、胰岛素基因、干扰素基因等都可以作目 的基因。可是要在浩瀚的“基因海洋”中，找到特定的目的基因可以用什么样的方法和途径呢？ 2、基因工程的基本操作程序主要包括：、 、 新课教学：
基因工程的基本操作步骤主要包括：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；目的基因的检测与鉴定。 一．目的基因的获取 1．目的基因：主要是指编码蛋白质的结构基因。 2．目的基因的获取方法： （1）从基因文库中获取 基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。 构建基因文库的目的：为了在不知目的基因序列的情况下，便于获得所需的目的基因。 基因组文库：含有一种生物的所有基因。 部分基因文库（如cDNA文库）：含部分基因，可由mRNA反转录而来。 （2）利用PCR技术扩增目的基因 PCR：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。 原理：DNA双链复制 原料：模板DNA；RNA引物；四种脱氧核苷酸；热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；离子 方法：DNA受热变性解旋为单链、冷却后RNA引物与单链相应互补序列结合、DNA 聚合酶作用下延伸合成互补链。 特点：指数形式扩增 二．基因表达载体的构建 1．目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在；可以遗传给下一代；使目的基因能够表达和发挥作用。 目的基因： 2．基因表达启动子：位于基因首端，RNA聚合酶识别和结合的部位， 驱动转录基因 载体的组成终止子：位于基因尾端，使转录在所需要的地方停下来 标记基因：鉴别受体细胞中是否含有目的基因