1.2基因工程的基本操作讲解学习

1.2基因工程的基本

操作

1.2基因工程的基本操作程序

一、教材分析

《基因工程的基本操作程序》是人教版选修3专题1基因工程中第2节内容，本节是《基因工程》专题的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》一节，下接《基因工程的应用》。

对于基因工程，学生接触得很少，文字描述中会感到抽象，为此，教材中采用形象化得呈现方式简述了基因工程基本操作程序的四个步骤。例如，基因文库中把基因组文库比作国家图书馆，而把cDNA文库比作某市图书馆，这样便于学生理解和掌握。此外，在教材处理中还呈现主干，割舍枝杈，将非主干内容以《生物技术资料卡》、《拓展视野》等方式呈现，做到有主有次。二、学情分析

学生经过上一节的学习已经掌握DNA重组技术所需三种基本工具的作用及基因工程载体所需条件等知识，具备学习基因工程的基本操作程序一节的基础；而且经过一年必修教材的学习，学生的生物基础知识较扎实，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。但基因工程一节对学生来说难点较多，如果处理不好，会变成简单的死记硬背。因此在教学过程中，应在教师引导下适时加强学生解决问题和运用概念图等生物学语言归纳结论等方面的能力。

三、教学目标

知识与技能：

1.简述基础理论研究和技术进步催化了基因工程

2.简述基因工程的原理和基本步骤

能力目标

1.学会运用概念图总结基因工程的基本步骤及方法

2.尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案

情感态度与价值观

1.关注基因工程的发展

2.认同基因工程的应用促进生产力的提高

四、教学重点与难点

教学重点

基因工程基本操作程序的四个步骤

教学难点

⑴从基因文库中获取目的基因

⑵利用PCR技术扩增目的基因

五、教学过程：

第1课时

（一）、目的基因获取：

1.目的基因

(1)主要是指编码蛋白质的基因。(2)也可以是一些具有调控作用的因子。2．获取方法

(1)从基因文库中获取：

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因。

②

(2)利用PCR技术扩增目的基因：

①原理：DNA复制。

②前提：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。

③条件：DNA模板、引物、热稳定DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸。

④过程：

(3)人工合成法：

①条件：基因比较小，核苷酸序列又已知。

②方法：通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。

【特别提醒】

(1)基因工程操作中，只有使用受体生物自身基因的启动子才比较有利于基因的表达。

(2)通过cDNA文库获得的目的基因没有启动子，只将编码序列导入受体细胞中无法转录。

(3)热稳定DNA聚合酶(Taq聚合酶)能在高温下保持其活性，是PCR技术关键的工具之一。

【合作交流与讨论】

1．探讨基因文库、基因组文库、cDNA文库之间的关系。

提示：基因组文库含有一种生物的全部基因，而cDNA文库只含有一种生物的部分基因，二者都是基因文库。

2．PCR过程中，需要解旋酶吗？所需要的DNA聚合酶应具有什么特点？

提示：PCR过程中，DNA双链解开是在高温下完成的，不需要解旋酶；由于PCR过程温度较高，所以需要能耐高温的DNA聚合酶。

【设计意图】：请学生们读图、读教材，思考与回答，与老师一起小结，培养学生获取知识的能力。

（二）基因表达载体的构建

(1)构建基因表达载体的目的：

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；

②使目的基因能够表达和发挥作用。

(2)基因表达载体组成：

第2课时：基因工程的基本操作程序

回顾复习：

1.目的基因获取的三种方法。

2.基因表达载体的构成。

【设计意图】：回顾上节课知识点，做到温故之新。

新课内容：

（三）将目的基因导入受体细胞

（1）导入植物细胞的方法：

①农杆菌转化法：

②基因枪法：常用于单子叶植物。

③花粉管通道法：目的基因借助花粉管通道进入受体细胞。

（2）导入动物细胞：

基因工程的基本操作程序》教案

专题一基因工程的基本操作程序一、教材分析《基因工程的基本操作程序》是专题1《基因工程》的第二节，也是《基因工程》的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》，下接《基因工程的应用》。本节课主要介绍了基因工程的基本操作程序的四个步骤，教学内容多，难点多，最好化整为零、各个击破。二、教学目标 1．知识目标：简述基因工程原理及基本操作程序。 2．能力目标：尝试设计某一转基因生物的研制过程。 3．情感、态度和价值观目标：（1）关注基因工程的发展。（2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。三、教学重点和难点 1、教学重点基因工程基本操作程序的四个步骤。 2、教学难点（1）从基因文库中获取目的基因（2）利用PCR技术扩增目的基因四、学情分析

本节课内容较多，难点较多，学生学习起来有一定困难，所以之前应该要求学生做好预习，尽量采用化整为零、各个击破的教学策略。五、教学方法 1、学案导学：见学案。 2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备 1．学生的学习准备：预习《基因工程的基本操作程序》，初步把握基因工程原理及基本操作程序。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。七、课时安排：2课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑检查学生落实预习的情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。（二）情境导入、展示目标教师首先提问：（1）什么是基因工程（基因工程的概念）（2）DNA重组技术的基本工具有哪些（限制酶、DNA连接酶、载体）

高中生物基因工程知识详解

高中生物基因工程知识详解高中生物基因工程的基本工具 1. “分子手术刀”——限制性核酸内切酶( 限制酶) (1) 来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 (2) 功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 (3) 结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2. “分子缝合针” 一一DNA连接酶 (1) 两种DNA1 接酶(E•coliDNA 连接酶和T4-DNA 连接酶) 的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E•coliDNA 连接酶来源于T4 噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2) 与DNA聚合酶作用的异同：¬¬¬DNA 聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。

3. “分子运输车”——载体 (1) 载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 (2) 最常用的载体是¬¬ 质粒, 它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 (3) 其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒高中生物基因工程的应用 1. 植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。 2. 动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。 3. 基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。误区提醒 ①动物基因工程主要是为了改善畜产品的品质，而不是为了产生体型巨大的个体。 ② DNA分子作探针进行检测时应检测单链，即将待测双链DNA分子打开。 ③ Bt毒蛋白基因控制合成的Bt毒蛋白并无毒性，进入昆虫

考点一基因工程的概念及操作工具

考点一基因工程的概念及操作工具(5年13考) (2015天津、福建、重庆、浙江、江苏；2014新课标、天津、北京、山东、江苏、海南；2013全国大纲卷、广东……) 一、基因工程的概念基因工程的别名基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平原理基因重组基本过程剪切→拼接→导入→表达结果人类需要的基因产物或生物类型供体提供目的基因受体表达目的基因本质目的基因在受体体内的表达优点可定向改造生物的遗传性状二、DNA重组技术的基本工具 1．限制性核酸内切酶(简称：限制酶) ?? ? ?? 来源：主要从原核生物中分离作用：割断两个核苷酸之间的磷酸二酯键作用特点：专一性，即限制酶可识别特定的核苷酸序列结果 ? ? ?错位切：产生两个相同的黏性末端平切：形成平末端 2．DNA 常用类型E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源大肠杆菌T4噬菌体功能连接黏性末端连接黏性末端或平末端结果都缝合磷酸二酯键，如图 3.载体 (1)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 (2)质粒的特点 ?? ? ?? 能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因

1．下图为限制酶和DNA连接酶的关系，据图回答： (1)限制酶和DNA连接酶的作用部位相同吗相同。 (2)DNA连接酶起作用时是否需要模板不需要。 2．探究载体所具条件的意义条件意义稳定并能自我复制目的基因稳定存在且数量可扩大有一个至多个限制酶切割位点可携带多个或多种外源基因具有特殊的标记基因便于重组DNA的鉴定和选择基因工程操作工具的综合考查导学号(经典高考题)根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和________。 (2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下： AATT C……G G……CTTAA 为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是______________________________。 (3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即________DNA连接酶和 ________DNA连接酶。 (4)反转录作用的模板是________，产物是_____________________________________。若要在体外获得大量反转录产物，常采用________技术。 (5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为运载体。 (6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是____________________________________________________________________。名称作用部位作用底物作用结果限制酶磷酸二酯键DNA将DNA切成两个片段 DNA连接酶磷酸二酯键DNA片段将两个DNA片段连接为一个DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯键脱氧核苷酸DNA DNA酶磷酸二酯键DNA将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸解旋酶碱基对之间的氢键DNA将双链DNA分子局部分解为两条长链RNA聚合酶磷酸二酯键核糖核苷酸将单个核糖核苷酸依次连接到单链末端 (1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类

基因工程基本过程

基因工程基本过程基因工程（genetic engineering），也叫基因操作、遗传工程，或重组体DNA 技术。它是一项将生物的某个基因通过基因载体运送到另一种生物的活性细胞中，并使之无性繁殖（称之为"克隆"）和行使正常功能（称之为"表达"），从而创造生物新品种或新物种的遗传学技术。一般说来，基因工程是专指用生物化学的方法，在体外将各种来源的遗传物质（同源的或异源的、原核的或真核的、天然的或人工合成的DNA片段）与载体系统（病毒、细菌质粒或噬菌体）的DNA 结合成一个复制子。这样形成的杂合分子可以在复制子所在的宿主生物或细胞中复制，继而通过转化或转染宿主细胞、生长和筛选转化子，无性繁殖使之成为克隆。然后直接利用转化子，或者将克隆的分子自转化子分离后再导入适当的表达体系，使重组基因在细胞内表达，产生特定的基因产物。常用的工具酶限制性内切酶—主要用于DNA分子的特异切割 DNA甲基化酶—用于DNA分子的甲基化核酸连接酶—用于DNA和RNA的连接核酸聚合酶—用于DNA和RNA的合成核酸酶—用于DNA和RNA的非特异性切割核酸末端修饰酶—用于DNA和RNA的末端修饰其它酶类--用于生物细胞的破壁、转化、核酸纯化、检测等。主要过程有为四步：一．获得目的基因有多种方法可获得目得基因 1.构建cDNA文库分离目的基因过程：（1）从真核细胞中提取mRNA，以其为模板，在反转录酶的作用下合成cDNA的第一条链。（2）以第一条链为模板，以反转录酶或DNA聚合酶Ｉ作用下合成cDNA的第二条链。（3）在甲基化酶作用下使cDNA甲基化。

（4）接头或衔接子连接。（5）凝胶过滤分离cDNA。（6）通过核酸探针法或免疫反应法从cDNA文库中分离特异cDNA克隆。 2.人工化学合成法适于已知的核苷酸序列且校小的ＤＮＡ片断合成，常用方法有磷酸二酯法、磷酸三酯法、亚磷酸三酯法、固相合成法、自动化合成法等。过程：先用以上方法合成基因DNA不同部位的两条链的寡核苷短片段，再退火成为两端形成粘性末端的DNA双链片段。然后将这些DNA片段按正确的次序进行退火连接起来形较长的ＤＮＡ片段，再用连接酶连接成完整的基因。 3.利用PCR技术直接扩增目的基因 PCR（Polymerase Chain Reaction）法，又称为聚合酶链反应或PCR扩增技术，已知待扩增目的基因或DNA片段两侧的序列，根据该序列化学合成聚合反应必需的双引物，类似于DNA的天然复制过程，用ＰＣＲ法进行扩增，特异地合成目的cDNA链，用于重组、克隆。二．载体的选择与制备 1.载体的选择（以质粒为例） ⑴载体必须是复制子。 ⑵具有合适的筛选标记，便于重组子的筛选。 ⑶具备多克隆位点（MCS），便于外源基因插入。 ⑷自身分子量较小，拷贝数高。 ⑸在宿主细胞内稳定性高。 (6)应具有很强的启动子，能为大肠杆菌的RNA聚合酶所识别 (7)应具有阻遏子，使启动子受到控制，只有当诱导时才能进行转录。 (8)应具有很强的终止子，以便使RNA聚合酶集中力量转录克隆的外源基因，而不转录其他无关的基因，且所产生的mRNA较为稳定。 (9)所产生的mRNA必须具有翻译的起始信号。 2.制备有多种分离质粒的方法，如碱裂解法、煮沸裂解法、层析柱过滤法等。目前一般使用碱变性法制备质粒DNA。这个方法主要包括培养收集细菌菌体，裂解细胞，将质粒DNA与染色体DNA分开及除去蛋白质和RNA。

基因工程的基本工具(一)

基因工程的基本工具（一） 1．基因工程是指在______通过人工“______”和“____________”等方法，对生物的基因进行的______和重新组合，然后______受体细胞并使重组基因在受体细胞中______，产生人类需要的____________的技术，又称为________技术。基因工程是在______水平上操作、改变生物的______________的技术，包括基因的______、____________、______以及在受体细胞内的______和______等过程。 2．限制性核酸内切酶（分子手术刀） (1)第一种限制酶从________________中分离并纯化。 (2)作用：每种限制性核酸内切酶只能识别DNA分子的________________，且在特定位点上切割DNA分子。 (3)切割结果：大部分限制性核酸内切酶在切开DNA双链时，切口处两个末端都带有由若干____________组成的单链，这种单链被称为______末端。 3．下列关于基因工程的叙述，不正确的是() A．基因工程的原理是基因重组 B．运用基因工程技术，可使生物发生定向变异 C．一种生物的基因转接到另一种生物的DNA分子上，属于基因工程的内容 D．是非同源染色体上非等位基因的自由组合 4．以下有关基因工程的叙述，正确的是() A．基因工程是细胞水平上的生物工程 B．基因工程的目的是获得目的基因表达的蛋白质产物 C．基因工程产生的变异属于人工诱变 D．基因工程育种的优点之一是可以定向地使生物产生可遗传的变异 5．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：图1 图2 (1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ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SmaⅠ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SmaⅠ切割，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)与只使用Eco RⅠ相比较，使用Bam HⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA 的优点在于可以防止________________________________________________________

基因工程的基本内容

基因工程的基本内容基因工程的基本内容一.本周教学内容：基因工程的基本内容二.学习内容：本周学习基因工程的操作过程，指导进行基因工程操作时需要的基本工具：限制酶、连接酶、运载体，了解他们的特点，及其在基因工程中的应用。理解基因工程操作的基本步骤，理解如何提取目的基因，怎样将目的基因导入受体细胞，怎样鉴定试验的成果等等。基因工程的基本内容一. 本周教学内容：基因工程的基本内容二.学习内容：本周学习基因工程的操作过程，指导进行基因工程操作时需要的基本工具：限制酶、连接酶、运载体，了解他们的特点，及其在基因工程中的应用。理解基因工程操作的基本步骤，理解如何提取目的基因，怎样将目的基因导入受体细胞，怎样鉴定试验的成果等等。了解基因工程对现代社会的贡献及基因工程应用的发展。三. 学习重点： 1. 基因工程的概念 2. 基因工程的操作工具 3. 运载体的基本条件 4. 基因工程的基本操作步骤

5. 基因工程的应用和发展四. 学习难点： 1. 基因工程工具：限制酶、运载体 2. 运载体的基本要求 3. 基因工程的操作步骤 4. 如何检测基因操作 5. 基因工程应用的两面性五. 学习过程：（一）概念：基因工程——又叫基因拼接技术或DNA重组技术。是指在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。概念要点： 1. 在DNA分子水平上进行设计操作的 2. 在生物体外实现的基因改造 3. 对受体细胞进行无性繁殖 4. 重组基因最终表达获得性状（二）基因操作的工具 1. 抗虫棉的培育：将抗虫的基因从某种生物（如苏云金芽孢杆菌）中提取出来，“插入”到棉花的细胞中，与棉细胞

基因工程的基本操作程序教案

一、教材分析《基因工程的基本操作程序》是专题1《基因工程》的第二节，也是《基因工程》的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》，下接《基因工程的应用》。本节课主要介绍了基因工程的基本操作程序的四个步骤，教学内容多，难点多，最好化整为零、各个击破。二、教学目标 1．知识目标：简述基因工程原理及基本操作程序。 2．能力目标：尝试设计某一转基因生物的研制过程。 3．情感、态度和价值观目标：（1）关注基因工程的发展。（2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。三、教学重点和难点 1、教学重点基因工程基本操作程序的四个步骤。 2、教学难点（1）从基因文库中获取目的基因（2）利用PCR技术扩增目的基因四、学情分析本节课内容较多，难点较多，学生学习起来有一定困难，所以之前应该要求学生做好预习，尽量采用化整为零、各个击破的教学策略。五、教学方法 1、学案导学：见学案。 2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备 1．学生的学习准备：预习《基因工程的基本操作程序》，初步把握基因工程原理及基本操作程序。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。七、课时安排：2课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑检查学生落实预习的情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。（二）情境导入、展示目标教师首先提问：（1）什么是基因工程？（基因工程的概念）（2）DNA重组技术的基本工具有哪些？（限制酶、DNA连接酶、载体）（3）运载体需要具备哪些条件？（有一个或多个限制酶切割位点；有标记基因；能在受体细胞中稳定存在并自我复制或者整合到受体细胞染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制）上节课我们学习了DNA重组技术的基本工具，本节课我们将继续学习《基因工程》的核心内容——基因工程的基本操作程序。我们来看本节课的学习目标。（多媒体展示学习目标，强调重难点）（三）合作探究、精讲点拨

基因工程基础知识填空

(1) 连接酶 ①来源: 结接成果— ②功能：只能连接. 四.基因进入受体细胞的载体一“分 (2) T4DNA连接酶子运输车” ①来源: ②功能：既可以连接. 又可以连接时效率比较低。【拓展】比较DNA连接酶?与DNA ONA连接酶DNA聚合酶作用实质都是催化两个核晋酸之间形成是否需模板 — 连接 0 NA链链链作用过程在两个 DNA片段之间形成将加到已存在的核昔酸链上，形成作用将两个 ONA片段连合成聚介酶 1.基因工程中最常用的载体 ⑴来源: 等微生物 (2)结构：裸露的、结构简单、独立于之外，并具有分子。 2.基因的载体必须具备的条件个限制酶切削位点，供外源DNA片段(基丙)插入其中。 (2)能在宿主细胞内介到染色体DNA上，随染色体DNA进行 (3)有特姝的. ，如四环素抗性基因等，供重组DNA的鉴定和选择。 (4)必须是彳j 害。 (5 ) 进行操作。的，不会对受体细胞适合，以便提取和在体外 3.载体的种类：除质粒外，还有

4.在进行基因工程操作中，真正被用作的。载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行 1. 2基因工程的基本操作程序一.基因工程的基本操作程序③PCR扩增的前提：要有一段已知目的的获取。基因的，以便根据这一序列合成引 2?的构建。 3.将目的基因 4,目的基因的二、目的基因的获取 1.目的基因主要是的结构基因。 2?获取目的基因的方法（1）从基因文库中获取目的基因 ①基因文库概念：将含有某种生物不同基因的许多，导入的群体中储存?各个分別含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。 ②基因文库分类：可分为库和，文库（如cDNA文库）。 ⑵利用PCR技术扩增目的基因 ①PCR技术是的缩写。PCR 是一项在生物体的核酸合成技术。 ② PCR技术的原理：ONA ④PCR扩增的条件：（目的基因），原料—— （即dCTP、d&TP、dGTP、dTTP）.耐高温的（Taq 酶）。 ⑤PCR扩增的过程 a变性：加热到90?95°C, ONA受热变性后 b?复性（退火人冷却到55-60r. 结合 C.延伸：加热到70?75乜，在热稳＞1^的（Taq酶）的作用下进行延伸 ⑥结果：目的基因以__________ 的方式成指数形式扩增。 ⑶人工合成法：如果基因比较. 学方法宜接人工合成。比较用化【拓展】PCR技术和DNA复制的

基因工程难题详细解析

基因工程难题详细解析 1.一位科学家正在使用氨苄青霉素敏感型菌株进行研究，该菌株不能利用乳糖，这是因为它的乳糖操纵基因异常。该科学家有两种质粒，一种含有正常的乳糖操纵基因，另一种含有氨苄青霉素抗性基因。她运用限制酶和DNA连接酶，获得了一些含有这两个基因的重组质粒。然后在一个仅以葡萄糖为唯一能源的培养基中培养该细菌，并向其中加入高浓度的重组质粒，使细菌增殖。再将实验组细菌（含重组质粒）和对照组细菌（不含重组质粒）放人下图所示环境中让其生长。请回答下列问题：（1）在基因工程的基本操作程序中，______________是基因工程的核心。限制酶是基因工程中常用的工具，若要提取限制酶，可选择的生物是______________ （举出一例）。本实验中使用限制酶的作用是：____________________________。（2）在以葡萄糖为唯一能源的培养基中加入高浓度的质粒，为了促进细菌更好的吸收重组质粒，还应用______________处理细菌，使细菌处于______________。该培养基以葡萄糖为能源是因为__________________________________________。（3）若没有新的突变发生，细菌最有可能在哪些培养基上生长出菌落?（） A．只有1、2和4号B．只有3、5和6号C．只有1、2、3和4号D．只有4、5和6号（4）如果在准备制作重组质粒时未使用DNA连接酶，则细菌最可能在______________号和______________号平板上长出菌落。（5）若该科学家用该培养基进行另一项实验如下图，在该培养基中用乳糖为唯一能源，则细菌能在哪一培养基中长出菌落（） A．只有10号 B．只有8号 C．7号和8号 D．8号和10号 1（1）基因表达载体的构建大肠杆菌（只要答出的生物属于原核生物即可给分，只答原核生物不给分）在质粒DNA上切割（合理给分）（2）Ca2+感受态葡萄糖是单糖，可被细菌吸收，确保细菌均能在此培养基中均能正常生长（意思对即或给分） (3) C (4) １号4号(5) C 1解析（1）限制酶主要存在于原核生物（2）乳糖只能被被部分细菌利用，所以不能用乳糖 (3) 5号和6号培养基都存在氨苄青霉素，但不含重组质粒的菌株无氨苄青霉素抗性基因 (4) 未使用DNA 连接酶时，含重组质粒的菌株只含乳糖操纵基因或只含氨苄青霉素抗性基因。不管哪种重组质粒，都可在1号平板上长出菌落，但只含乳糖操纵基因的菌株不能在2号或3号培养基上生存(5) 含重组质粒的菌株既

考点一基因工程的概念及操作工具

考点一基因工程的概念及操作工具(5年13考) (2015天津、福建、重庆、浙江、江苏；2014新课标、天津、北京、山东、江苏、海南；2013全国大纲卷、广东……) 一、基因工程的概念二、DNA 1．限制性核酸内切酶(简称：限制酶) ????? 来源：主要从原核生物中分离作用：割断两个核苷酸之间的磷酸二酯键作用特点：专一性，即限制酶可识别特定的核苷酸序列结果??? 错位切：产生两个相同的黏性末端平切：形成平末端 2．DNA 连接酶都缝合磷酸二酯键，如图 3.载体 (1)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

(2)质粒的特点????? 能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因 1．下图为限制酶和DNA 连接酶的关系，据图回答： (1)限制酶和DNA 连接酶的作用部位相同吗？相同。 (2)DNA 连接酶起作用时是否需要模板？不需要。 2．探究载体所具条件的意义基因工程操作工具的综合考查导学号67241264(经典高考题)根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)限制性核酸内切酶切割DNA 分子后产生的片段，其末端类型有________和________。 (2)质粒运载体用EcoR Ⅰ切割后产生的片段如下： AATT C ……G G ……CTTAA 为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA 除可用EcoR Ⅰ切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是______________________________。 (3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA 连接酶有两类，即________DNA 连接酶和________DNA 连接酶。 (4)反转录作用的模板是________，产物是_____________________________________。若要在体外获得大量反转录产物，常采用________技术。 (5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为运载体。 (6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是____________________________________________________________________。 1．限制酶、DNA 连接酶、DNA 聚合酶等相关酶的分析比较

基因工程基础知识填空

专题一基因工程 1. 1 DNA 重组技术的基本工具一、基因工程的基本概念 1.概念：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过 _____________________________ 和 ____________ 等技术，赋予生物以新的，从而创造出更符合人们需要的新的 ___________ 禾n 。由于基因工程是在DNA 分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做 2. 基本原理： 3. 理论基础 (1)不同生物的基因可以拼接的结构基础一 —细胞生物的遗传物质都是 ________________________ ，都是以 ________________ 为基本单位构成的双链大分子。 ⑵目的基因转入后可以表达的基础一一所有生物共用一套 ⑶ (1) 状O ⑵ O 生物遗传信息的表达都遵循 4.优点目的性强，能的改造生物的性 —的障碍。分子手术刀克服 ______________ 限制性核酸内切酶 1. 简称： __________ 2. 来源：主要是从而来。 3.功能特点：特异性，即识别双链 DNA 分子某种特定 ________________ ,并且使每一条链中 _______________ 的两个核苷酸之间的 ___________ 断开。 4.酶切结果： ___________ 末端和 ______ 画出EcoR I 酶切后的结果： GAATTC CTTAAG t 三、DNA 连接酶一一“分子缝合针” 中分离纯化末端。 1.作用实质：将双链 DNA 片段“缝合” 起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的 __________ O 2.作用前提：两个DNA 分子必须含有 3.种类 (1) E ? coli DNA 连接酶 ① 来源： ______________ ② 功能：只能连接 _________ ⑵T 4DNA 连接酶 ① 来源： ________________ ② 功能：既可以连接— 连接 ___________ ，但连接比较低。，又可以时效率四、基因进入受体细胞的载体一一“分子运输车” 1. 基因工程中最常用的载体一一 — (1) 来源： ___________ 等微生物 (2) 结构：裸露的、结构简单、独立于 ______________ 之外，并具有 ________________ 的 ____________ 分子。 2. 基因的载体必须具备的条件

基因工程的基本操作程序教案

基因工程的基本操作程序教案 Prepared on 24 November 2020

基因工程的工具

第一章基因工程第一节基因工程概述基因工程的诞生和发展和基因工程的工具学习目标 ⑴简述基因工程的概念含义 ⑵简述基因工程诞生历程 ⑶认同基因工程的诞生和发展离不开理论突破和技术创新 ⑷简述基因工程的原理 ⑸说出DNA重组技术的基本工具及其作用、特点课前导学一、基因工程的诞生和发展 1．理论基础 (1)艾弗里：证明了。 (2)沃森和克里克：阐明了。 (3)尼伦贝格等破译了。 2．工具基础 (1)酶：和、逆转录酶。(2)载体：等。 3．发展 (1)1973～1976年为。(2)1977～1981年为。 (3)1982年以后为。 4．诞生：科恩等将两种不同来源的DNA分子进行，并首次实现了在大肠杆菌中的表达，创立了改造生物的新技术——基因工程。 1．限制性核酸内切酶——“分子手术刀” (1)功能：只能特定的核苷酸序列，并在合适的反应条件下使每条链特定部位的之间的断开，从而切割DNA分子。 (2)作用结果 ①产生黏性末端：通过错位切，在两条链的部位切割形成。 ②产生平口末端：通过平切，在两条链的部位切割形成。 2．DNA连接酶——“分子针线” (1)功能：把DNA分子这把“梯子”的扶手连接起来。 (2)结果：用限制性核酸内切酶切割质粒和外源DNA分子，并通过的连接，形成______________分子。

3．载体——运载工具 (1)功能：将导入受体细胞。 (2)种类：质粒、以及一些。 (3)质粒：来自于细胞中的一种很小的分子，是最早应用的载体。质疑探究 1．切断和形成磷酸二酯键的酶分别有哪些？ 2．原核生物中限制酶有何意义？细菌是如何防止自身DNA被限制酶降解？ 3．在基因工程中，为什么要用同一种限制性核酸内切酶（如EcoRⅠ）切割两种DNA分子呢？P12实践中的图示切割后的片段可以连接成几种DNA分子？ 4．从结构上分析为什么不同生物的DNA能够重组？ 5．不同限制酶切割产生的黏性末端一定不同吗？ 6．要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？ 7．作为载体应具备什么条件？ 8．天然的质粒都可以直接用做基因工程载体吗？为什么？

高中生物选修3专题《基因工程：DNA重组技术基本工具》教学设计

DNA重组技术基本工具的教学设计设计思路 “DNA重组技术的基本工具”这节课位于人教版高中生物选修三第一专题第一节第二课时。基因工程是现代生物技术的核心内容，通过模拟DNA重组过程，将具体的操作程序有机联系起来，加深对这一程序的理解，有利于提高学生的认知水平和接受能力。针对重点难点对教学内容进行结构化处理，并与基因工程的实际操作练习起来；在模拟探究的过程中不断生成问题，引导学生依据载体的特点，按照相似性原理，选择和建立模型，进而对模型进行“剪”与“连”等操作，并分析操作结果。教学分析 1．教材分析重点：DNA重组技术的三种基本工具难点：载体的特点及应用 2．学情分析通过上一节课的学习，学生们已初步掌握了“DNA重组技术的基本工具”有哪些，其作用是什么。但这些基本工具在实际应用中如何发挥作用，是非常抽象的内容，仅仅靠学生的想象，很难真正理解并融会贯通；同时，中学生的心理发育特点，决定了他们更乐于通过实际动手操作来解决遇到的问题，同时对自己新发现的问题有更加强烈的探究欲望。 3．教学条件分析对于本节课的教学设计而言，需要如下教学条件：电脑，投影仪，彩色复印纸，剪刀，双面胶。教学目标简述基因工程原理及基本操作程序掌握基因工程基本操作程序的四个步骤通过动手操作、小组合作，提高学生自主学习及合作探究的能力。教学策略与手段教学模式：探究式教学，通过创设问题情境，在分析问题、解决问题的过程中不断生成一系列新的问题，培养学生的自学能力，以及探究和思维能力。教学策略：利用教学多媒体，自制教具，使抽象的问题形象化，引导学生自主动手操作，解决每一程序中的技术难点和重点。教学手段：PPT，自制教具，投影仪等综合教学辅助工具。本节课模拟探究的是载体与目的基因的连接，所以将教材提供的碱基序列加以调整，用彩色打印纸打印，如图：

基因工程基础知识梳理

基因工程的基本工具一、基因工程的概念：二、基因工程的原理和优点：三、基因工程的基本工具 1.分子手术刀：（1）来源：（2）作用：（3）不同类限制酶的区别：（4）与DNA连接酶的异同点：相同点：不同点： 2.分子缝合针：（1）分类：（2）作用：（3）区别：（4）与DNA聚合酶的异同点：区别：相同点： 3.分子运输车：（1）作用：（2）种类：（3）质粒是什么？（4）质粒的特点及每一个特点的作用： <1>.特点：作用： <2>.特点：作用：

<3>.特点：作用：基因工程的基本操作程序一、目的基因的获取 1.目的基因指什么： 2.获取目的基因的来源： 3.获取目的基因的方法 1.条件： 2.基因文库的分类：基因组文库：部分基因文库（cDNA文库）： 3.基因文库的构建流程 4.两种基因文库的区别： 1.条件： 2.中文名称： 3.原理： 4.原料：

5.过程及每一步的作用：第一步：第二步：第三步： 1.条件：二、基因表达载体的构建（核心步骤） 1.基因表达载体的结构元件 1①目的基因 2启动子： 3终止子： 4标记基因： 5复制原点 2.构建基因表达载体的目的： 3.构建的方法：[理解单酶切和双酶切的区别] 三、将目的基因导入受体细胞（转化） 1.植物细胞（充当受体细胞）的转化 1农杆菌： 2Ti质粒： 3总体思路： 4农杆菌侵染植物时的机理： ⑤适用范围：

注意事项：注意事项： 2.动物细胞（充当受体细胞）的转化 1技术： 2具体谁来充当受体细胞： 3.微生物细胞（充当受体细胞）的转化 Ca2+转化法：四、目的基因的检测与鉴定 1.分子水平的检测目的：方法：结果：目的：方法：结果：目的：方法：结果： 2.个体水平的检测

“基因工程的基本操作程序”教学设计

“基因工程的基本操作程序”教学设计 1 教材分析《基因工程的基本操作程序》是人教版选修3专题1基因工程中第2节内容，本节是《基因工程》专题的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》一节，下接《基因工程的应用》。对于基因工程，学生接触得很少，文字描述中会感到抽象，为此，教材中采用形象化得呈现方式简述了基因工程基本操作程序的四个步骤。例如，基因文库中把基因组文库比作国家图书馆，而把cDNA文库比作某市图书馆，这样便于学生理解和掌握。此外，在教材处理中还呈现主干，割舍枝杈，将非主干内容以《生物技术资料卡》、《拓展视野》等方式呈现，做到有主有次。 2 学情分析学生经过上一节的学习已经掌握DNA重组技术所需三种基本工具的作用及基因工程载体所需条件等知识，具备学习基因工程的基本操作程序一节的基础；而且经过一年必修教材的学习，学生的生物基础知识较扎实，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。但基因工程一节对学生来说难点较多，如果处理不好，会变成简单的死记硬背。因此在教学过程中，应在教师引导下适时加强学生解决问题和运用概念图等生物学语言归纳结论等方面的能力。 3 教学目标 3.1 知识目标 ⑴简述基础理论研究和技术进步催化了基因工程 ⑵简述基因工程的原理和基本步骤 3.2 能力目标 ⑴学会运用概念图总结基因工程的基本步骤及方法 ⑵尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案 3.3 情感态度与价值观 ⑴关注基因工程的发展 ⑵认同基因工程的应用促进生产力的提高 4 教学重点与难点 4.1 教学重点基因工程基本操作程序的四个步骤 4.2 教学难点 ⑴从基因文库中获取目的基因 ⑵利用PCR技术扩增目的基因 5 教学整体思路采用从“整体-部分-整体”的教学思路，首先引用基因工程案例使学生从整体上了解基因工程的四个步骤，其次采用分步探究的形式帮助学生理解各个步骤的原理、方法和过程，最后教师引导学生用概念图将所学的知识从整体上再次整合。

1.2基因工程的基本操作讲解学习

1.2基因工程的基本操作

1.2基因工程的基本操作程序一、教材分析《基因工程的基本操作程序》是人教版选修3专题1基因工程中第2节内容，本节是《基因工程》专题的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》一节，下接《基因工程的应用》。对于基因工程，学生接触得很少，文字描述中会感到抽象，为此，教材中采用形象化得呈现方式简述了基因工程基本操作程序的四个步骤。例如，基因文库中把基因组文库比作国家图书馆，而把cDNA文库比作某市图书馆，这样便于学生理解和掌握。此外，在教材处理中还呈现主干，割舍枝杈，将非主干内容以《生物技术资料卡》、《拓展视野》等方式呈现，做到有主有次。二、学情分析学生经过上一节的学习已经掌握DNA重组技术所需三种基本工具的作用及基因工程载体所需条件等知识，具备学习基因工程的基本操作程序一节的基础；而且经过一年必修教材的学习，学生的生物基础知识较扎实，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。但基因工程一节对学生来说难点较多，如果处理不好，会变成简单的死记硬背。因此在教学过程中，应在教师引导下适时加强学生解决问题和运用概念图等生物学语言归纳结论等方面的能力。三、教学目标知识与技能： 1.简述基础理论研究和技术进步催化了基因工程 2.简述基因工程的原理和基本步骤能力目标

1.学会运用概念图总结基因工程的基本步骤及方法 2.尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案情感态度与价值观 1.关注基因工程的发展 2.认同基因工程的应用促进生产力的提高四、教学重点与难点教学重点基因工程基本操作程序的四个步骤教学难点 ⑴从基因文库中获取目的基因 ⑵利用PCR技术扩增目的基因五、教学过程：第1课时（一）、目的基因获取： 1.目的基因 (1)主要是指编码蛋白质的基因。(2)也可以是一些具有调控作用的因子。2．获取方法 (1)从基因文库中获取： 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因。 ②

基因工程基础知识梳理(二)

基因工程基础知识梳理（二）三、基因工程的应用 1．植物基因工程的成果提高农作物的＿＿＿＿＿能力、改良农作物的品质、利用植物生产＿＿＿＿＿等。（1）抗虫转基因植物 ①方法：将＿＿＿＿＿导入植物体，使其具有抗虫性。 ②成果：各种抗虫作物，如抗虫水稻、抗虫棉、抗虫玉米等。 ③意义：减少＿＿＿＿＿，降低生产成本，减少环境污染。 ④主要杀虫基因：＿＿＿＿＿、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。（2）抗病转基因植物 ①方法：将＿＿＿＿＿导入植物体中，使其具有抗病特性。 ②成果：多种抗病作物，如抗病的烟草、小麦、甜椒、番茄等。 ③意义：提高作物抗病力，增产。 ④主要抗病基因：抗病毒的＿＿＿＿＿和病毒的复制酶基因；抗真菌的＿＿＿＿＿基因和抗毒素合成基因。（3）抗逆转基因植物 ①方法：将＿＿＿＿＿基因导入植物体，获得抗逆作物。 ②成果：多种抗逆植物，如抗盐碱和干旱的烟草、抗寒番茄、抗除草剂大豆和玉米等。 ③意义：提高作物抗逆能力，稳定高产。 ④主要抗逆基因：抗盐碱、抗干旱的＿＿＿＿＿基因、耐寒的＿＿＿＿＿基因、抗除草剂基因。（4）利用转基因改良植物的品质 ①方法：将优良性状基因导入植物体，获得＿＿＿＿＿。 ②成果：＿＿＿＿＿含量较高的玉米、耐储存番茄、新花色的矮牵牛。 ③意义：改良植物的某些品种。 ④主要优良性状基因：＿＿＿＿＿的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因、与植物花青素代谢有关的基因。 2．动物基因工程的成果（1）提高动物的生长速度 ①生长基因：外源＿＿＿＿＿基因。 ②成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。（2）改善畜产品的品质 ①优良基因：肠＿＿＿＿＿基因。 ②成果：转基因牛乳汁中＿＿＿＿＿含量少。（3）转基因动物生产药物 ①基因来源：药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因的＿＿＿＿＿。 ②成果：乳腺生物反应器。（4）转基因动物作器官移植的供体 ①器官供体：抑制或除去＿＿＿＿＿。 ②成果：利用＿＿＿＿＿培育没有免疫排斥反应的猪器官。

专题1.2 基因工程的基本操作程序

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。

同步学案 1.基因操作的基本步骤（1）提取目的基因：目的基因就是人们所需要的基因。提取途径：a.鸟枪法：从供体细胞的DNA中直接分离基因，工具是，优点是，缺点是，具有一定的。 b.人工合成法:两个途径：一是反转录法，就是目的基因转录成的做模板,形成单链DNA，再合成；二是反推法,就是以已知的序列，推出序列，再推出序列，然后人工合成。【答案】特定、限制性内切酶、简便、工作量大、盲目性、mRNA、反转录、双链DNA、氨基酸、mRNA、基因碱基

2.例：生物学家通过基因工程培育出了能够通过乳房生物反应器生产人的血清蛋白（1）“分子手术刀”，（2）“分子缝合针”，（3）“分子运输车”。（4）操作步骤：从人的获取目的基因；目的基因与结合构建基因表达载体；在基因表达载体中还应插入和终止子。然后把基因表达载体导入牛的，通过发育形成的牛体细胞含人的，成熟的牛产的的奶中含有，证明基因操作成功。

【答案】（1）限制性内切酶（或限制酶）（2）DNA连接酶（3）基因进入受体细胞的载体（4）基因组文库、载体、启动子、受精卵、血清蛋白基因、人的血清蛋白。

3.根据基因工程中的操作步骤，回答以下问题：目的基因能与运载体结合，说明，目的基因能在受体细胞中得到表达，说明，受体细胞具备的条件是。如何检验质粒是否导入受体细胞？。如何检测目的基因是否得到表达？。【答案】DNA组成成分相同，都遵循碱基互补配对原则、所有生物公用一套遗传密码、没有与运载体相同的质粒或没有与运载体质粒相同的标记基因、检测质粒的标记基因、检测是否出现目的基因所控制的性状