高中生物 1.2基因工程的基本操作程序课件 新人教版选修3

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1、1.2基因工程的基本操作程序学习学习目标目标1.1.简述基因工程的原理。简述基因工程的原理。2.2.掌握基因工程基本操作程序的四个步骤。掌握基因工程基本操作程序的四个步骤。3.3.尝试设计某一转基因生物的研制过程。尝试设计某一转基因生物的研制过程。一、基因工程的四大操作步骤一、基因工程的四大操作步骤_的获取的获取_的构建的构建将目的基因导入将目的基因导入_目的基因的目的基因的_与鉴定与鉴定基因表达载体基因表达载体受体细胞受体细胞检测检测目的基因目的基因二、目的基因的获取二、目的基因的获取1.1.目的基因：目的基因：(1)(1)主要是指主要是指_的基因。的基因。(2)(2)一些具有一些具有_的因

2、子。的因子。编码蛋白质编码蛋白质调控作用调控作用2.2.获取方法：获取方法：(1)(1)从基因文库中获取。从基因文库中获取。基因组文库：含有一种生物基因组文库：含有一种生物_的基因。的基因。部分基因文库：含有一种生物的部分基因文库：含有一种生物的_基因，如基因，如cDNAcDNA文库。文库。(2)(2)利用利用PCRPCR技术扩增目的基因。技术扩增目的基因。含义：是一项在生物体外含义：是一项在生物体外_的核酸合成技术。的核酸合成技术。原理：原理：_。条件：条件：_、DNADNA模板、模板、_、四种脱氧核苷酸。、四种脱氧核苷酸。所有所有一部分一部分复制特定复制特定DNADNA片段片段DNADNA

3、双链复制双链复制引物引物TaqTaq酶酶过程。过程。a.a.目的基因目的基因DNADNA受热受热_后解链为单链后解链为单链(90(9095)95)。b._b._与单链相应互补序列结合与单链相应互补序列结合(55(5560)60)。c.c.在在_作用下进行作用下进行_(70_(7075)75)。d.d.重复循环多次。重复循环多次。结果：每次循环后目的基因的量增加一倍，即成结果：每次循环后目的基因的量增加一倍，即成_形式形式扩增扩增( (约为约为2 2n n) )。(3)(3)人工合成法。人工合成法。条件：基因比较小，条件：基因比较小，_已知。已知。方法：通过方法：通过_用化学方法直接人工合成。用

4、化学方法直接人工合成。变性变性引物引物DNADNA聚合酶聚合酶延伸延伸指数指数核苷酸序列核苷酸序列DNADNA合成仪合成仪三、基因表达载体的构建三、基因表达载体的构建核心核心1.1.构建基因表达载体的目的：构建基因表达载体的目的：(1)(1)使目的基因在使目的基因在_中稳定存在，并且可以中稳定存在，并且可以_给给下一代。下一代。(2)(2)使目的基因能够使目的基因能够_和和_。受体细胞受体细胞遗传遗传表达表达发挥作用发挥作用2.2.基因表达载体的组成：基因表达载体的组成：3.3.基因表达载体的功能：通过基因表达载体将基因表达载体的功能：通过基因表达载体将_导入导入受体细胞。受体细胞。启动子启动

5、子终止子终止子标记标记目的基因目的基因四、将目的基因导入受体细胞四、将目的基因导入受体细胞1.1.转化含义：转化含义：_进入受体细胞内，并且在受体细胞内进入受体细胞内，并且在受体细胞内_和和_的过程。的过程。2.2.转化方法：转化方法：(1)(1)导入植物细胞。导入植物细胞。最常用方法。最常用方法。_：双子叶植物或：双子叶植物或_植物。植物。其他方法。其他方法。a.a.基因枪法：基因枪法：_。b.b.花粉管通道法。花粉管通道法。目的基因目的基因维持稳定维持稳定表达表达农杆菌转化法农杆菌转化法裸子裸子单子叶植物单子叶植物(2)(2)导入动物细胞。导入动物细胞。常用方法：常用方法：_技术。技术。常

6、用受体细胞：常用受体细胞：_。(3)(3)导入微生物细胞。导入微生物细胞。方法。方法。a.a.用用_处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNADNA分分子的生理状态子的生理状态( (这种细胞称为这种细胞称为_)_)。b.b.感受态细胞吸收感受态细胞吸收_。受体细胞：原核细胞受体细胞：原核细胞( (使用最广泛的是大肠杆菌使用最广泛的是大肠杆菌) )。原核生物的特点：繁殖快、多为单细胞、原核生物的特点：繁殖快、多为单细胞、_等。等。显微注射显微注射受精卵受精卵CaCa2+2+感受态细胞感受态细胞重组表达载体重组表达载体DNADNA分子分子遗传物质相对较少

7、遗传物质相对较少五、目的基因的检测与鉴定五、目的基因的检测与鉴定1.1.分子水平检测：分子水平检测：检测目标与其采用的检测方法检测目标与其采用的检测方法( (连线连线) )2.2.个体生物学水平鉴定：接种法、产物功能活性比较法。个体生物学水平鉴定：接种法、产物功能活性比较法。【微点拨【微点拨】1.1.为什么说并不是所有目的基因都可以从基因文库中获得？为什么说并不是所有目的基因都可以从基因文库中获得？提示：提示：自然界中不存在、需人工合成的目的基因，不能从基因自然界中不存在、需人工合成的目的基因，不能从基因文库中获得。文库中获得。2.PCR2.PCR技术中，为什么模板技术中，为什么模板DNADN

8、A中中A A与与T T碱基对比例越高，解链温碱基对比例越高，解链温度相对越低？度相对越低？提示：提示：DNADNA分子中分子中A A与与T T之间有之间有2 2个氢键，个氢键，G G与与C C之间有之间有3 3个氢键，个氢键，所以模板所以模板DNADNA中中A A与与T T碱基对越多，形成的氢键相对越少，解链碱基对越多，形成的氢键相对越少，解链需要的温度相对越低。需要的温度相对越低。3.3.基因表达载体中标记基因的作用是什么？基因表达载体中标记基因的作用是什么？提示：提示：鉴别、筛选含有目的基因的受体细胞。鉴别、筛选含有目的基因的受体细胞。4.4.将目的基因导入受体细胞的步骤中，导入的是基因表

9、达载体将目的基因导入受体细胞的步骤中，导入的是基因表达载体而不是单独的目的基因，为什么？而不是单独的目的基因，为什么？提示：提示：单独的目的基因不能在受体细胞内稳定存在和表达，也单独的目的基因不能在受体细胞内稳定存在和表达，也不能遗传给下一代。不能遗传给下一代。5.5.基因工程的四个步骤中，都涉及碱基互补配对吗？为什么？基因工程的四个步骤中，都涉及碱基互补配对吗？为什么？提示：提示：不是。不是。“将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞”不涉及，其他不涉及，其他3 3个个步骤都涉及碱基互补配对。步骤都涉及碱基互补配对。1.1.下列对目的基因获取的理解，不正确的是下列对目的基因获取的理解，不

10、正确的是( () )A.A.目的基因可以从自然界中分离，也可以人工合成目的基因可以从自然界中分离，也可以人工合成B.B.目的基因主要指编码蛋白质的基因目的基因主要指编码蛋白质的基因C.C.基因文库就是基因组文库基因文库就是基因组文库D.cDNAD.cDNA文库只含有某种生物的一部分基因文库只含有某种生物的一部分基因【解析【解析】选选C C。目的基因可以从自然界中已有的物种中分离出。目的基因可以从自然界中已有的物种中分离出来，也可以人工合成。目的基因主要指编码蛋白质的基因。基来，也可以人工合成。目的基因主要指编码蛋白质的基因。基因文库分为基因组文库和部分基因文库，因文库分为基因组文库和部分基因文

11、库，cDNAcDNA文库是部分基因文库是部分基因文库。文库。2.2.在基因工程技术中，需要用到在基因工程技术中，需要用到CaClCaCl2 2处理的环节是处理的环节是( () )A.A.目的基因的提取和导入目的基因的提取和导入B.B.目的基因与载体结合目的基因与载体结合C.C.将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞D.D.目的基因的检测与表达目的基因的检测与表达【解析【解析】选选C C。将目的基因导入原核生物受体细胞时，首先用。将目的基因导入原核生物受体细胞时，首先用CaCa2+2+处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNADNA分子的生分子的

12、生理状态，然后在一定条件下促进感受态细胞吸收理状态，然后在一定条件下促进感受态细胞吸收DNADNA分子，完分子，完成转化。成转化。3.3.在基因工程的操作过程中，获得重组质粒不需要在基因工程的操作过程中，获得重组质粒不需要( () )DNADNA连接酶连接酶 同一种限制酶同一种限制酶RNARNA聚合酶聚合酶 具有标记基因的质粒具有标记基因的质粒目的基因目的基因 4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸A.A. B.B.C.C. D.D.【解析【解析】选选A A。在基因工程的操作过程中，需要用同一种限制。在基因工程的操作过程中，需要用同一种限制酶切割目的基因与载体，并用酶切割目的基因与载体，并用DNADN

13、A连接酶将两者的黏性末端连接酶将两者的黏性末端( (或或平末端平末端) )连接起来，所选择的质粒必须具有标记基因，以便进连接起来，所选择的质粒必须具有标记基因，以便进行目的基因的检测。行目的基因的检测。4.4.下列有关基因表达载体的构建的说法不正确的是下列有关基因表达载体的构建的说法不正确的是( () )A.A.基因表达载体的构建是实施基因工程的核心基因表达载体的构建是实施基因工程的核心B.B.构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，同时使其能够表达和发挥作用在，可以遗传给下一代，同时使其能够表达和发挥作用C

14、.C.启动子存在于基因的编码区，是启动子存在于基因的编码区，是RNARNA聚合酶识别和结合的部聚合酶识别和结合的部位，能驱动转录位，能驱动转录D.D.标记基因的作用是鉴定受体细胞中是否含有目的基因标记基因的作用是鉴定受体细胞中是否含有目的基因【解析【解析】选选C C。基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，。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；构建基因表达载体的目的是使目的基因也是基因工程的核心；构建基因表达载体的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；启动

15、子存在于基因的非编码区，的基因能够表达和发挥作用；启动子存在于基因的非编码区，是是RNARNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录，聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录，最终翻译出蛋白质；载体上的标记基因的作用是鉴定受体细胞最终翻译出蛋白质；载体上的标记基因的作用是鉴定受体细胞中是否含有目的基因。所以只有中是否含有目的基因。所以只有C C项是错误的。项是错误的。5.5.检测转基因生物染色体检测转基因生物染色体DNADNA上是否插入了目的基因的常用方上是否插入了目的基因的常用方法是法是( () )A.DNAA.DNA分子杂交技术分子杂交技术 B.B.荧光分子标记技术荧光分子标

16、记技术C.C.放射性同位素标记技术放射性同位素标记技术D.D.显微注射技术显微注射技术【解析【解析】选选A A。检测目的基因常采用。检测目的基因常采用DNADNA分子杂交技术，即在含分子杂交技术，即在含有目的基因的有目的基因的DNADNA片段上用放射性同位素等进行标记，以此作片段上用放射性同位素等进行标记，以此作为探针，并使探针与基因组为探针，并使探针与基因组DNADNA杂交，若显示出杂交带，则表杂交，若显示出杂交带，则表明目的基因已插入染色体明目的基因已插入染色体DNADNA中。中。6.6.以下有关基因工程的叙述，正确的是以下有关基因工程的叙述，正确的是( () )A.A.利用利用PCRPC

17、R技术可以大量扩增目的基因技术可以大量扩增目的基因B.B.目的基因导入受体细胞最常用的方法是农杆菌转化法目的基因导入受体细胞最常用的方法是农杆菌转化法C.C.用同一种限制酶分别切割载体和目的基因的目的是能够产生用同一种限制酶分别切割载体和目的基因的目的是能够产生不同的黏性末端不同的黏性末端D.D.利用载体上标记基因的相关特性就可检测出目的基因已导入利用载体上标记基因的相关特性就可检测出目的基因已导入受体细胞并成功表达受体细胞并成功表达【解析【解析】选选A A。PCRPCR是一种体外迅速扩增是一种体外迅速扩增DNADNA片段的技术。农杆片段的技术。农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法

18、；用同一种菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法；用同一种限制酶分别切割载体和目的基因的目的是能够产生相同的黏性限制酶分别切割载体和目的基因的目的是能够产生相同的黏性末端，便于两者连接；利用载体上标记基因的相关特性就可检末端，便于两者连接；利用载体上标记基因的相关特性就可检测出目的基因已导入受体细胞，但不能确定目的基因是否得以测出目的基因已导入受体细胞，但不能确定目的基因是否得以表达。表达。一、获取目的基因及基因表达载体的构建一、获取目的基因及基因表达载体的构建1.cDNA1.cDNA文库与基因组文库的主要区别：文库与基因组文库的主要区别：文库类型文库类型cDNAcDNA文库文库基因组文

19、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部分某种生物的部分基因基因某种生物的全部基某种生物的全部基因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2.2.获取目的基因的方法比较：获取目的基因的方法比较：(1)(1)过程比较。过程比较。基因组文库：基因组文库：供体生物供体生物 全部全部DNA DNADNA DNA片段片段 受体菌群受体菌群 目的基因目的基因cDNAcDNA文库：文库：供体生物供体生物 mRNA cDNAmRNA cDNA 受体菌群受体菌群目的基因目的基因PCRPCR技术：技术

20、：目的基因目的基因 单链单链DNA DNA 双链双链DNA DNA 大量目的基因大量目的基因人工合成：人工合成：蛋白质的蛋白质的氨基酸序列氨基酸序列目的目的基因基因 DNADNA核苷酸序列核苷酸序列 mRNAmRNA核苷酸序列核苷酸序列(2)(2)四种方法的比较：四种方法的比较：方方法法基因文库的构建基因文库的构建PCRPCR技术技术扩增扩增人工合成人工合成基因组基因组文库文库部分基因文库部分基因文库( (如如cDNAcDNA文库文库) )优优点点操作简操作简单单专一性专一性可在短时间可在短时间内大量扩增内大量扩增目的基因目的基因专一性强，可专一性强，可产生自然界中产生自然界中不存在的新基不存

21、在的新基因因缺缺点点工作量工作量大、盲大、盲目性大、目性大、专一性专一性差差操作过程较麻操作过程较麻烦，技术要求烦，技术要求过高过高需要严格控需要严格控制温度，技制温度，技术要求高术要求高适用范围小适用范围小3.3.基因表达载体的构建：基因表达载体的构建：(1)(1)组成组成 位置：基因的首端位置：基因的首端功能：是功能：是RNARNA聚合酶识别和结合的部位，聚合酶识别和结合的部位， 驱动基因转录出驱动基因转录出mRNAmRNA位置：基因的尾端位置：基因的尾端功能：终止转录功能：终止转录目的基因目的基因启动子启动子终止子终止子标记基因：鉴别受体细胞中是否含有目的基因标记基因：鉴别受体细胞中是否

22、含有目的基因(2)(2)构建方法：构建方法：【易错提醒【易错提醒】启动子和终止子、起始密码子与终止密码子的区别启动子和终止子、起始密码子与终止密码子的区别(1)(1)启动子和终止子都在启动子和终止子都在DNADNA上，在遗传信息转录时起作用。启上，在遗传信息转录时起作用。启动子是启动转录的开始，终止子是动子是启动转录的开始，终止子是DNADNA分子上决定转录停止的分子上决定转录停止的一段一段DNADNA序列，其组成单位都是脱氧核苷酸。序列，其组成单位都是脱氧核苷酸。(2)(2)起始密码子和终止密码子都是起始密码子和终止密码子都是mRNAmRNA上三个相邻碱基。起始上三个相邻碱基。起始密码子决定

23、翻译的开始，终止密码子决定翻译的停止。密码子决定翻译的开始，终止密码子决定翻译的停止。1.(20121.(2012浙江高考浙江高考) )天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因制蓝色色素合成的基因B B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因知的基因B B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是是( () )A.A.提取矮牵牛蓝色花的提取矮牵牛蓝色花的mRNAmRNA，经反转录获得互补的，经反转录获得互补的DNADNA，再扩，再扩增基因增基因B BB.B.利用限

24、制酶从开蓝色花的矮牵牛的基因文库中获取基因利用限制酶从开蓝色花的矮牵牛的基因文库中获取基因B BC.C.利用利用DNADNA聚合酶将基因聚合酶将基因B B与质粒连接后导入玫瑰细胞与质粒连接后导入玫瑰细胞D.D.将基因将基因B B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞【解题关键【解题关键】明确获取目的基因的方法、基因工程的工具及基明确获取目的基因的方法、基因工程的工具及基因工程操作的基本步骤。因工程操作的基本步骤。【解析【解析】选选A A。由题意知：控制蓝色色素合成的基因。由题意知：控制蓝色色素合成的基因B B是目的基是目的基因，提取矮牵牛蓝色花的因，提

25、取矮牵牛蓝色花的mRNAmRNA，经反转录获得互补的，经反转录获得互补的DNADNA，再，再扩增基因扩增基因B B，然后导入天然的玫瑰细胞中，经培育该受体细胞，然后导入天然的玫瑰细胞中，经培育该受体细胞即能获得蓝玫瑰，故选项即能获得蓝玫瑰，故选项A A正确。限制酶用于切割目的基因而正确。限制酶用于切割目的基因而不是获取目的基因；将目的基因不是获取目的基因；将目的基因B B与质粒连接需用与质粒连接需用DNADNA连接酶，连接酶，而不是而不是DNADNA聚合酶；基因聚合酶；基因B B需与质粒连接形成基因表达载体再导需与质粒连接形成基因表达载体再导入农杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞，而不能将基因入农杆

26、菌，然后感染并转入玫瑰细胞，而不能将基因B B直接导直接导入大肠杆菌。入大肠杆菌。2.(20142.(2014聊城高二检测聊城高二检测) )下列关于基因表达载体的构建描述错下列关于基因表达载体的构建描述错误的是误的是( () )A.A.基因表达载体的构建是基因工程的核心基因表达载体的构建是基因工程的核心B.B.基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子、标记基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分基因等部分C.C.目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因D.D.构建的基因表达载体都是相同的构建的基因表达载体都是相同的【解题关键【解题关键

27、】解答本题需要明确以下两点：解答本题需要明确以下两点：(1)(1)基因表达载体的组成；基因表达载体的组成；(2)(2)构建基因表达载体的目的、方法。构建基因表达载体的目的、方法。【解析【解析】选选D D。基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，。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；一个基因表达载体的组成，除目的基因也是基因工程的核心；一个基因表达载体的组成，除目的基因外，还必须具有启动子、终止子、标记基因等部分；目的基因外，还必须具有启动子、终止子、标记基因等部分；目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因；由于受体细胞不同，基因表主要是指编码蛋白质的结构基因；由于受体细

28、胞不同，基因表达载体也会有差别，不可能都是相同的。达载体也会有差别，不可能都是相同的。【变式备选【变式备选】下列属于获取目的基因的方法的是下列属于获取目的基因的方法的是( () )利用利用mRNAmRNA反转录形成反转录形成从基因组文库中提取从基因组文库中提取从受体细胞中提取从受体细胞中提取利用利用PCRPCR技术合成技术合成利用利用DNADNA转录形成转录形成人工合成人工合成A.A. B. B.C.C. D. D.【解析【解析】选选D D。目的基因的获取可以从基因文库中提取，也可。目的基因的获取可以从基因文库中提取，也可以用以用mRNAmRNA反转录形成反转录形成DNADNA的一条链，然后合

29、成的一条链，然后合成DNADNA分子；对于一分子；对于一些已知一段核苷酸序列的目的基因，可用些已知一段核苷酸序列的目的基因，可用PCRPCR技术扩增合成；技术扩增合成；对于一些短小而无模板且已知核苷酸序列的目的基因可用人工对于一些短小而无模板且已知核苷酸序列的目的基因可用人工合成法。受体细胞是目的基因表达的场所，不能从中提取目的合成法。受体细胞是目的基因表达的场所，不能从中提取目的基因；基因；DNADNA转录出的是转录出的是RNARNA，不能得到目的基因。，不能得到目的基因。二、目的基因导入受体细胞及检测与鉴定二、目的基因导入受体细胞及检测与鉴定1.1.目的基因导入受体细胞的常用方法：目的基因

30、导入受体细胞的常用方法：受体细受体细胞种类胞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方法常用方法农杆菌转化法农杆菌转化法显微注射法显微注射法CaCa2+2+处理法处理法受体细胞受体细胞体细胞体细胞受精卵受精卵原核细胞原核细胞转化过程转化过程目的基因插入目的基因插入TiTi质粒的质粒的T-DNAT-DNA上上导入植物导入植物细胞细胞整合到整合到受体细胞染色受体细胞染色体的体的DNADNA上上表表达达目的基因表达目的基因表达载体的提纯载体的提纯取卵取卵显微注显微注射射受精卵发受精卵发育育获得具有获得具有新性状的动物新性状的动物CaCa2+2+处理细胞处理细胞感受态细胞，感受态细

31、胞，表达载体与感表达载体与感受态细胞混合受态细胞混合感受态细胞感受态细胞吸收吸收DNADNA分子分子2.2.农杆菌转化法分析：农杆菌转化法分析：(1)(1)完成基因表达载体的构建，需要限制性核酸内切酶和完成基因表达载体的构建，需要限制性核酸内切酶和DNADNA连连接酶。接酶。(2)(2)重组的基因表达载体重组的基因表达载体( (重组质粒重组质粒) )导入农杆菌的常用方法是导入农杆菌的常用方法是用用CaCa2+2+处理。处理。(3)(3)目的基因能够在受体细胞内稳定维持和表达的关键是目的目的基因能够在受体细胞内稳定维持和表达的关键是目的基因插入受体细胞染色体基因插入受体细胞染色体DNADNA上。

32、上。(4)(4)由受体细胞形成植株需要用到植物组织培养技术。由受体细胞形成植株需要用到植物组织培养技术。3.3.目的基因检测与鉴定的方法比较：目的基因检测与鉴定的方法比较：类型类型步骤步骤检测内容检测内容方法方法判断指标判断指标分分子子检检测测第一步第一步目的基因是否目的基因是否导入受体细胞导入受体细胞DNADNA分子杂交分子杂交技术技术(DNA(DNA与与DNADNA之间之间) )是否显示是否显示出杂交带出杂交带第二步第二步目的基因是目的基因是否转录出否转录出mRNAmRNA分子杂交技分子杂交技术术(DNA(DNA与与mRNAmRNA之间之间) )第三步第三步目的基因是否目的基因是否翻译成蛋

33、白质翻译成蛋白质抗原抗原抗抗体杂交体杂交类型类型步骤步骤检测内容检测内容方法方法判断指标判断指标个体生物学个体生物学水平的鉴定水平的鉴定确定是否具有确定是否具有抗性及抗性程度抗性及抗性程度确定转基因产确定转基因产品与天然产品的品与天然产品的功能活性是否相功能活性是否相同同抗虫或抗病抗虫或抗病的接种实验的接种实验基因工程产基因工程产品与天然产品品与天然产品的功能进行活的功能进行活性比较性比较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【易错提醒【易错提醒】关于不同分子检测的原理、场所、探针的异同关于不同分子检测的原理、场所、探针的异同(1)(1)原理：进行转录水平的检测原理与复制

34、水平的检测原理是原理：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相似的，只是被检测的物质不再是转基因生物的基因组DNADNA，而是转基因生物的细胞内的而是转基因生物的细胞内的mRNAmRNA；进行翻译水平的检测，则是；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。利用抗原与抗体特异性结合的原理。(2)(2)场所：不论是复制水平、转录水平还是翻译水平的检测，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。都是在体外进行的。(3)(3)探针：在探针：在DNADNA分子、分子、mRNAmRNA分子上检测目的基因是否插入、

35、目分子上检测目的基因是否插入、目的基因是否转录时，用的探针都是放射性同位素等标记的含有的基因是否转录时，用的探针都是放射性同位素等标记的含有目的基因的目的基因的DNADNA片段。片段。1.(20131.(2013新课标全国卷新课标全国卷改编改编) )阅读如下资料：阅读如下资料：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的的“超级小鼠超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。回答下列问题：回答下列问题：(1)(1)将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用将基因表达载体导入小鼠的受精卵

36、中常用 法。法。(2)(2)构建基因表达载体常用的工具酶是构建基因表达载体常用的工具酶是 和和。(3)(3)在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是作用是。【解题关键【解题关键】解答本题需明确目的基因导入受体细胞的常用方解答本题需明确目的基因导入受体细胞的常用方法：法：(1)(1)动物基因工程：显微注射法。动物基因工程：显微注射法。(2)(2)植物基因工程：农杆菌转化法。植物基因工程：农杆菌转化法。【解析【解析】(1)(1)将基因表达载体导入动物受精卵常用的方法是显将基因表达载体导入动物受精卵常用的方法是显微注射法。微注射法。(

37、2)(2)构建基因表达载体常用的工具酶是限制性核酸构建基因表达载体常用的工具酶是限制性核酸内切酶和内切酶和DNADNA连接酶。连接酶。(3)(3)在培育转基因植物时常用农杆菌转化在培育转基因植物时常用农杆菌转化法，因为农杆菌能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物。法，因为农杆菌能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物。答案：答案：(1)(1)显微注射显微注射(2)(2)限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶DNADNA连接酶连接酶(3)(3)农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中2.(20112.(2011海南高考改编海南高考改编) )回答有关基因工程

38、的问题：回答有关基因工程的问题：(1)(1)构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNADNA后，后，可能产生黏性末端，也可能产生可能产生黏性末端，也可能产生 末端。若末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生择能使二者产生( (相同、不同相同、不同) )黏性末端的限制酶。黏性末端的限制酶。(2)(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是岛素基因及其启

39、动子等，其中启动子的作用是 。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了检测胰岛素基因是否转录出了mRNAmRNA，可用标记的胰岛素基因片，可用标记的胰岛素基因片段作探针与段作探针与mRNAmRNA杂交，该杂交技术称为杂交，该杂交技术称为。为了。为了检测胰岛素基因转录的检测胰岛素基因转录的mRNAmRNA是否翻译成是否翻译成，常用抗原常用抗原抗体杂交技术。抗体杂交技术。【解题关键【解题关键】本题考查基因工程的基本工具和操作过程，解答本题考查基因工程的基本工具和操作过程，

40、解答本题时应明确以下两点：本题时应明确以下两点：(1)(1)明确基因工程的基本工具中限制酶和明确基因工程的基本工具中限制酶和DNADNA连接酶的作用特点，连接酶的作用特点，理解载体的结构组成和各组分的作用。理解载体的结构组成和各组分的作用。(2)(2)理解基因工程的操作过程，将目的基因导入受体细胞后还理解基因工程的操作过程，将目的基因导入受体细胞后还需要进一步检测和鉴定目的基因是否成功表达。需要进一步检测和鉴定目的基因是否成功表达。【解析【解析】(1)(1)限制酶切割产生两种末端：黏性末端和平末端。限制酶切割产生两种末端：黏性末端和平末端。若用若用DNADNA连接酶连接两个末端，两个末端必须是

41、相同的。连接酶连接两个末端，两个末端必须是相同的。(2)(2)基因工程检测的方法：检测目的基因是否导入，使用基因工程检测的方法：检测目的基因是否导入，使用DNADNA分分子杂交技术；检测目的基因是否转录，使用分子杂交技术；检子杂交技术；检测目的基因是否转录，使用分子杂交技术；检测是否形成蛋白质，使用抗原测是否形成蛋白质，使用抗原抗体杂交技术。抗体杂交技术。答案：答案：(1)(1)平相同平相同(2)RNA(2)RNA聚合酶识别和结合的部位聚合酶识别和结合的部位CaCa2+2+分子杂交技术蛋白质分子杂交技术蛋白质【互动探究【互动探究】题题1 1怎样检测牛生长激素基因是否导入小鼠受精怎样检测牛生长激

42、素基因是否导入小鼠受精卵中？卵中？提示：提示：(1)(1)制备含有牛生长激素基因的分子探针。制备含有牛生长激素基因的分子探针。(2)(2)提取小鼠的基因组提取小鼠的基因组DNADNA。(3)(3)使分子探针与基因组使分子探针与基因组DNADNA杂交。杂交。(4)(4)若出现杂交带，说明已导入；否则，未导入。若出现杂交带，说明已导入；否则，未导入。【方法规律【方法规律】解答基因工程基本操作程序题目的一般步骤解答基因工程基本操作程序题目的一般步骤三辨、三找、一析、一理三辨、三找、一析、一理(1)(1)三辨：分辨限制酶的种类及识别序列和切割位点。在切割三辨：分辨限制酶的种类及识别序列和切割位点。在切

43、割目的基因和载体时，一般用同一种限制酶切割，也可用不同的目的基因和载体时，一般用同一种限制酶切割，也可用不同的限制酶切割，但两种限制酶切割后产生的黏性末端中碱基要互限制酶切割，但两种限制酶切割后产生的黏性末端中碱基要互补配对。补配对。(2)(2)三找：找出标记基因、目的基因及其插入位点。一般来说，三找：找出标记基因、目的基因及其插入位点。一般来说，质粒中至少有一个标记基因，如抗生素抗性基因。明确目的基质粒中至少有一个标记基因，如抗生素抗性基因。明确目的基因的插入位点是在标记基因内部还是在标记基因之外。因的插入位点是在标记基因内部还是在标记基因之外。(3)(3)一析：分析目的基因插入质粒后是否破

44、坏了标记基因。如一析：分析目的基因插入质粒后是否破坏了标记基因。如果质粒中有一个标记基因，插入后一般不破坏标记基因；如果果质粒中有一个标记基因，插入后一般不破坏标记基因；如果质粒中有两个标记基因，则需看标记基因中是否有插入位点，质粒中有两个标记基因，则需看标记基因中是否有插入位点，如果某一标记基因中有插入位点，则目的基因插入质粒后该标如果某一标记基因中有插入位点，则目的基因插入质粒后该标记基因被破坏。记基因被破坏。(4)(4)一理：理清判断目的基因是否导入受体细胞的方法。一理：理清判断目的基因是否导入受体细胞的方法。一般用含有某种抗生素的培养基培养受体菌，如果有两种抗生一般用含有某种抗生素的培养基培养受体菌，如果有两种抗生素抗性基因，还需判断用哪一种抗生素来检测。素抗性基因，还需判断用哪一种抗生素来检测。