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1、专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页1.2 1.2 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页课标定位1.1.明确如何从基因文库中获取目的基因明确如何从基因文库中获取目的基因及理解及理解PCRPCR扩增目的基因的方法。扩增目的基因的方法。2.2.理解基因表达载体的构建是基因工程理解基因表达载体的构建是基因工程的核心。的核心。3.3.掌握将目的基因导入受
2、体细胞的方法。掌握将目的基因导入受体细胞的方法。4.4.促进目的基因的检测与鉴定。促进目的基因的检测与鉴定。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页课前自主学案课前自主学案基因工程的基本运作程序从基因文库中获取启动子人工合成终止子标记基因导入植物细胞的方法导入动物细胞的方法导入微生物细胞的方法mRNA的检测蛋白质的检测个体生物学水平的鉴定利用PCR获取目的基因的获取目的基因基因表达载体的构建将目的的基因导入受体细胞目的基因的检测和鉴定分子水平的检测目的基因检测专专题题一一基基因因工工程程课前自主
3、学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页基础梳理基础梳理基础梳理基础梳理一、目的基因的获取一、目的基因的获取1.1.目的基因：指编码蛋白质的目的基因：指编码蛋白质的 _。2.2.获取目的基因的方法获取目的基因的方法（1 1）从基因文库中获取目的基因）从基因文库中获取目的基因基因文库的含义：将含有某种生物不同基因的许基因文库的含义：将含有某种生物不同基因的许多多DNADNA片段，导入片段，导入 _的群体中储存，各个受体的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。基因文
4、库的种类基因文库的种类基因组文库：含有一种生物的所有基因基因组文库：含有一种生物的所有基因部分基因文库：含有一种生物的一部分基因部分基因文库：含有一种生物的一部分基因结构基因结构基因受体菌受体菌专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页（2 2）利用）利用PCRPCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因PCRPCR的含义：是一项在生物体外复制特定的含义：是一项在生物体外复制特定DNADNA片段的核酸合成技术。片段的核酸合成技术。条件：已知基因的条件：已知基因的_。过程：目的基因受热解链形成过程：目的基
5、因受热解链形成 _，与，与引物结合，在引物结合，在DNADNA聚合酶的作用下延伸形成聚合酶的作用下延伸形成DNADNA。方式：指数扩增方式：指数扩增=2=2n n(n(n为扩增循环的次数为扩增循环的次数)（3 3）人工合成法：若基因较小、核苷酸序列已）人工合成法：若基因较小、核苷酸序列已知，可以人工合成。知，可以人工合成。核苷酸序列核苷酸序列单链单链DNADNA专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建1.1.表达载体的组成：目的基因表达载体的组成：目的
6、基因+启动子启动子+终止子终止子+_+_。2.2.表达载体的功能表达载体的功能（1 1）使目的基因在）使目的基因在_中稳定存在，并且遗传给中稳定存在，并且遗传给下一代。下一代。（2 2）使目的基因表达和发挥作用。）使目的基因表达和发挥作用。3.3.启动子：位于基因的首端，它是启动子：位于基因的首端，它是_识别和结合识别和结合的部位，驱动基因转录产生的部位，驱动基因转录产生mRNAmRNA。4.4.终止子：位于基因的尾端，终止终止子：位于基因的尾端，终止_。5.5.标记基因：标记基因：_是否含有目的基因。是否含有目的基因。标记基因标记基因受体细胞受体细胞RNARNA聚合酶聚合酶mRNAmRNA的
7、转录的转录鉴别受体细胞中鉴别受体细胞中专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞转化的含义：目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞转化的含义：目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程。内维持稳定和表达的过程。1.1.将目的基因导入植物细胞的方法将目的基因导入植物细胞的方法（1 1）农杆菌转化法）农杆菌转化法农杆菌特点：易感染农杆菌特点：易感染_植物和裸子植物，而对大植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有感染能力；多数单子叶植物没
8、有感染能力；TiTi质粒上的质粒上的T-DNAT-DNA可转移可转移至受体细胞，并整合到受体细胞染色体的至受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNADNA上。上。转化过程：目的基因插入到转化过程：目的基因插入到TiTi质粒的质粒的T-DNAT-DNA进入进入 农杆菌农杆菌 导入植物细胞导入植物细胞 稳定维持和表达。稳定维持和表达。（2 2）基因枪法）基因枪法（3 3）花粉管通道法）花粉管通道法双子叶双子叶专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页2.2.将目的基因导入动物细胞的方法将目的基因导入动物
9、细胞的方法（1 1）方法：显微注射技术。）方法：显微注射技术。（2 2）操作程序：目的基因表达载体提纯）操作程序：目的基因表达载体提纯 取卵（受精取卵（受精卵）卵）显微注射显微注射 受精卵发育受精卵发育 新性状动物。新性状动物。3.3.将目的基因导入微生物细胞的方法将目的基因导入微生物细胞的方法（1 1）原核生物特点：繁殖快、多为）原核生物特点：繁殖快、多为_、遗传物质、遗传物质相对较少。相对较少。（2 2）转化方法：）转化方法：CaCa2+2+处理细胞处理细胞 感受态细胞感受态细胞 表达表达载体与感受态细胞混合载体与感受态细胞混合 感受态细胞吸收感受态细胞吸收DNADNA分子。分子。单细胞单
10、细胞专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页四、目的基因的检测与鉴定四、目的基因的检测与鉴定1.1.检测检测（1 1）方法：采用）方法：采用_技术、抗原技术、抗原抗抗体杂交技术。体杂交技术。（2 2）内容：）内容：检测转基因生物的检测转基因生物的_上的目的基因。上的目的基因。检测目的基因是否转录检测目的基因是否转录_。检测目的基因是否翻译检测目的基因是否翻译_。2.2.鉴定：个体生物学水平鉴定、抗病鉴定等。鉴定：个体生物学水平鉴定、抗病鉴定等。DNADNA分子杂交分子杂交染色体染色体DNADNA
11、mRNAmRNA蛋白质蛋白质专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页自测自评自测自评自测自评自测自评1.1.基因工程的正确操作步骤是（基因工程的正确操作步骤是（）使目的基因与载体相结合使目的基因与载体相结合将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞验证目的基因的表达是否符合特定性状要求验证目的基因的表达是否符合特定性状要求提取目的基因提取目的基因A.B.A.B.C.D.C.D.解析：解析：选选C C。在基因工程操作中，首先要提取目的基。在基因工程操作中，首先要提取目的基因，然后使目的基因与载体
12、结合，再将目的基因导人因，然后使目的基因与载体结合，再将目的基因导人受体细胞，最后是目的基因的检测与表达。受体细胞，最后是目的基因的检测与表达。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页2.PCR2.PCR技术扩增技术扩增DNADNA，需要的条件是（，需要的条件是（）目的基因目的基因引物引物四种脱氧核糖核苷酸四种脱氧核糖核苷酸耐高温耐高温的的DNADNA聚合酶聚合酶mRNAmRNA核糖体核糖体能量能量A.B.A.B.C.D.C.D.解析：解析：选选D D。错误地把。错误地把PCRPCR技术扩增技术
13、扩增DNADNA的过程认为是的过程认为是DNADNA复制的过程，复制的过程，DNADNA复制的过程需要模板、原料、复制的过程需要模板、原料、酶、能量，故误选酶、能量，故误选B B。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页3.3.科学家在培育抗虫棉时，经过了许多复杂的过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。起初把苏云金芽程和不懈的努力，才获得成功。起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中，然后导入棉孢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
14、因在棉花体内没有表花的受精卵中，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(抗虫基因首端抗虫基因首端)，导入棉花受精卵，长成的棉花，导入棉花受精卵，长成的棉花植株还是没有抗虫能力。植株还是没有抗虫能力。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页科学家又在有启动子、抗虫基因的科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终止子质粒中插入终止子(抗虫基因末端抗虫基因末端)，导人棉花受精卵，结果长成的植导人棉花受精卵，结果长成的植株才有了抗虫能
15、力。由以上过程株才有了抗虫能力。由以上过程推知，作为目的基因的载体推知，作为目的基因的载体应具备的结构是（）应具备的结构是（）A.A.目的基因、启动子目的基因、启动子B.B.目的基因、终止子目的基因、终止子C.C.目的基因、启动子、终止子目的基因、启动子、终止子 D.D.目的基因、启动子、终止子、标记基因目的基因、启动子、终止子、标记基因答案：答案：D D专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页4.4.目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维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
16、，只有通过鉴定和检测才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（）能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是（）检测受体细胞是否有目的基因检测受体细胞是否有目的基因检测受体细胞是否有致病基因检测受体细胞是否有致病基因检测目的基因是否转录检测目的基因是否转录mRNAmRNA检测目的基因是否翻译蛋白质检测目的基因是否翻译蛋白质A.B.A.B.C.D.C.D.专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页解析：解析：选选C C。目的基因的检测包括：检测转基因。目的基因的检测
17、包括：检测转基因生物的染色体生物的染色体DNADNA上是否插入了目的基因，方法上是否插入了目的基因，方法是用是用DNADNA探针，使探针，使DNADNA探针与基因组探针与基因组DNADNA杂交。检杂交。检测目的基因是否转录出了测目的基因是否转录出了mRNAmRNA，方法是用基因探，方法是用基因探针与针与mRNAmRNA杂交。最后检测目的基因是否翻译了蛋杂交。最后检测目的基因是否翻译了蛋白质。方法是进行抗原白质。方法是进行抗原抗体杂交。抗体杂交。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页5.5.下图
18、为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答：答：（1 1）在基因工程中，）在基因工程中，ABAB为为_技术，利用的原理是技术，利用的原理是_，其中，其中为为_过程。过程。（2 2）BCBC为抗虫棉的培育过程，其中为抗虫棉的培育过程，其中过程常用的方过程常用的方法是法是_。要确定目的基因（抗虫基因）导入受体细胞。要确定目的基因（抗虫基因）导入受体细胞后是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请后是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体生物学水平上的鉴定过程：写出在个体生物学水平上的鉴定过程：_。专专题题一一基基因因工工程程课前自
19、主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页解析：在基因工程中，解析：在基因工程中，ABAB为为DNADNA扩增过程，又称扩增过程，又称PCRPCR技术，利用的原理是技术，利用的原理是DNADNA分子复制，其中分子复制，其中为解旋过为解旋过程；程；BCBC为抗虫棉培育过程，为抗虫棉培育过程，过程为将目的基因导过程为将目的基因导入细胞的过程，常用方法为农杆菌转化法。入细胞的过程，常用方法为农杆菌转化法。答案：（答案：（1 1）PCR DNAPCR DNA分子复制分子复制 DNADNA解旋解旋（2 2）农杆菌转化法）农杆菌转化法 让害虫
20、吞食转基因棉花的叶让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定是否具有抗虫性状子，观察害虫的存活情况，以确定是否具有抗虫性状专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页课堂互动探究课堂互动探究 要点一要点一DNA复制、复制、PCR技术和基因克隆的比较技术和基因克隆的比较DNA复制PCR技术技术基因克隆基因克隆场所细胞核生物体外细胞内酶解旋酶、DNA聚合酶Tag酶限制酶载体不需要不需要需要遵循原则碱基互补配对碱基互补配对碱基互补配对结果DNA分子DNA分子片段DNA分子片段专专题题一一基基因
21、因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页【特别提醒特别提醒】PCRPCR技术不需要解旋酶，但需利技术不需要解旋酶，但需利用用90959095高温使高温使DNADNA分子解旋。分子解旋。PCRPCR技术的前提是要有一段已知目的基因的核技术的前提是要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引物。苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页 要点二要点二基因表达载体的构建和导入
22、受体细胞基因表达载体的构建和导入受体细胞1.1.基因表达载体的构建基因表达载体的构建（1 1）目的基因是指）目的基因是指编码蛋白质的编码蛋白质的结构基因，没有结构基因，没有启动子，若只将启动子，若只将目的基因导入目的基因导入受体细胞中无法转录。受体细胞中无法转录。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页（2 2）目的基因的表达需要调控序列，因而用做载体的）目的基因的表达需要调控序列，因而用做载体的质粒插入目的基因时须有启动子，插入后须有终止子。质粒插入目的基因时须有启动子，插入后须有终止子。（3
23、 3）目的基因是否导入受体细胞中，需要有筛选标记）目的基因是否导入受体细胞中，需要有筛选标记标记基因。标记基因。因此，一个基因表达载体的组成应该包括：启动子、因此，一个基因表达载体的组成应该包括：启动子、终止子、目的基因、标记基因。终止子、目的基因、标记基因。【特别提醒特别提醒】终止子是指终止子是指DNADNA分子上决定转录停止的三分子上决定转录停止的三个相邻碱基；终止密码子是指个相邻碱基；终止密码子是指mRNAmRNA分子上决定翻译停止分子上决定翻译停止的三个相邻碱基。的三个相邻碱基。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时
24、检测随堂即时检测上上页页下下页页2.2.目的基因导入受体细胞目的基因导入受体细胞专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页（1 1）不同生物的受体细胞不同：植物为体细胞，）不同生物的受体细胞不同：植物为体细胞，动物一般为受精卵，微生物一般为大肠杆菌。动物一般为受精卵，微生物一般为大肠杆菌。（2 2）上图中发生）上图中发生与发生与发生相比，相比，会使目的基会使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达，原因是在进因的遗传特性得以稳定维持和表达，原因是在进行胞分裂时，细胞核上的行胞分裂时，细胞核上的DNAD
25、NA经复制后平均分配到经复制后平均分配到两个子细胞中，保证了亲子代遗传性状的稳定性，两个子细胞中，保证了亲子代遗传性状的稳定性，而而细胞分裂时，细胞质是不均分的，子细胞不细胞分裂时，细胞质是不均分的，子细胞不一定含有目的基因。一定含有目的基因。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页3.3.目的基因在受体细胞中表达，产生相应性目的基因在受体细胞中表达，产生相应性状的原因是不同的生物共用一套遗传密码。状的原因是不同的生物共用一套遗传密码。目的基因的检测内容和方法的比较目的基因的检测内容和方法的比较
26、专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页 要点三要点三要点三要点三目的基因的检测内容和方法比较目的基因的检测内容和方法比较类型类型步骤步骤检测内容检测内容方法方法结果显示结果显示分子检测第一步目的基因是否进入受体细胞DNA分子杂交（DNA和DNA之间）是否成功显示出杂交带第二步目的基因是否转录出mRNA分子杂交技（DNA和mRNA之间）同上第三步目的基因是否翻译出蛋白质抗原 抗体杂交同上个体水平鉴定包括做抗虫、抗病的接种实验，以确定是否有抗性以及抗性的程度；基因工程产品与天然产品的功能进行活性比
27、较，以确定功能是否相同专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页1.1.为什么要构建基因文库？直接从含目的基因的生物体为什么要构建基因文库？直接从含目的基因的生物体内提取不行吗？（教材内提取不行吗？（教材P9P9）答案：构建基因文库是获取目的基因的方法之一，但并答案：构建基因文库是获取目的基因的方法之一，但并不是唯一的方法。如果所需要的目的基因序列已知，就不是唯一的方法。如果所需要的目的基因序列已知，就可以通过可以通过PCRPCR方式从含有该基因的生物的方式从含有该基因的生物的DNADNA中直接获
28、得，中直接获得，也可以通过反转录，用也可以通过反转录，用PCRPCR方式从方式从mRNAmRNA中获得，不一定要中获得，不一定要构建基因文库。但如果所需要的目的基因的序列完全不构建基因文库。但如果所需要的目的基因的序列完全不知，或只知道目的基因序列的一段，或想从一种生物体知，或只知道目的基因序列的一段，或想从一种生物体内获得许多基因，或者想知道这种生物与另一种生物之内获得许多基因，或者想知道这种生物与另一种生物之间有多少基因不同，或者想知道一种生物在个体发育的间有多少基因不同，或者想知道一种生物在个体发育的不同阶段表达的基因有什么不同，或者想得到一种生物不同阶段表达的基因有什么不同，或者想得到
29、一种生物的全基因组序列，往往就需要构建基因文库。的全基因组序列，往往就需要构建基因文库。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页2.2.将生物的所有将生物的所有DNADNA直接导入受体细胞不是更简便直接导入受体细胞不是更简便吗？如果这么做，结果会怎样？（教材吗？如果这么做，结果会怎样？（教材P11P11）答案：有人采用总答案：有人采用总DNADNA注射法进行遗传转化，即将注射法进行遗传转化，即将一个生物中的总一个生物中的总DNADNA提取出来，通过注射或花粉管提取出来，通过注射或花粉管通道法导入
30、受体植物，没有进行表达载体的构建，通道法导入受体植物，没有进行表达载体的构建，这种方法针对性差，完全靠运气，也无法确定什这种方法针对性差，完全靠运气，也无法确定什么基因导入了受体植物。此法目前争议颇多，严么基因导入了受体植物。此法目前争议颇多，严格来讲不算基因工程。格来讲不算基因工程。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页考题例析考题例析考题例析考题例析 （20102010年青岛市高二质检）如图为某种质粒表年青岛市高二质检）如图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性内切酶达载体简图，小
31、箭头所指分别为限制性内切酶EcoREcoR、Bam HBam H的酶切位点，的酶切位点，ampRampR为青霉素抗性基为青霉素抗性基因，因，tetRtetR为四环素抗性基因，为四环素抗性基因，P P为启动子，为启动子，T T为终止为终止子，子，oriori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括括EcoREcoR、Bam HBam H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：例例例例1 1专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页(1
32、)(1)将含有目的基因的将含有目的基因的DNADNA与质粒表达载体分别用与质粒表达载体分别用EcoRIEcoRI酶切，酶切产物用酶切，酶切产物用DNADNA连接酶进行连接后，连接酶进行连接后，其中由两个其中由两个DNADNA片段之间连接形成的产物有片段之间连接形成的产物有_、_、_、三种。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，、三种。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行需要对这些连接产物进行_。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页(2)(2)用上述用上述3 3种连接产物与
33、无任何抗药性的原核宿主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。之后将这些宿主细胞接种到含细胞进行转化实验。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是的连接产物是_；若接种到含青霉素的培养；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是基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是_。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页(3)(3)目的基因表达时，目的基因表达时，RNARNA聚合酶
34、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)(4)在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是的酶是_。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页【解析解析】（1 1）将含有目的基因的）将含有目的基因的DNADNA与质粒用与质粒用EcoREcoR酶切开后，可形成许多有相同末端的酶切开后，可形成许多有相同末端的DNADNA
35、片片段，再用段，再用DNADNA连接酶连接起来后，可形成目的基因连接酶连接起来后，可形成目的基因与目的基因、目的基因与载体、载体与载体连接与目的基因、目的基因与载体、载体与载体连接的重组的重组DNADNA分子，而基因工程所需要的是目的基因分子，而基因工程所需要的是目的基因与载体的连接物，所以对以上三种与载体的连接物，所以对以上三种DNADNA分子片段进分子片段进行分离提纯，以获得基因工程所需要的。行分离提纯，以获得基因工程所需要的。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页 (2)(2)质粒是原核
36、生物细胞中的一种质粒是原核生物细胞中的一种DNADNA分子，所以分子，所以对以上连接物，只有载体与载体的连接物能生活对以上连接物，只有载体与载体的连接物能生活在原核生物宿主细胞内。而目的基因与载体连接在原核生物宿主细胞内。而目的基因与载体连接物、载体与载体的连接物都含有完整的青霉素抗物、载体与载体的连接物都含有完整的青霉素抗性基因，所以可生活在含有青霉素的培养基上。性基因，所以可生活在含有青霉素的培养基上。(3)(3)目的基因表达时，目的基因表达时，RNARNA聚合酶与启动子结合，聚合酶与启动子结合，催化催化DNADNA分子转录为信使分子转录为信使RNARNA分子。分子。专专题题一一基基因因工
37、工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页(3)(3)目的基因表达时，目的基因表达时，RNARNA聚合酶与启动子结合，催聚合酶与启动子结合，催化化DNADNA分子转录为信使分子转录为信使RNARNA分子。分子。(4)(4)为了防止目的基因与质粒表达载体的任意连接，为了防止目的基因与质粒表达载体的任意连接，可同时选用可同时选用EcoRIEcoRI酶与酶与BamHIBamHI酶切割目的基因和质粒，酶切割目的基因和质粒，这样形成的目的基因两个末端分别有不同的核苷酸这样形成的目的基因两个末端分别有不同的核苷酸序列，而质粒的两个
38、末端也是分别有不同的核苷酸序列，而质粒的两个末端也是分别有不同的核苷酸序列，这样就能保证目的基因只能与质粒结合了。序列，这样就能保证目的基因只能与质粒结合了。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页【答案答案】(1)(1)目的基因目的基因载体连接物载体载体连接物载体载体连接物目的基因载体连接物目的基因目的基因连接物分离纯目的基因连接物分离纯化化(2)(2)载体载体载体连接物目的基因载体连接物目的基因载体连接载体连接物、载体物、载体载体连接物载体连接物（3 3）启动子）启动子mRNAmRNA（4
39、4）EcoREcoR和和BamHBamH专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页【易误警示易误警示】切割质粒和目的基因的限制酶必需切割质粒和目的基因的限制酶必需是同一种酶，以获得互补的黏性末端，利于重组质是同一种酶，以获得互补的黏性末端，利于重组质粒的构建。粒的构建。插入的目的基因只是结构基因部分，其表达需要插入的目的基因只是结构基因部分，其表达需要调控序列，因而用作载体的质粒的插入部位前须有调控序列，因而用作载体的质粒的插入部位前须有启动子，后须有终止子。启动子，后须有终止子。专专题题一一基基
40、因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页例例例例2 2 （广东高考）天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀（广东高考）天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用做发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化粉的酶类，用做发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转入酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利因并转入酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题：用淀粉产生酒精。请回答下列问题：(1)(1)将淀粉酶基因切割
41、下来所用的工具是将淀粉酶基因切割下来所用的工具是_，用，用_将将淀粉酶基因与载体拼接成新的淀粉酶基因与载体拼接成新的DNADNA分子，下一步将该分子，下一步将该DNADNA分子分子_，以完成工程菌的构建。，以完成工程菌的构建。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页(2)(2)若要鉴定淀粉酶基因是否插入酿酒酵母菌，可采用若要鉴定淀粉酶基因是否插入酿酒酵母菌，可采用的检测方法是的检测方法是_；若要鉴定淀粉酶基因是否翻；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用译成淀粉酶，可采用_检测。将该工程菌接
42、种在检测。将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一段时间后，加入含淀粉的固体平板培养基上，培养一段时间后，加入碘液，工程菌周围出现透明圈，请解释该现象发生的碘液，工程菌周围出现透明圈，请解释该现象发生的原因原因_。(3)(3)如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小能力的大小?(4)(4)微生物在基因工程领域中有哪些重要作用微生物在基因工程领域中有哪些重要作用?专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页【解析解析】该题主要考查了基因
43、工程的过程及应用。该题主要考查了基因工程的过程及应用。（1 1）基因工程中的工具酶是限制酶和连接酶。两者）基因工程中的工具酶是限制酶和连接酶。两者作用相反，限制酶能把目的基因和载体切割出相同作用相反，限制酶能把目的基因和载体切割出相同的末端，而连接酶能把被切割的目的基因和载体通的末端，而连接酶能把被切割的目的基因和载体通过形成磷酸二酯键连接起来，形成新的过形成磷酸二酯键连接起来，形成新的DNADNA分子。重分子。重组的组的DNADNA分子必须经过一定的方法导入受体细胞，最分子必须经过一定的方法导入受体细胞，最终得到含有目的基因的工程菌。终得到含有目的基因的工程菌。（2 2）要鉴定工程菌中是否含
44、有目的基因，可以利用）要鉴定工程菌中是否含有目的基因，可以利用DNADNA探针通过探针通过DNADNA分子杂交原理检测的目的基因是否分子杂交原理检测的目的基因是否存在。如果要检测目的基因是否表达，可采用抗原存在。如果要检测目的基因是否表达，可采用抗原抗体杂交原理，检测特定蛋白质是否存在。抗体杂交原理，检测特定蛋白质是否存在。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页（3 3）将不同的工程菌分别接种在含有等量的淀粉）将不同的工程菌分别接种在含有等量的淀粉的固体培养基上，一定时间后，加入碘液，不显蓝的
45、固体培养基上，一定时间后，加入碘液，不显蓝色的透明圈就是淀粉被分解的地方，透明圈越大，色的透明圈就是淀粉被分解的地方，透明圈越大，说明工程菌分解淀粉的能力越强。说明工程菌分解淀粉的能力越强。（4 4）微生物体积微小、代谢速率快，常作为受体）微生物体积微小、代谢速率快，常作为受体细胞来接受目的基因，经过代谢来生产大量相应的细胞来接受目的基因，经过代谢来生产大量相应的产物；微生物种类繁多，很多具有侵染性，可用来产物；微生物种类繁多，很多具有侵染性，可用来作为导入受体细胞的媒介；微生物中含有多种限制作为导入受体细胞的媒介；微生物中含有多种限制酶，为基因工程的操作提供工具。酶，为基因工程的操作提供工具
46、。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页【答案答案】（1 1）限制酶（限制性核酸内切酶）限制酶（限制性核酸内切酶）DNADNA连接酶导入受体细胞连接酶导入受体细胞（2 2）DNADNA分子杂交技术抗原分子杂交技术抗原抗体杂交抗体杂交出现透明圈是因为淀粉被淀粉酶水解了，说明淀出现透明圈是因为淀粉被淀粉酶水解了，说明淀粉酶基因已经翻译成淀粉酶。粉酶基因已经翻译成淀粉酶。（3 3）可将不同的工程菌分别接种到含有等量的淀）可将不同的工程菌分别接种到含有等量的淀粉的固体培养基上，一段时间后，加入碘液，不
47、粉的固体培养基上，一段时间后，加入碘液，不显蓝色的透明圈就是淀粉被分解的地方，透明圈显蓝色的透明圈就是淀粉被分解的地方，透明圈越大，说明工程菌分解淀粉的能力越强，从而可越大，说明工程菌分解淀粉的能力越强，从而可确定转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小。确定转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小。（4 4）作为受体细胞，获取限制酶等。）作为受体细胞，获取限制酶等。专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页【归纳总结归纳总结】（1 1）在不同层次上目的基因的）在不同层次上目的基因的检测和鉴定可以概括为：检测
48、和鉴定可以概括为：（2 2）在）在DNADNA分子、分子、mRNAmRNA分子上检测目的基因是分子上检测目的基因是否插入、目的基因是否转录时，用的探针都是否插入、目的基因是否转录时，用的探针都是标记的标记的DNADNA分子。分子。是否达到相应的层次观察是否出现杂交带、杂交反应受细胞中的提取物+相应的分子探针分子杂交判断专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂即时检测上上页页下下页页随堂即时检测随堂即时检测专专题题一一基基因因工工程程课前自主学案课前自主学案课堂互动探究课堂互动探究课后反思淘金课后反思淘金随堂即时检测随堂
49、即时检测上上页页下下页页课后反思淘金课后反思淘金1.cDNA1.cDNA文库是利用文库是利用mRNAmRNA反转录合成的目的基因，该反转录合成的目的基因，该目的基因中不含有启动子和内含子，而基因文库中目的基因中不含有启动子和内含子，而基因文库中含有启动子和内含子。含有启动子和内含子。2.2.目的基因必须与基因运载体结合形成基因表达载目的基因必须与基因运载体结合形成基因表达载体才能进入受体细胞，基因表达载体必须具备启动体才能进入受体细胞，基因表达载体必须具备启动子和终止子才能在宿主细胞内正常表达。子和终止子才能在宿主细胞内正常表达。3.3.农杆菌易感染双子叶植物和裸子植物，因为这些农杆菌易感染双子叶植物和裸子植物，因为这些植物受损后分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌感植物受损后分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌感染受体细胞，而单子叶植物不能分泌酚类化合物，染受体细胞，而单子叶植物不能分泌酚类化合物，所以农杆菌不感染单子叶植物。所以农杆菌不感染单子叶植物。4.DNA4.DNA分子杂交的原理是碱基互补配对。分子杂交的原理是碱基互补配对。