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河北省迁安一中高二生物 操作程序学案 新人教版


河北省迁安一中高二生物 操作程序学案 新人教版

例1

构建基因组 DNA 文库时,首先雷分离细胞的 B、线粒体 DNA C、总 mRNA

( D、tRNA



A、染色体 DNA

例 2.下列获取目的基因的方法中需要模板的是( ) 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 ③反转录法 ④通过 DNA 合成仪利用化学方法人工合成 DNA A.①②③④ B.①②③ C.②③④ D.②③ 【小结】获得目的基因的方法:

【变式】 1 下图为利用生物技术获得 生物新品种的过程,据图回答:

(1)在基因工程中,A→B 为________技术,利用的原理是________,其中①为________ 过程。 (2)B→C 为抗虫棉的培育过程, 其中③过程常用的方法是____ ____。 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,请写出在个 体生物学水平上的鉴定过程: _____________________________________________________________ ___________ 例3 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 EcoRⅠ、 R R Bam HⅠ的酶切位点,amp 为青霉素抗性基因,tet 为四环素抗性基因,P 为启动 子,T 为终止子,ori 为复制 原点。已知目的基因的两端分别有包括 EcoRⅠ、Bam HⅠ在内的多种酶的酶切位点。据图回答: (1)将含有目的基因的 DNA 与质粒表达载体分别用 EcoRI 酶切, 酶切产物用 DNA 连 接酶进行连接后,其中由两个 DNA 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,需要对 这些连接产物进行 ___ _____。 (2 )用上述 3 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 __________________ ______;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___________

1

(3)目的基因表达时, RNA 聚合酶识别和结合的位点是________________, 其合成的产物 是________________。 (4)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,酶切时应选用的酶是_______________________。 【合作探究】启动子和起始密码子相同吗?终止子和终止密码子相同吗?

【变式】2 下列哪项不 是基因表达载体的组成部分( .

)

A.启动子 B.终止密码 C.标记基因 D.复制原点 3 日本下村修、 美国沙尔菲和钱永健因在发现绿色荧光蛋白(GFP)等研究方面作出突出贡 献,获得 2008 年度诺贝尔化学奖。GFP 在紫外光的照射下会发出绿色荧光。依据 GFP 的特性,你认为该蛋白在生物工程中的应用价值是( ) A.作为标记基因,研究基因的表达 B.作为标记蛋白,研究细 胞的转移 C.注入肌肉细胞,繁殖发光小白鼠 D.标记噬菌体外壳,示踪 DNA 路径 【巩固提升】 1 某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因 a,通过基因工程的方法,将基因 a 与载体结合后导入马铃薯植株中,经检测发现 Amy 在成熟块茎细胞中存在。下列有关这 一过程的叙述不 正确的是 . A.获取基因 a 的限制酶的作用部位是图中的① B .连接基因 a 与载体的 DNA 连接酶的作用部位是图中的② C. 基因 a 进入 马铃薯细胞后, 可随马铃薯 DNA 分子的复制而复制, 传给子代细胞 D.通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状 2.人们试图利用基因工程的方法,用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。生产流程 是: ① ② ③ ④ 甲生物的蛋白质― →mRNA― ― →目的基因― ― →与质粒 DNA 重组― ― →导入乙细胞― ― →获 得甲生物的蛋白质下列说法正确的是( ) A.①过程需要的酶是逆转录酶,原料是 A、U、G、C B.②要用限制性内切 酶 切断质粒 DNA,再用 DNA 连接酶将目的基因与质粒连接在一起 C .如果受体细胞是动物细胞,③过程可用农杆菌转化法 D.④过程中用的原料不含有 A、U、G、C 3 、萤火虫能发光是因为萤火虫体内可以通过荧光素酶催化的系列反应所产生的现象。 如果荧光素酶存在于植物体内,也能使植物体发光,一直以来荧光素酶的唯一来源是从 萤火虫腹部提取的。 但加利福尼亚大学的一 组科学家成功地通过基因工程实现了将荧光 素酶基因导入到大肠杆菌体内,并在大肠杆菌体内生产荧光素酶。请你根据已知的知识 回答下列有关问题: (1)提取目的基因 通常有两种途径,提取该目的基因的方法最可能的途径是_________ (2)在该过程中需要多种酶的参与,其中包括________________ 等。 (3)下列可作为受体细胞的生物有(多选)( ) A.土壤农杆菌 B.结核杆菌 C.噬菌体 D.枯草杆菌 (4)在此转基因工程中,是由质粒承担运载体的。 在将体外重组 DNA 插入大肠杆菌体内 之前通常要用________处理大肠杆 菌,目的是________________________________ (5)由于荧光素酶的特殊作用,人们一直设想将其基因作为实验工具,将它和某一基因 连接在一起导入植物 体内, 如固氮基因连接在一起导入植物体内, 判断固氮基因是否导 入的方法是 (6) 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

2

________________________ 基因工程的基本操作程序 课时作业 1、下列关于基因表达载体构建的相关叙述,不 正确的是( ) . A.需要限制酶和 DNA 连接酶 B.必须在细胞内进行 C.抗生素抗性基因可作为标记基因 D.启动子位于目的基因 的首端 2、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.工具酶、目的基因、运载体、受体细胞 B.重组 DNA、RNA 聚合酶、内切酶、 连接酶 C.模板 DNA、信使 RNA、质粒、受体细胞 D.目的基因、限制性内切酶、运载体、 体细胞 3.聚合酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增 DNA 片段的技术。PCR 过程一般经历下述 30 多次循环:95℃下使模板 DNA 变性、解链→55 ℃下复性 ( 引物与 DNA 模板链结 合)→72 ℃下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关 PCR 过程的叙述中不 正确 . 的是( ) A.变性过程中破坏的是 DNA 分子内碱基对之间的氢键,也可利用解旋酶实现 B.复性过 程中引物与 DNA 模板链的结合 是依靠碱基互补配对原则完成 C.延伸 过程中需要 DNA 聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸 D.PCR 与细胞内 DNA 复制相比所需酶的最适温度较高 4、我国中科院上海生化所合成了一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的 药物——脑啡肽多糖(类似于人体中的糖蛋白)。 在人体细胞中糖蛋白必须经过内质网和 高尔基体的进一步加工才能形成。 如果要采用基因工程和发酵工程技术让微生物来生产 脑啡肽多糖,应该用下列哪种微生物作受体细胞( ) A.大肠杆菌 B.酵母菌 C.T4 噬菌体 D.大肠杆菌质粒 5、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究 出一种可大大提高基因表达水平的新方法, 使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高了 30 多倍, 标志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。以下与此有关的叙 述中,正确的是( ) A.人白蛋白基因开始转录时,在 DNA 聚合酶的作用下以 DNA 分子的一条链为模板合成 mRNA B.所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛 的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因 C.人们只能在转基因牛的乳汁中获取到人白蛋白,是因为人白蛋白基因只在转基因牛 的乳腺细胞中是纯合的,在其他细胞中则是杂合的 D.如果人白蛋白基因的序列是已知的,可以用化学方 法合成该目的基因 6、PCR 技术扩增 DNA,需要的条件是( ) ①目的基因 ②引物 ③四种脱氧核苷酸 ④耐高温的 DNA 聚合酶 ⑤mRNA ⑥核糖体 ⑦能量 A . ②③④⑤⑥ B . ①③④⑦ C . ①②③⑤⑥ D.①②③④⑦ 7、下列关于基因表达载体 的构建描述错误的是( ) A.基因表达载体的构建是基因工程的核心 B.基因表达载体的构建包括目的基因、启动子、终止子、标记基因 等部分 C.目的基因就是指编码蛋白质的结构基因 D.构建的基因表达载体都是相 同的 8、基因工程中科学家常采用细菌、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.繁殖速度快 C.遗传物质含量少、简单 D.性状稳定,变异少

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9、下列关于目的基因导入受体细胞的描述不 正确的是( .

)

A.基因枪法导入植物体细胞的方法比较经济有效 B.显微注射技术是转基因动物中采 用最多的方法 C.大肠杆菌最常用的转化方法是:使细胞的生理状态发生改变 D.农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法 10、在基因工程的 操作过程中,获得重组质粒不 需要( ) . ①DNA 连接酶 ②同一种限制酶 ③RNA 聚合酶 ④具有标记基因的质粒 ⑤目的基因 ⑥4 种脱氧核苷酸 A.③⑥ B.②④ C.①⑤ D.①②④ 11、 下列有关 PCR 技术的叙述正确的是 A.作为模板的 DNA 序列必须不断的加进每一次的扩增当中 B.作为引物的脱氧核苷酸序列必须不断的加进每一次的扩增当中 C.反应需要的 DNA 聚合酶必须不断的 加进反应当中 D.反应需要的 DNA 连接酶必须不断的加进反应当中 12、下列关于基因工程的叙述,错误的是( ) A.目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物 B.限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶是两类常用的工具酶 C.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性 D.载体上的抗性基因有利于筛选含重组 DNA 的细胞和促进目的基因的表达 13、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 14、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: 限制酶 BamH I Hind Ⅲ EcoR I Sma I 识别序 列及切 割位点
↓ ↓ ↓ ↓

GGATCC CCTAGG ↑

AAGCTT TTCGAA ↑

GAATTC CTTAAG ↑

CCCGGG GGGC CC ↑

(1)一个图 l 所示的质粒分子经 Sma Ⅰ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 S ma Ⅰ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 Sma Ⅰ 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

4

的基因表达的初步检测。 学案答案变式 解析:在基因工程中,A→B 为 DNA 扩增过程,又称 PCR 技术,利用的 原理是 DNA 分子复制,其中①为解旋过程;B→C 为抗虫棉培育过程,③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。

. 课时作业 BACBD DDBAA BDC 14、答案:(1)0、2 (2)高 (3)Sma Ⅰ会破坏质粒的抗性基因和外源 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)鉴定和筛选含有目的基因的细胞 (7)蔗糖为惟一含碳营养物质

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