2019-2020学年高二生物人教版选修三教师用书：1.2 基因工程的基本操作程序 Word版含答案.pdf

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1、一、基因工程的基本操作程序()一、基因工程的基本操作程序()阅阅读读教教材材P P8 8 二、目的基因的获取()二、目的基因的获取()阅阅读读教教材材P P8 81 11 1 1目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有 调控作用的因子。 1目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有 调控作用的因子。 2获取方法2获取方法 (1)从基因文库中获取目的基因。(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。(2)利用 PCR 技术扩增目的基因。 (3)人工合成法：适于合成基因较小，且核苷酸序列已知的目的(3)人工合成法：适于合成基因较小，且核苷酸序列已知

2、的目的 基因。基因。 三、基因表达载体的构建()三、基因表达载体的构建()阅阅读读教教材材P P1 11 1 1.目的1.目的 (1)使目的基因在受体细胞中稳定存在， 并且可以遗传给下一代。(1)使目的基因在受体细胞中稳定存在， 并且可以遗传给下一代。 (2)使目的基因能够表达和发挥作用。(2)使目的基因能够表达和发挥作用。 2组成及作用(连线)2组成及作用(连线) 四、将目的基因导入受体细胞四、将目的基因导入受体细胞阅阅读读教教材材P P1 11 11 13 3 1转化的概念：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内1转化的概念：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内 维持稳定和表达的过程

3、。维持稳定和表达的过程。 2将目的基因导入不同受体细胞的方法(连线)2将目的基因导入不同受体细胞的方法(连线) 五、目的基因的检测与鉴定()五、目的基因的检测与鉴定()阅阅读读教教材材P P1 13 31 15 5 共研探究共研探究 获取目的基因是实施基因工程的第一步，随着科学技术的发展， 目前获取目的基因的常用方法有以下几种。 阅读教材相关内容， 结合 提供的资料，完成下面的思考。 获取目的基因是实施基因工程的第一步，随着科学技术的发展， 目前获取目的基因的常用方法有以下几种。 阅读教材相关内容， 结合 提供的资料，完成下面的思考。 1从基因文库中获取目的基因1从基因文库中获取目的基因 (1

4、)基因文库的含义 ： 将含有某种生物不同基因的许多 DNA 片段，(1)基因文库的含义 ： 将含有某种生物不同基因的许多 DNA 片段， 导入受体菌的群体中储存， 各个受体菌分别含有这种生物的不同的基导入受体菌的群体中储存， 各个受体菌分别含有这种生物的不同的基 因，称为基因文库。因，称为基因文库。 (2)基因文库的种类(2)基因文库的种类 基因组文库：包含一种生物的所有基因。基因组文库：包含一种生物的所有基因。 部分基因文库：只包含一种生物的部分基因，如 cDNA 文库。部分基因文库：只包含一种生物的部分基因，如 cDNA 文库。 (3)从基因文库中获取目的基因的依据(3)从基因文库中获取目

5、的基因的依据 根据目的基因的有关信息， 如根据基因的核苷酸序列、 基因的功根据目的基因的有关信息， 如根据基因的核苷酸序列、 基因的功 能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物 mRNA，以及基因的表能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物 mRNA，以及基因的表 达产物蛋白质等特性来获取目的基因。达产物蛋白质等特性来获取目的基因。 2利用 PCR 技术扩增目的基因2利用 PCR 技术扩增目的基因 (1)概念：PCR 是多聚酶链式反应的缩写，它是一项在生物体外 复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。 (1)概念：PCR 是多聚酶链式反应的缩写，它是一项在生物体外 复制特定 DNA 片段的核酸合

6、成技术。 (2)原理：DNA 双链复制。(2)原理：DNA 双链复制。 (3)前提条件 ： 有一段已知目的基因的核苷酸序列(以便根据这一(3)前提条件 ： 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)。序列合成引物)。 (4)扩增过程：目的基因 DNA 受热变性后解链为单链，引物与单 链相应互补序列结合， 然后在 DNA 聚合酶作用下进行延伸， 如此重复 (4)扩增过程：目的基因 DNA 受热变性后解链为单链，引物与单 链相应互补序列结合， 然后在 DNA 聚合酶作用下进行延伸， 如此重复 循环多次。如图所示：循环多次。如图所示： 3人工合成法3人工合成法 如果基因较小， 核苷

7、酸序列又已知， 也可以通过 DNA 合成仪用化如果基因较小， 核苷酸序列又已知， 也可以通过 DNA 合成仪用化 学方法直接人工合成。学方法直接人工合成。 总结升华总结升华 1cDNA 文库与基因组文库的区别1cDNA 文库与基因组文库的区别 文库类型文库类型cDNA 文库cDNA 文库基因组文库基因组文库 文库大小文库大小小小大大 基因中启动子基因中启动子无无有有 基因中内含子基因中内含子无无有有 基因多少基因多少 某种生物的某种生物的 部分基因部分基因 某种生物的某种生物的 全部基因全部基因 物种间的基因 交流 物种间的基因 交流 可以可以部分基因可以部分基因可以 2人工合成目的基因的方法

8、2人工合成目的基因的方法 (1)反转录法：主要用于相对分子质量较大而又不知其核苷酸序 列的基因。它以目的基因的 mRNA 为模板，借助逆转录酶合成与模板 碱基互补的单链 DNA，然后在 DNA 聚合酶的作用下合成双链 DNA，其 过程如下： (1)反转录法：主要用于相对分子质量较大而又不知其核苷酸序 列的基因。它以目的基因的 mRNA 为模板，借助逆转录酶合成与模板 碱基互补的单链 DNA，然后在 DNA 聚合酶的作用下合成双链 DNA，其 过程如下： (2)化学合成法 ： 依据某一蛋白质的氨基酸序列，推测出其基因序列， 然后直接合成目的基因，其过程如下： (2)化学合成法 ： 依据某一蛋白质

9、的氨基酸序列，推测出其基因序列， 然后直接合成目的基因，其过程如下： 与从供体细胞的 DNA 中直接分离基因相比， 采用以上两种方法人工合 成的目的基因长度要短些，没有启动子和内含子等非编码序列。 与从供体细胞的 DNA 中直接分离基因相比， 采用以上两种方法人工合 成的目的基因长度要短些，没有启动子和内含子等非编码序列。 3体内 DNA 复制与 PCR 技术的比较3体内 DNA 复制与 PCR 技术的比较 项目项目体内 DNA 复制体内 DNA 复制PCR 技术PCR 技术 原理原理碱基互补配对原则碱基互补配对原则 原料原料四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸 相相 同同 点点条件条件均需要模板、引

10、物、酶等均需要模板、引物、酶等 场所场所细胞内细胞内细胞外细胞外 (主要在细胞核内)(主要在细胞核内)(主要在 PCR 扩增 仪内) (主要在 PCR 扩增 仪内) 解 旋 方式 解 旋 方式 解旋酶催化解旋酶催化 DNA 在DNA 在 高温下变性解旋高温下变性解旋 酶酶 解旋酶、普通 的 DNA 聚合酶 解旋酶、普通 的 DNA 聚合酶 耐热的 DNA 聚合 酶(TaqDNA 聚合酶) 耐热的 DNA 聚合 酶(TaqDNA 聚合酶) 温 度 条件 温 度 条件 细胞内温和的条件细胞内温和的条件 需控制温度，需控制温度， 在较高温度下进行在较高温度下进行 同同 点 不 同 点 点 不 同 点

11、 同同 点点 不不 同同 点点结果结果 形成完整的 DNA 分子 形成完整的 DNA 分子 短时间内可形成大 量的 DNA 片段 短时间内可形成大 量的 DNA 片段 对点演练对点演练 1下列有关目的基因获取的叙述，错误的是( )1下列有关目的基因获取的叙述，错误的是( ) A目的基因可以从自然界中分离，也可以人工合成A目的基因可以从自然界中分离，也可以人工合成 B目的基因主要指编码蛋白质的结构基因B目的基因主要指编码蛋白质的结构基因 C基因文库就是基因组文库C基因文库就是基因组文库 DcDNA 文库只含有某种生物的一部分基因DcDNA 文库只含有某种生物的一部分基因 解析 ： 选 C 基因文

12、库分为基因组文库和部分基因文库。cDNA 文 库是部分基因文库。 解析 ： 选 C 基因文库分为基因组文库和部分基因文库。cDNA 文 库是部分基因文库。 共研探究共研探究 1基因表达载体的构建1基因表达载体的构建 基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步， 也是基因工程的 核心。 其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在， 并且可以遗传给 基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步， 也是基因工程的 核心。 其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在， 并且可以遗传给 下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。 (1)基因表达载体的组成(1)基因表达载体的组

13、成 (2)基因表达载体的构建需要限制酶和 DNA 连接酶。(2)基因表达载体的构建需要限制酶和 DNA 连接酶。 (3)启动子和终止子与起始密码子和终止密码子相同吗？(3)启动子和终止子与起始密码子和终止密码子相同吗？ 提示 ： 不相同，启动子和终止子位于 DNA 上，是基因表达必需的 部分。起始密码子和终止密码子位于 mRNA 上，决定翻译的开始和结 束。 提示 ： 不相同，启动子和终止子位于 DNA 上，是基因表达必需的 部分。起始密码子和终止密码子位于 mRNA 上，决定翻译的开始和结 束。 拓展 真核细胞基因结构拓展 真核细胞基因结构 (1)结构：编码区：内含子、外显子；非编码区：启动

14、子、 终止子。基因结构如图所示： (1)结构：编码区：内含子、外显子；非编码区：启动子、 终止子。基因结构如图所示： (2)表达：只有编码区能转录生成 RNA，且内含子转录的部分要 剪切掉，即转录生成的 mRNA 只有外显子的对应部分。因此，以 mRNA 为模板，反转录产生的目的基因中没有内含子、启动子和终止子。 (2)表达：只有编码区能转录生成 RNA，且内含子转录的部分要 剪切掉，即转录生成的 mRNA 只有外显子的对应部分。因此，以 mRNA 为模板，反转录产生的目的基因中没有内含子、启动子和终止子。 2将目的基因导入受体细胞2将目的基因导入受体细胞 将目的基因导入受体细胞是实施基因工程

15、的第三步。 目的基因进 入受体细胞内， 并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程， 称为转化。 结合图 1、图 2、图 3，根据教材相关内容完成下列思考。 将目的基因导入受体细胞是实施基因工程的第三步。 目的基因进 入受体细胞内， 并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程， 称为转化。 结合图 1、图 2、图 3，根据教材相关内容完成下列思考。 (1)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(1)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， 其中适用于双子叶植物和裸子植物的是农杆菌转化和花粉管通道法， 其中适用于双子叶植物和裸子植物的是农杆菌转化 法，适用于单子叶

16、植物的是基因枪法。法，适用于单子叶植物的是基因枪法。 (2)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？ (2)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？ 提示 ： 植物体细胞的全能性较高，可经植物组织培养过程成为完 整植物体 ； 动物体细胞全能性受到限制，不能发育为一个新个体，因 此动物基因工程中的受体细胞一般是受精卵。 提示 ： 植物体细胞的全能性较高，可经植物组织培养过程成为完 整植物体 ； 动物体细胞全能性受到限制，不能发育为一个新个体，因 此动物基因工程中的受体细胞一般是受精卵。 (3)从细胞器的功能上分析，若通过基因工程生产人的

17、糖蛋白， 可以用大肠杆菌作受体细胞吗？ (3)从细胞器的功能上分析，若通过基因工程生产人的糖蛋白， 可以用大肠杆菌作受体细胞吗？ 提示 ： 不可以。因为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， 大肠杆菌是原核 生物，细胞中不含有这两种细胞器。 提示 ： 不可以。因为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， 大肠杆菌是原核 生物，细胞中不含有这两种细胞器。 总结升华总结升华 1构建基因表达载体的过程1构建基因表达载体的过程 目的基因与载体的结合过程， 实际上是不同来源的基因重组的过 程。其过程大体为：

18、用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个切口， 目的基因与载体的结合过程， 实际上是不同来源的基因重组的过 程。其过程大体为：用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个切口， 露出黏性末端。 用同一种限制酶切割目的基因， 使其产生相同的黏性 末端。 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，形成了一个重组 DNA 分子(重组质粒)(如图)。 露出黏性末端。 用同一种限制酶切割目的基因， 使其产生相同的黏性 末端。 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，形成了一个重组 DNA 分子(重组质粒)(如图)。 2将目的基因导入受体细胞的方法2将目的基因

19、导入受体细胞的方法 生物生物 种类种类 植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞微生物细胞微生物细胞 常用常用 方法方法 农杆菌转化法农杆菌转化法显微注射技术显微注射技术CaCa2 2处理法 处理法 受体受体 细胞细胞 体细胞体细胞受精卵受精卵原核细胞原核细胞 转化转化 过程过程 将目的基因插入 Ti质粒的TDNA上 农杆菌导入植 物细胞融合到受 体细胞的 DNA 上 表达 将目的基因插入 Ti质粒的TDNA上 农杆菌导入植 物细胞融合到受 体细胞的 DNA 上 表达 将含有目的基因 的表达载体提纯 取卵(受精卵)显 微注射受精卵发 育获得具有新性 状的动物 将含有目的基因 的表达载体提纯 取卵(受精

20、卵)显 微注射受精卵发 育获得具有新性 状的动物 CaCa2 2处理细胞感 受态细胞重组表 达载体与感受态 细胞混合感受态 细胞吸收 DNA 分子 处理细胞感 受态细胞重组表 达载体与感受态 细胞混合感受态 细胞吸收 DNA 分子 易错易混 构建基因表达载体的注意事项、选择受体细胞易错易混 构建基因表达载体的注意事项、选择受体细胞 (1)基因表达载体的构建过程中，最好用同种限制酶切割目的基 因和载体，以获得相同的黏性末端(或平末端)，便于二者进行连接。 (1)基因表达载体的构建过程中，最好用同种限制酶切割目的基 因和载体，以获得相同的黏性末端(或平末端)，便于二者进行连接。 但有时可用两种限制

21、酶切割载体和目的基因， 这样可以避免载体与载 体之间、目的基因与目的基因之间的自身连接。 但有时可用两种限制酶切割载体和目的基因， 这样可以避免载体与载 体之间、目的基因与目的基因之间的自身连接。 (2)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启动子，后须有终止子。 (2)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启动子，后须有终止子。 (3)游离的 DNA 片段进入受体细胞，一般会直接被分解，就算可 以进行转录并翻译成蛋白质， 游离的 DNA 片段也无法随着细胞分裂而 进行复制，导致子代细胞中不再含

22、有目的基因。因此，在将目的基因 导入受体细胞之前， 都必须进行基因表达载体的构建， 也就是说导入 受体细胞的必须是重组 DNA 分子，而不是直接导入目的基因。 (3)游离的 DNA 片段进入受体细胞，一般会直接被分解，就算可 以进行转录并翻译成蛋白质， 游离的 DNA 片段也无法随着细胞分裂而 进行复制，导致子代细胞中不再含有目的基因。因此，在将目的基因 导入受体细胞之前， 都必须进行基因表达载体的构建， 也就是说导入 受体细胞的必须是重组 DNA 分子，而不是直接导入目的基因。 (4)大肠杆菌和酵母菌在基因工程中都可以作为受体细胞，但又 有所不同。大肠杆菌为原核细胞，而酵母菌为真核细胞(具有

23、多种细 胞器)，所以酵母菌在用于生产需要加工和分泌的蛋白质时比大肠杆 菌有优势。 (4)大肠杆菌和酵母菌在基因工程中都可以作为受体细胞，但又 有所不同。大肠杆菌为原核细胞，而酵母菌为真核细胞(具有多种细 胞器)，所以酵母菌在用于生产需要加工和分泌的蛋白质时比大肠杆 菌有优势。 对点演练对点演练 2如图为基因表达载体的模式图，下列有关基因工程中载体的 说法，错误的是( ) 2如图为基因表达载体的模式图，下列有关基因工程中载体的 说法，错误的是( ) A基因工程的核心步骤是基因表达载体构建A基因工程的核心步骤是基因表达载体构建 B基因表达载体的构建并不都是一样的B基因表达载体的构建并不都是一样的

24、C图中启动子位于基因的首端，是 DNA 聚合酶识别和结合的部 位 C图中启动子位于基因的首端，是 DNA 聚合酶识别和结合的部 位 D抗生素抗性基因的作用是作为标记基因，用于鉴别受体细胞D抗生素抗性基因的作用是作为标记基因，用于鉴别受体细胞 中是否导入了目的基因中是否导入了目的基因 解析：选 C 由于受体细胞有植物、动物和微生物，所以目的基 因导入受体细胞的方式不同， 基因表达载体的构建也会有所差别。 启 动子是 RNA 聚合酶识别和结合的部位。 解析：选 C 由于受体细胞有植物、动物和微生物，所以目的基 因导入受体细胞的方式不同， 基因表达载体的构建也会有所差别。 启 动子是 RNA 聚合酶

25、识别和结合的部位。 3 科学家通过基因工程的方法， 将苏云金芽孢杆菌的 Bt 毒蛋白 基因转入普通棉株细胞内， 并成功实现了表达， 从而培育出了能抗棉 铃虫的棉花植株抗虫棉。其过程大致如图所示，请分析回答： 3 科学家通过基因工程的方法， 将苏云金芽孢杆菌的 Bt 毒蛋白 基因转入普通棉株细胞内， 并成功实现了表达， 从而培育出了能抗棉 铃虫的棉花植株抗虫棉。其过程大致如图所示，请分析回答： (1)Ti 质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有 TDNA，把目的基因 插入Ti 质粒的TDNA 中是利用 TDNA_的特点。 (1)Ti 质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有 TDNA，把目的基因 插入Ti 质

26、粒的TDNA 中是利用 TDNA_的特点。 (2)Bt 毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程， 在基因工程中称为_。 (2)Bt 毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程， 在基因工程中称为_。 (3)将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是 _。 (3)将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是 _。 解析：(1)Ti 质粒的最大优点是能将目的基因导入受体细胞的染 色体 DNA 中，从而使目的基因在棉花体内稳定维持和表达。(2)目的 基因进入受体细胞内， 并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为 转化。 (3)将目的基因导入植物细胞的方法很多， 以农

27、杆菌中的 Ti 质 粒为目的基因载体的方法称为农杆菌转化法。 解析：(1)Ti 质粒的最大优点是能将目的基因导入受体细胞的染 色体 DNA 中，从而使目的基因在棉花体内稳定维持和表达。(2)目的 基因进入受体细胞内， 并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为 转化。 (3)将目的基因导入植物细胞的方法很多， 以农杆菌中的 Ti 质 粒为目的基因载体的方法称为农杆菌转化法。 答案：(1)可转移至受体细胞并且融合到受体细胞染色体 DNA 上 (2)转化 (3)农杆菌转化法 答案：(1)可转移至受体细胞并且融合到受体细胞染色体 DNA 上 (2)转化 (3)农杆菌转化法 共研探究 共研探究 目的基因

28、导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特 性，只有通过检测与鉴定才能知道。这是基因工程的第四步工作，也 是检查基因工程是否成功的一步。结合相关内容，完成下列探究。 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，只有通过检测与鉴定才能知道。这是基因工程的第四步工作，也 是检查基因工程是否成功的一步。结合相关内容，完成下列探究。 1目的基因的检测与鉴定的方法1目的基因的检测与鉴定的方法 类型类型检测内容检测内容方法方法 结果显 示 结果显 示 目的基因是否插 入转基因生物的 DNA 上 目的基因是否插 入转基因生物的 DNA 上 DNA 分子杂交技术DNA 分子杂交技术 (DN

29、A 和 DNA 之间)(DNA 和 DNA 之间) 目的基因是否转 录出 mRNA 目的基因是否转 录出 mRNA 核酸分子杂交技核酸分子杂交技 术(DNA 和 mRNA 之 间) 术(DNA 和 mRNA 之 间) 分子分子 水平水平 检测检测 目的基因是否翻 译成蛋白质 目的基因是否翻 译成蛋白质 抗原抗体杂交抗原抗体杂交 (蛋白质和蛋白质 之间) (蛋白质和蛋白质 之间) 是否成 功 是否成 功 显示出 杂 显示出 杂 交带交带 是否具有抗性及 抗性程度 是否具有抗性及 抗性程度 对转基因生物进 行抗性的接种实 对转基因生物进 行抗性的接种实 验验 个体个体 生物生物 学水学水 平鉴平鉴

30、 定 定 基因工程产品与 天然产品的功能 活性是否相同 基因工程产品与 天然产品的功能 活性是否相同 比较基因工程产 品与天然产品的 功能活性 比较基因工程产 品与天然产品的 功能活性 是否赋 予了 是否赋 予了 预期抗 性或 预期抗 性或 蛋白质 活性 蛋白质 活性 2应用2应用 (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什 么？ (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什 么？ 提示 ： 用叶片饲养棉铃虫，观察棉铃虫是否死亡。如果棉铃虫死 亡，说明抗虫基因已经表达；否则，目的基因没有表达。 提示 ： 用叶片饲养棉铃虫，观察棉铃虫是否死亡。如果棉铃虫死 亡，说明抗虫

31、基因已经表达；否则，目的基因没有表达。 (2)DNA 分子杂交的原理是碱基互补配对原则。 DNA 分子杂交可用(2)DNA 分子杂交的原理是碱基互补配对原则。 DNA 分子杂交可用 于亲子鉴定、刑事侦查、生物亲缘关系鉴定等。于亲子鉴定、刑事侦查、生物亲缘关系鉴定等。 总结升华总结升华 1目的基因的检测与鉴定1目的基因的检测与鉴定 2不同分子检测的原理、场所、探针的异同2不同分子检测的原理、场所、探针的异同 (1)原理：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 DNA，而是转基 因生物细胞内的 mRNA；进行翻译水平的检测，则是利用抗原与抗体

32、 特异性结合的原理。 (1)原理：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 DNA，而是转基 因生物细胞内的 mRNA；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。 (2)场所：不论是复制水平、转录水平还是翻译水平的检测，都 是在体外进行的。 (2)场所：不论是复制水平、转录水平还是翻译水平的检测，都 是在体外进行的。 (3)探针 ： 在 DNA 分子、 mRNA 分子水平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目的 基因的 DNA 片段。 (3)探针 ： 在 DNA 分子、 mRN

33、A 分子水平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目的 基因的 DNA 片段。 易错易混 基因工程的两个易错点易错易混 基因工程的两个易错点 (1)在基因工程的四个操作步骤中，只有第三步将目的基因导入 受体细胞不涉及碱基互补配对，其余三个步骤都涉及碱基互补配对。 (1)在基因工程的四个操作步骤中，只有第三步将目的基因导入 受体细胞不涉及碱基互补配对，其余三个步骤都涉及碱基互补配对。 (2)原核生物繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少，有利于 目的基因的复制与表达， 因此常采用大肠杆菌等原核生物作为受体细 胞。 (2)原核生物繁殖快，多为单细胞，遗传

34、物质相对较少，有利于 目的基因的复制与表达， 因此常采用大肠杆菌等原核生物作为受体细 胞。 对点演练对点演练 4下列关于目的基因检测与鉴定的叙述，错误的是( )4下列关于目的基因检测与鉴定的叙述，错误的是( ) A可以根据受体细胞是否具有某种抗性来判断受体细胞是否获 得了目的基因 A可以根据受体细胞是否具有某种抗性来判断受体细胞是否获 得了目的基因 B受体细胞必须表现出目的基因控制的特定性状，才能说明目 的基因完成了表达过程 B受体细胞必须表现出目的基因控制的特定性状，才能说明目 的基因完成了表达过程 C目的基因检测的第一步是检测目的基因是否插入到转基因生 物的染色体 DNA 上 C目的基因检

35、测的第一步是检测目的基因是否插入到转基因生 物的染色体 DNA 上 D检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作成功D检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作成功 解析：选 D 目的基因成功导入受体细胞只是基因工程操作成功 的必要一步， 标志着基因工程操作成功的是目的基因在受体细胞中成 功表达。 解析：选 D 目的基因成功导入受体细胞只是基因工程操作成功 的必要一步， 标志着基因工程操作成功的是目的基因在受体细胞中成 功表达。 1下列关于基因文库的说法，错误的是( )1下列关于基因文库的说法，错误的是( ) A可分为基因组文库和部分基因文库A可分为基因组文库和部分基因文库 BcDNA

36、 文库属于部分基因文库BcDNA 文库属于部分基因文库 C基因组文库的基因在不同物种之间均可进行基因交流C基因组文库的基因在不同物种之间均可进行基因交流 D同种生物的 cDNA 文库基因数量较基因组文库基因数量少D同种生物的 cDNA 文库基因数量较基因组文库基因数量少 解析：选 C 基因组文库只有部分基因能够在不同物种之间进行 交流。 解析：选 C 基因组文库只有部分基因能够在不同物种之间进行 交流。 2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， 只有通过检测和鉴定才能知道。 下列属于目的基因检测和鉴定 的是( ) 2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

37、性， 只有通过检测和鉴定才能知道。 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出 mRNA检测目的基因是否转录出 mRNA 检测目的基因是否翻译成蛋白质检测目的基因是否翻译成蛋白质 A BA B C DC D 解析 ： 选 C 目的基因的检测包括 ： 检测转基因生物的染色体 DNA 上是否插入了目的基因，方法是用 DNA 探针与基因组 DNA 杂交 ； 检测 目的基因是否转录出 mRNA，方法是用基因探针与 mRNA 杂交；检测目 的基因是否翻译成蛋白质，方法是进行抗原

38、抗体杂交。 解析 ： 选 C 目的基因的检测包括 ： 检测转基因生物的染色体 DNA 上是否插入了目的基因，方法是用 DNA 探针与基因组 DNA 杂交 ； 检测 目的基因是否转录出 mRNA，方法是用基因探针与 mRNA 杂交；检测目 的基因是否翻译成蛋白质，方法是进行抗原抗体杂交。 3(北京高考)为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克 隆出花色基因 C(图 1)，拟将其与质粒(图 2)重组，再借助农杆菌导 入菊花中。下列操作与实验目的不符的是( ) 3(北京高考)为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克 隆出花色基因 C(图 1)，拟将其与质粒(图 2)重组，再借助农杆菌导 入菊花中

39、。下列操作与实验目的不符的是( ) A用限制性核酸内切酶EcoR和连接酶构建重组质粒A用限制性核酸内切酶EcoR和连接酶构建重组质粒 B用含 C 基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将 C 基因导入细胞B用含 C 基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将 C 基因导入细胞 C在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞C在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞 D用分子杂交方法检测 C 基因是否整合到菊花染色体上D用分子杂交方法检测 C 基因是否整合到菊花染色体上 解析 ： 选C 目的基因C和质粒都有可被EcoR切割的酶切位点， 另外需要 DNA 连接酶将切好的目的基因和质粒连接起来 ； 愈伤组织全 能

40、性较高， 是理想的植物受体细胞， 将目的基因导入植物受体细胞的 方法通常为农杆菌转化法 ； 质粒中含有潮霉素抗性基因，因此选择培 养基中应该加入潮霉素 ； 使用分子杂交方法可检测目的基因是否整合 到受体染色体上。 解析 ： 选C 目的基因C和质粒都有可被EcoR切割的酶切位点， 另外需要 DNA 连接酶将切好的目的基因和质粒连接起来 ； 愈伤组织全 能性较高， 是理想的植物受体细胞， 将目的基因导入植物受体细胞的 方法通常为农杆菌转化法 ； 质粒中含有潮霉素抗性基因，因此选择培 养基中应该加入潮霉素 ； 使用分子杂交方法可检测目的基因是否整合 到受体染色体上。 4(全国卷)真核生物基因中通常有

41、内含子，而原核生物基因 中没有， 原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的 RNA 序列 的机制。已知在人体中基因 A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白 (简称蛋白 A)。回答下列问题： 4(全国卷)真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因 中没有， 原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的 RNA 序列 的机制。已知在人体中基因 A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白 (简称蛋白 A)。回答下列问题： (1)某同学从人的基因组文库中获得了基因 A，以大肠杆菌作为 受体细胞却未得到蛋白A，其原因是 _。 (1)某同学从人的基因组文库中获得了基因 A，以大肠杆菌作为 受体细胞却未得到蛋白

42、A，其原因是 _。 (2)若用家蚕作为表达基因 A 的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种 载 体 中 ， 不 选 用 _作 为 载 体 ， 其 原 因 是 _。 (2)若用家蚕作为表达基因 A 的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种 载 体 中 ， 不 选 用 _作 为 载 体 ， 其 原 因 是 _。 (3)若要高效地获得蛋白 A，可选用大肠杆菌作为受体。因为与 家蚕相比，大肠杆菌具有 _(答出两点即可)等优点。 (3)若要高效地获得蛋白 A，可选用大肠杆菌作为受体。因为与 家蚕相比，大肠杆菌具有 _(答出两点即可)等优点。 (4)若要检测基因 A 是否翻译出蛋白 A，可用的检测物质是 _(填“蛋白 A

43、的基因”或“蛋白 A 的抗体”)。 (4)若要检测基因 A 是否翻译出蛋白 A，可用的检测物质是 _(填“蛋白 A 的基因”或“蛋白 A 的抗体”)。 (5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明 DNA 是遗传物质做 出了重要贡献， 也可以说是基因工程的先导， 如果说他们的工作为基 因 工 程 理 论 的 建 立 提 供 了 启 示 ， 那 么 ， 这 一 启 示 是 _ _ _。 (5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明 DNA 是遗传物质做 出了重要贡献， 也可以说是基因工程的先导， 如果说他们的工作为基 因 工 程 理 论 的 建 立 提 供 了 启 示 ， 那 么 ， 这 一 启 示

44、 是 _ _ _。 解析：(1)人为真核生物，从人的基因组文库中获取的基因 A 含 有内含子， 基因 A 转录出的产物中有与内含子对应的 RNA 序列。 大肠 杆菌为原核生物， 没有真核生物所具有的切除内含子对应的 RNA 序列 的机制，因此以大肠杆菌作为受体细胞，不能切除内含子对应的 RNA 序列，无法表达出蛋白 A。(2)噬菌体和动物病毒均可作为基因工程 的载体，但它们的宿主细胞不同。题中受体为家蚕，是一种昆虫，因 此，选择昆虫病毒作为载体，噬菌体的宿主是细菌，不适合作为该实 验的载体。(3)大肠杆菌具有繁殖快、容易培养、单细胞、遗传物质 少等优点，因此，常作为基因工程的受体细胞。(4)常

45、用抗原抗体 杂交的方法检测目的基因是否表达， 故能用于检测蛋白 A 的物质为蛋 白 A 的抗体。 (5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验中， S 型菌的 DNA 转移到了 R 型菌体内， 其对基因工程理论的建立提供的启示是 DNA 可 以从一种生物个体转移到另一种生物个体。 解析：(1)人为真核生物，从人的基因组文库中获取的基因 A 含 有内含子， 基因 A 转录出的产物中有与内含子对应的 RNA 序列。 大肠 杆菌为原核生物， 没有真核生物所具有的切除内含子对应的 RNA 序列 的机制，因此以大肠杆菌作为受体细胞，不能切除内含子对应的 RNA 序列，无法表达出蛋白 A。(2)噬菌体和动物病毒均

46、可作为基因工程 的载体，但它们的宿主细胞不同。题中受体为家蚕，是一种昆虫，因 此，选择昆虫病毒作为载体，噬菌体的宿主是细菌，不适合作为该实 验的载体。(3)大肠杆菌具有繁殖快、容易培养、单细胞、遗传物质 少等优点，因此，常作为基因工程的受体细胞。(4)常用抗原抗体 杂交的方法检测目的基因是否表达， 故能用于检测蛋白 A 的物质为蛋 白 A 的抗体。 (5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验中， S 型菌的 DNA 转移到了 R 型菌体内， 其对基因工程理论的建立提供的启示是 DNA 可 以从一种生物个体转移到另一种生物个体。 答案：(1)基因 A 有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中 与内含子对应的 RNA 序列不能被切除，无法表达出蛋白 A (2)噬菌 体 噬菌体的宿主是细菌， 而不是家蚕 (3)繁殖快、 容易培养 (4) 蛋白 A 的抗体 (5)DNA 可以从一种生物个体转移到另一种生物个体 答案：(1)基因 A 有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中 与内含子对应的 RNA 序列不能被切除，无法表达出蛋白 A (2)噬菌 体 噬菌体的宿主是细菌， 而不是家蚕 (3)繁殖快、 容易培养 (4) 蛋白 A 的抗体 (5)DNA 可以从一种生物个体转移到另一种生物个体 基础题组基础题组 1下列获取目的基因的方法中需要模板链的是( )1下列获取目的基因的方法中需要模板链的是