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基因工程学案doc
专题1基因工程
第1节DNA重组技术的基本工具
寄语:
关注世界,,关注科技进步的声音
【学习目标】
1、说出DNA重组技术所需的三种基木工具的作用
【自主学习】
1、基因工程的定义:
2、基因工程(DNA重组技术)的基本工具
(1)基因工程的“分子手术刀”
c—GtiaTIAA^nTaitGIc
名称:
。
来源:
O
作用:
能识别双链DNA分子的序列,并且使每一条链中
的两个核昔酸之间的断开。
(例如EcoRI、Smal限制酶识别的序列和切割位点)
结果:
形成o
(2)基因工程的“分子缝合针”
名称:
。
种类:
①;只能O
%1O既可以
乂可以。
作用:
形成。
结果:
形成0
(3)基因工程的“分了运输车”
名称:
O
种类:
;;。
作用:
。
特点:
;;
【质疑讨论】
1、从结构上分析,为什么不同生物的DNA能够重组?
2、原核生物中存在的限制酶有什么作用呢?
想一想,为什么限制酶不切割自身的DNA?
3、DNA连接酶与DNA聚合酶有什么区别?
【典型例题】
A、基因工程是细胞水平上的生物工程
C、基因工程产生的变异属于人工诱变例2、下图表示限制酶切割某DNA的过程,
例1、以下有关基因工程的叙述,正确的是
B、基因工程的产物对人类都是有益的
D、基因工程育种的优点之一是目的性强
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、CTTAAC,切点在C和T之间
例3、依右图有关基因工程的工具酶功能的叙述,不正确的是b
A、切断&处的酶为限制核酸性内切酶a
B、连接a处的酶为DNA连接前七侦r—Z5
c、切断b处的酶为解旋酶
D、切断b处的为限制性内切酶
例4、下列哪项通常不被用作基因工程的运载体—容>
A、细菌质粒B、噬菌体C、动植物病毒D、细菌核区的DNA
【反馈矫正】
1、(多选)下列关于基因工程的说法正确的是()
A、基因工程的设计和施工都是在分子水平上进行的
B、目前基因工程中所有的目的基因都是从供体细胞直接分离得到的
C、基因工程能使科学家打破物种界限,定向地改造生物性状
D、只要检测出受体细胞中含有目的基因,那么目的基因一定能成功地进行表达
2、在基因工程中用来完成基因的剪接的工具是()
A、限制前和连接前B、限制酶和水解酶C、限制酶和运载体D连接酶和运载体
3、以下说法正确的是()
A、所有的限制酶只能识别同一种特定的核脊酸序列
B、质粒是基因工程中惟一的运载体
C、运载体必须具备的条件之一•是:
具有多个限制前切点,以便与外源基因连接
D、基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复
4、下列四条DNA分子,彼此间具有粘性末端的一•组是()
A、DXA连接酶能使不同脱氧核廿酸的磷酸与脱氧核糖连接
B、RNA聚合酶能与基因的特定位点结合,催化遗传信息的转录
C、-种DNA限制酶能识别多种核昔酸序列,切割出多种目的基因
D、胰蛋白酶能作用于离体的动物组织,使其分散成单个细胞
7、下列关于质粒的叙述,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够白主复制的小型环状DNA分子
C、质粒只有在导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、科学家常选用的细菌质粒往往带有一个抗菌素抗性基因,该抗性基因的主要作用是()
A、提高受体细胞在自然环境中的耐热性B、有利于检测目的基因否导入受体细胞
C、增加质粒分子的相对分子质量D、便于与外源基因连接
9、下图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤,这一步需用到的工具是()
A、DNA连接前和解旋酶B、DNA聚合前和限制性核酸内切前
C、限制性核酸内切酶和DNA连接前D、DNA聚合酶和RNA聚合酶
10、限制酶是一种核酸切割酶,可辨识并切割DNA分子上特定的核甘酸碱基序列。
下图为四种限制酶BamllT,EcoRT,HindHI以及BglII的辨识序列。
箭头表示每一种限制酶的特定切割部位,其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补黏合?
其正确的末端互补序列为何?
()
BglII
——AGATCT—
—TCTAGAr—
BamHIEcoRIHindIII
III
——GGATCC———GAATTC———AAGCTT—
——CCTAGG———CTTAAG———TTCGAAr-
ttt
A、BamHI和EcoRI;末端互补序列—AATT—
B、BamHl和Hindlll;末端互补序列—GATC—
C、EcoRI和Hindlll;末端互补序列—AATT—
D、BamHl和Bglll;末端互补序列—GATC—
11、研究人员想将生长激素基因通过质粒介导入大肠杆菌细胞内,以表达产生生长激素。
已知质粒中存在两个抗性基因:
A是抗链霉素基因,B是抗氨苯青霉素基因,且目的基因不插入到基因
A、B中,而大肠杆菌不带任何抗性基因,则筛选获得“工程菌”的培养基中的抗抗生素首先应该()
A、仅有链霉素B、仅有氨节青霉素
C、同时有链霉素和氨节青霉素D、无链霉素和氨节青霉素
12、镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。
检测这种碱基序列改变
必须使用的酶是()
A、解旋酶B、DNA连接酶C、限制性内切酶D、RNA聚合酶
13、番茄在运输和贮藏过程中,由于过早成熟而易腐烂。
应用基因工程技术,通过抑制某种促进果实成熟激素的合成,可使番茄贮藏时间延培育成耐贮藏的番茄新品种。
这种转基因番茄已于1993年在美国上市,请回答:
(1)促进果实成熟的重要激素是-
(2)在培育转基因番茄的操作中,所用的基因的“剪刀”是,基因的“针
线“是,基因的“运输工具“是o
(3)与杂交育种、诱变育种相比,通过基因工程来培育新品种的主要优点是、
和O
14、农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因,现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花,培育抗病棉花品系。
请回答下列问题。
(1)为了能把该抗病基因转入到棉花细胞中,常用的载体是。
(2)要使载体与该抗病基版tVcH■先应使用进行切割。
假如载体被
切割后,得到的分了末端序列为..__G-,则能与该裁体连接的抗病基因分子末端是()
A-GR-Tr-CTTTA°-AAATC
-CTTAA.-AATCC」G-T
(3)切割完成后,采用酶将载体与该抗病基因连接,连接后得到的DNA分子称为0
(4)再将连接得到的DNA分子导入农杆菌,然后用该农杆菌去棉花细胞,利用
植物细胞具有的性进行组织培养,从培养出的植株中出抗病的棉花。
(5)该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是
A、淀粉B、脂类C、蛋白质D、核酸
(6)转基因棉花获得的是由该表达产物来体现的。
专题1基因工程
1.2基因工程的基本操作程序
寄语:
关注世界,,关注科技进步的声音
[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。
[学习重点和难点]
1、重点基因工程基本操作程序的四个步骤。
2、难点
(1)从基因义库中获取目的基因。
(2)利用PCR技术扩增目的基因。
[学习过程]A自主学习
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o
2.获取目的基因的方法
(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
%1种类<
IcDNA文库:
含有-•种生物的基因
%1目的基因的获取
根据基因的有关信息:
基因的序列、基因在上的位置、基因的
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。
©PCR:
是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。
%1条件:
已知目的基因的序列。
%1过程:
目的基因DNA受热形成,与结合,然后在的作用下
进行延伸形成DNAo
%1方式:
指数扩增=2\n为扩增循环的次数)
(3)人工合成法:
基因较小,核昔酸序列已知,可以人工合成。
例1下列获取目的基因的方法中需要模板链的是()
%1从基因文摩中获取目的基因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
D.②③
A.①②③④B.①②③
C.②③④
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,它是利结合的部位,驱动基因
转录产生mRNAo
3.终止子:
位于基因的,终止。
4.标记基因:
受体细胞是否含有目的基因。
5.表达载体的功能:
使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且给卜.一代;同时
使目的基因和发挥作用。
6.不同的受体细胞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。
起初把苏云金芽泡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。
科学家又在有启动了、抗虫基因的质粒中插入终止了(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.Id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
(%1)转化:
目的基因进人受体细胞内,并在受体细胞内维持稳定利的过程。
(%1)方法
1.将目的基因导入植物细胞
(1)农杆菌转化法
%1农杆菌特点:
易感染植物和裸子植物,对植物没有感染力;
Ti质粒的可转移至受体细胞,并整合到受体细胞的染色体上。
%1转化:
目的基因插人迎入〉农杆菌一导入植物细胞一目的基因整合到植物
细胞染色体上一日的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。
(2)基因枪法
基因枪法:
是单了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
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。
(我的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。
(2)操作程序:
目的基因表达载体一取卵(受精卵)一显微注射一注射了目的基因
的受精卵移植到—性动物的内发育一新性状动物o
3.将目的基因导人微生物细胞
(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)大肠杆菌最常用的转化方法是:
处理细胞细胞一表达载体与感受
态细胞混合一细胞吸收DNA分子。
例3采用基因工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将毒索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,注射到棉的了房并进入受精卵
A、①②B、②③C、③④D、①④
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