生物人教版选修3学案1-2基因工程的基本操作程序

1．2基因工程的基本操作程序知识点一目的基因的获取1．基因工程的基本操作程序目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。2．目的基因目的基因主要是指符合人们需要的、编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子。3．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，称为基因文库。②基因文库的分类A．基因组文库：包含一种生物所有的基因。B．部分基因文库：只包含一种生物的一部分基因，如cDNA文库。(2)用DNA探针从基因文库中准确提取目的基因由于DNA双链的核苷酸序列是彼此互补的，当DNA分子杂交时，首先使双链解开(该过程称为变性)，根据目的基因的核苷酸序列制成一段与之互补的核苷酸短链，并用同位素标记，以此作为探针。用探针探查基因文库中已经变性的DNA片段，如果有一个DNA片段能和探针互补结合成双链，这一片段即含有目的基因。(3)利用PCR技术扩增目的基因①原理：利用DNA双链复制的原理，在体外将基因的核苷酸序列不断地加以复制，使其数量呈指数形式扩增(约为2n，其中n为扩增循环的次数)。②过程：可采用PCR扩增仪进行扩增，过程如下图所示：③PCR的反应条件条件作用在一定的缓冲液中进行提供相对稳定的pH环境四种脱氧核苷酸作为合成DNA子链的原料DNA母链作为DNA复制的模板TaqDNA聚合酶催化合成DNA子链引物使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸温度控制90～95变性：使双链DNA解聚为单链55～60复性(退火)：两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合70～75延伸：四种脱氧核苷酸在TaqDNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则从引物起始合成新的DNA链(4)人工合成目的基因①反转录法：主要用于相对分子质量较大而又不知其序列的基因。它是以目的基因的mRNA为模板，借助逆转录酶合成碱基互补的单链DNA，然后在DNA聚合酶的作用下合成双链DNA，其过程如下：eq\x(目的基因的mRNA)eq\o(→,\s\up17(反转录))eq\x(单链DNA)eq\o(→,\s\up17(合成))eq\x(\a\al(双链DNA,目的基因))②化学合成法：即依据某一蛋白质的氨基酸序列，通过密码子推算出其基因序列，然后直接合成目的基因，其过程如下：eq\x(\a\al(已知蛋白,质的氨基,酸序列))eq\o(→,\s\up17(推测))eq\x(\a\al(mRNA的核,苷酸序列))eq\o(→,\s\up17(推测))eq\x(\a\al(目的基因的,核苷酸序列))eq\o(→,\s\up17(化学),\s\do15(合成))eq\x(\a\al(目的,基因))PCR技术与DNA复制的比较【典题精练1】在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是()A．用mRNA为模板逆转录合成DNAB．以4种脱氧核苷酸为原料人工合成C．将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选D．先建立基因文库，再从中筛选【解析】本题考查目的基因的获取方法，解题关键是理解不同获取方法的特点。目的基因的获取方法主要有三种：从基因文库中获取、PCR技术扩增、人工合成。对于比较小、核苷酸序列已知的目的基因，可以直接通过DNA合成仪用化学方法人工合成。【答案】B解题归纳人工合成目的基因经常用的仪器是DNA合成仪，适用于比较小且核苷酸序列已知的基因。【典题精练2】为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。如图所示是获取植酸酶基因的流程。据图回答：(1)图中基因组文库________(填“小于”“等于”或“大于”)cDNA文库。(2)B过程需要的酶是________。(3)要大量获取目的基因Ⅰ和目的基因Ⅱ，可以在体外利用________技术进行扩增，该过程中所用的DNA聚合酶的显著特点是________。【解析】任何生物的基因组文库都大于cDNA文库。B过程是反转录过程，故需要的酶应该是逆转录酶。要大量获取目的基因Ⅰ和目的基因Ⅱ，可以在体外利用PCR技术进行扩增，该过程中所用的DNA聚合酶的显著特点是耐高温。【答案】(1)大于(2)逆转录酶(3)PCR耐高温知识点二基因表达载体的构建1．目的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。构建基因表达载体是基因工程的核心。为什么不直接把目的基因导入受体细胞，而要用载体？游离的DNA片段进入受体细胞中，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进行复制，导致子代细胞中不再含有目的基因。若将基因接入载体，由于载体可以在细胞内复制，随着细胞分裂，载体会带着目的基因存在于每个子代细胞中，最终整个群体的细胞可发生可以观察到的变化。这样，基因工程才有意义。2．基因表达载体的组成及其作用启动子、起始密码子、终止子、终止密码子的比较比较位置特征启动子位于DNA分子上位于基因首端，是RNA聚合酶识别、结合的部位，启动转录过程起始密码子位于mRNA分子上是mRNA分子上决定第一个氨基酸的三个相邻碱基终止子位于DNA分子上位于基因尾端，它可使转录过程终止终止密码子位于mRNA分子上是mRNA分子上不决定氨基酸的三个相邻碱基联系①启动子与终止子均是基因结构的组成部分，它们均是一段有特殊序列的DNA片段；②起始密码子与终止密码子均属于mRNA分子上的三个相邻碱基，只是前者有对应的氨基酸和tRNA，而后者没有3.基因表达载体的构建过程基因表达载体的构建过程，实际上就是使目的基因与载体结合的过程，具体如下图所示(假设以质粒作为载体)：对构建基因表达载体的说明1．形成重组DNA分子的过程中，必须用同一种限制酶切割目的基因和载体。2．目的基因插入载体或者插入受体细胞的染色体DNA中并不能说明基因工程操作成功；基因工程最终要使目的基因在受体细胞中稳定存在和表达，并且可以遗传给下一代。3．目的基因能在受体细胞中表达，并出现相应性状的原因是不同生物共用一套遗传密码。4．组成基因表达载体的四部分相互协作，缺一不可，共同维持目的基因的表达。5．基因表达载体虽然都由四部分组成，但由于受体细胞(动物、植物、微生物)不同，基因表达载体的构建也会有差别。【典题精练3】下列有关基因表达载体的构建的说法不正确的是()A．基因表达载体的构建是实施基因工程的核心B．构建基因表达载体的目的是为了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C．启动子存在于基因的编码区，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动转录D．标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因【解析】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为了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，使其能够表达和发挥作用。启动子存在于基因的非编码区，是RNA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为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因。所以只有C项是错误的。故选C。【答案】C解题归纳(1)使用限制酶切割目的基因和质粒时，既要保证形成相同的黏性末端，又要保证目的基因和质粒中的标记基因的完整性。(2)标记基因是鉴别受体细胞中是否含目的基因的依据。利用质粒作载体时往往利用其上的某抗性基因作标记基因，又可利用其抗性在适当的选择培养基上选择培养。【典题精练4】如图所示是利用基因工程生产可食用疫苗的部分过程，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制性核酸内切酶。下列有关说法正确的是()A．一种限制性核酸内切酶不止识别一种特定的脱氧核苷酸序列B．表达载体构建时需要用到SmaⅠ、PstⅠ限制性核酸内切酶C．抗卡那霉素基因的主要作用是促进抗原基因在受体细胞中表达D．除图示标注的结构外表达载体中还应有启动子和终止子等【解析】限制性核酸内切酶具有特异性，即一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列并在特定的位点切割，A错误；用SmaⅠ限制酶切割会破坏目的基因，因此表达载体构建时需要用EcoRⅠ、PstⅠ限制性核酸内切酶，B错误；抗卡那霉素基因的主要作用是筛选含有目的基因的受体细胞，C错误；基因表达载体的组成包括启动子、标记基因、目的基因和终止子等，因此除图示标注的结构外表达载体中还应有启动子和终止子等，D正确。【答案】D知识点三将目的基因导入受体细胞1．操作目的：使目的基因进入受体细胞，并且在受体细胞内维持稳定和表达，即转化受体细胞。说明：转化的实质是使目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。2．转化方法不同种类的受体细胞1．对于植物来说，受体细胞可以是受精卵和体细胞。2．对于动物来说，受体细胞一般是受精卵。受精卵作为受体细胞具有体积大、易操作、经培养可直接表达自身性状的特点。3．微生物细胞作为受体细胞具有繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等优点。【典题精练5】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【解析】本题综合考查了将目的基因导入细胞的方法。不同生物目的基因导入的方法不同，每种方法都有利有弊。目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，该方法比较经济有效，还有基因枪法和花粉管通道法；目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法；大肠杆菌细胞最常用的转化方法就是用钙离子处理细胞，使细胞的生理状态发生改变，完成转化过程。【答案】A解题归纳应注意将目的基因导入受体细胞的几种常用方法：裸子植物、双子叶植物常用农杆菌转化法，单子叶植物常用基因枪法，动物细胞一般用显微注射法，微生物细胞先用Ca2＋处理后再将目的基因导入。【典题精练6】农杆菌转化法是植物基因工程的常用方法，下图为这种方法的示意图，试回答下列问题：(1)一般情况下农杆菌不能感染的植物是________，利用农杆菌自然条件下感染植物的特点，能实现________。具体原理是在农杆菌的Ti质粒上存在T­DNA片段，它具有可转移至受体细胞并整合到受体细胞________上的特点，因此只要将携带目的基因的DNA片段插入________(部位)即可。(2)根据T­DNA的这一转移特点，推测该DNA片段上可能含有控制____________________(酶)合成的基因。(3)要获取能表现出新性状的植株，图中d过程涉及的现代生物学技术是_________________________________________________。(4)植物基因工程中将目的基因导入受体细胞除了采用农杆菌转化法之外，还可采取________________________等。(至少写出两种)【解析】(1)一般农杆菌不能感染的植物是单子叶植物，可感染双子叶植物和裸子植物，利用其感染性，可实现将目的基因导入植物细胞。真正可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上的是农杆菌的Ti质粒上的T­DNA片段，因此目的基因必须插入该部位才能成功。(2)根据T­DNA这一转移特点，可以推测该DNA片段可控制合成DNA连接酶、限制酶，这样才能实现目的基因与双子叶植物细胞染色体的DNA的整合。(3)d过程涉及的生物学技术是植物组织培养，植物细胞通过脱分化、再分化，最终形成完整的植物体。(4)植物基因工程中将目的基因导入受体细胞除了采用农杆菌转化法之外，还可采用基因枪法和花粉管通道法等。【答案】(1)单子叶植物将目的基因导入植物细胞染色体的DNAT­DNA片段(内部)(2)DNA连接酶、限制酶(3)植物组织培养(4)基因枪法、花粉管通道法知识点四目的基因的检测与鉴定1．操作目的：检测和鉴定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。2．目的基因的检测与鉴定(1)复制水平的检测原理：eq\x(\a\al(提取转基因,生物的基因,组DNA))＋eq\x(\a\al(用放射性同位素标,记的含目的基因的,DNA片段作探针))eq\o(→,\s\up17(分子杂交))eq\x(\a\al(观察是,否显示,杂交带))→eq\x(\a\al(判断目的基因是,否插入受体细胞,染色体的DNA上))(2)转录水平的检测原理与复制水平的检测原理相似，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。(3)进行翻译水平的检测是利用抗原与抗体特异性结合的原理。对基因工程基本操作程序的再理解1．在整个操作程序中，除第三步“将目的基因导入受体细胞”外，其他三个步骤均涉及碱基互补配对。2．插入的目的基因只是结构基因，其表达还需要调控序列，因而用作载体的质粒的插入部位前要有启动子，后要有终止子。3．整个操作程序中使用的工具酶只有两种：限制酶在操作程序1、2中用到且要求是同一种，目的是产生相同的黏性末端，便于连接；DNA连接酶只在操作程序2中用到。【典题精练7】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B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是()A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因BB．利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因BC．利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞【解析】控制蓝色色素合成的基因B即为我们所需要的目的基因，可通过逆转录法以mRNA为模板获得基因B，再通过PCR进行扩增以增加其数量，A项正确；基因文库中不同受体菌含有的是某生物的不同基因，提取时无须使用限制性核酸内切酶，B项错误；为使目的基因在受体细胞中稳定存在且能向下一代遗传，应先在体外使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶构建基因表达载体，然后再导入玫瑰细胞中，C、D项错误。故选A。【答案】A解题归纳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(1)三辨：分辨限制酶的种类及识别序列和切割位点。在切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。(2)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。明确目的基因的插入位点是在标记基因内部还是在标记基因之外。(3)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记基因被破坏。(4)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，如果有两种抗生素抗性基因，还需判断用哪一种抗生素来检测。【典题精练8】回答有关基因工程的问题：(1)构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生________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，则应选择能使二者产生________(相同、不同)黏性末端的限制酶。(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岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是________。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用________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mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为________。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成________，常用抗原—抗体杂交技术。【解析】(1)限制酶切割产生两种末端：黏性末端和平末端；若用DNA连接酶连接两个末端，两个末端必须是相同的。(2)基因工程检测的方法：检测目的基因是否导入，使用DNA分子杂交技术；检测目的基因是否转录，使用分子杂交技术；检测是否形成蛋白质，使用抗原—抗体杂交技术。【答案】(1)平相同(2)RNA聚合酶识别和结合的部位Ca2＋分子杂交技术蛋白质一、选择题1．1976年，美国的H.Boyer教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转入大肠杆菌，并获得表达，此处的“表达”是指该基因在大肠杆菌中(C)A．能进行DNA复制B．能传递给细菌后代C．能合成人的生长抑制素释放因子D．能合成人的生长激素解析：“表达”的意思就是目的基因控制合成了相应的蛋白质——人的生长抑制素释放因子。故选C。2．以下关于PCR技术的说法，不正确的是(A)A．生物体内DNA的复制也称为PCRB．该技术操作过程中要遵循碱基互补配对原则C．PCR过程中DNA的数量呈指数形式扩增D．可在PCR扩增仪中自动完成解析：PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。生物体内的DNA复制不叫PCR技术。3．1970年，特明和巴尔德摩证实了RNA病毒依赖RNA合成DNA的过程，并发现了催化此过程的酶。下面是形成cDNA的过程和PCR扩增过程示意图。请根据图解分析，下列说法中，不正确的是(D)A．催化①过程的酶是反转录酶B．从图示可以看出要将碱基对之间的氢键断开，可以用核酸酶H和高温处理C．从图中信息分析可知，②～⑤过程为DNA复制，催化⑤过程的酶能耐高温D．如果RNA单链中有碱基100个，其中A占25%，U占15%，则通过该过程合成的一个双链DNA片段中有胞嘧啶30个解析：由题干可知，通过反转录过程合成的一条双链DNA片段中有胞嘧啶60个。核酸酶H和高温都可以解开螺旋。4．应用转基因技术可生产人类所需要的转基因产品，如利用大肠杆菌生产人胰岛素。下列选项中能说明人胰岛素基因在受体细胞中得以表达的是(C)A．在大肠杆菌细胞中检测到人的胰岛素基因B．在大肠杆菌细胞中检测到人胰岛素基因转录出的mRNAC．在大肠杆菌的代谢产物中检测到人胰岛素D．在含有四环素的培养基中培养出大肠杆菌解析：在大肠杆菌细胞中检测到人的胰岛素基因，只能说明胰岛素基因导入成功，但不一定能合成胰岛素，A错误；在大肠杆菌细胞中检测到人胰岛素基因转录出的mRNA，只能说明胰岛素基因转录成功，但不一定能合成胰岛素，B错误；人胰岛素基因在大肠杆菌中得以表达的标志是通过转录和翻译合成人的胰岛素，所以在大肠杆菌的代谢产物中检测到人胰岛素，说明人胰岛素基因在受体细胞中得以表达，C正确；若基因表达载体上有四环素抗性基因，则在含有四环素的培养基中大肠杆菌能生存，说明目的基因成功导入到受体细胞中，但不一定能合成胰岛素，D错误。5．基因工程中，用“鸟枪法”获得的真核细胞的基因中因含有不能表达的DNA片段而不能直接用于基因的扩增与表达。因此在获取真核细胞的基因时，一般用人工合成基因的方法，下图便是一条重要的途径。下列叙述正确的是(B)A．过程①前后两种物质的种类是一一对应的B．过程②前后两种物质的种类是一一对应的C．过程①和过程②前后两种物质的种类都是一一对应的D．过程①和过程②前后两种物质的种类都不是一一对应的解析：本题考查目的基因的获取方法和识图能力。从图中可以看出过程②表示的是由mRNA合成DNA过程，其过程遵循严格的碱基互补配对关系，所以过程②前后两种物质的种类是一一对应的；过程①表示用已知蛋白质的氨基酸序列推知mRNA的碱基序列，由于一种氨基酸可以由多个密码子来决定，所以过程①前后两种物质的种类不是一一对应的。二、非选择题6．如图所示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PCR技术，利用的原理是DNA双链复制，其中过程①为DNA解旋。(2)B→C为抗虫棉的培育过程，其中过程③常用的方法是农杆菌转化法。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，请写出在生物个体水平上的鉴定过程：让害虫吞食转基因抗虫棉的叶子，观察害虫的存活情况，以确定是否具有抗虫性状。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双链的复制，其中①为DNA的解旋过程；B→C为抗虫棉培育过程，过程③为将目的基因导入植物细胞的过程，常用方法为农杆菌转化法。7．植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。回答下列问题：(1)理论上，基因组文库含有生物的全部基因；而cDNA文库中含有生物的部分(其他合理答案也可)基因。(2)若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中筛选出所需的耐旱基因。(3)将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物乙的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的表达产物，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的耐旱性是否得到提高。(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为31时，则可推测该耐旱基因整合到了同源染色体的一条上(填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”)。解析：(1)基因组文库包含某种生物所有的基因，而cDNA文库包含某种生物的部分基因。(2)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关，若要从植物甲中获得耐旱基因，首先应建立该植物的基因组文库，然后再从中筛选出所需的耐旱基因。(3)从植物甲中获得耐旱基因后，通常采用农杆菌转化法，将该耐旱基因导入植物乙的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。若要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的表达产物，如果检测结果为阳性，说明该耐旱基因已经翻译成相应的蛋白质。此后还需要进行个体生物学水平的检测，即在田间试验中检测植株的耐旱性是否得到提高。(4)若得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱和不耐旱植株的数量比为31，符合基因的分离定律，可知得到的二倍体转基因耐旱植株为杂合子，因此可推测该耐旱基因整合到了同源染色体的一条上。[求异思维]P8你能推测出由mRNA反转录形成cDNA的过程大致分为哪些步骤吗？[提示]1970年，特明(H.M.Temin)和巴尔德摩(D.Baltimore)证实了RNA病毒中含有一种能将RNA转录成DNA的酶，这种酶被称为依赖RNA的DNA聚合酶，由于与中心法则中的从DNA到RNA的转录是反向的，所以称为反转录酶。反转录酶既可以利用DNA又可以利用RNA作为模板合成与之互补的DNA链。像其他DNA聚合酶一样，反转录酶也以5′→3′方向合成DNA(下图)。cDNA合成过程是：第一步，反转录酶以RNA为模板合成一条与RNA互补的DNA单链，形成RNA—DNA杂交分子。第二步，核酸酶H使RNA—DNA杂交分子中的RNA链降解，使之变成单链的DNA。第三步，以单链DNA为模板，在DNA聚合酶的作用下合成另一条互补的DNA链，形成双链DNA分子。[寻根问底]P9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？[提示]构建基因文库是获取目的基因的方法之一，并不是唯一的方式。如果所需要的目的基因序列已知，就可以通过PCR方式从含有该基因的生物的DNA中直接获得，也可以通过反转录，用PCR方式从mRNA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的全基因组序列，往往就需要构建基因文库。[寻根问底]P11将生物的所有DNA直接导入受体细胞不是更简便吗？如果这么做，结果会怎样？[提示]有人采用总DNA注射法进行遗传转化，即将一个生物中的总DNA提取出来，通过注射或花粉管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。[思考与探究]P151．作为基因工程表达载体，只需含有目的基因就可以完成任务吗？为什么？[提示]不可以。因为目的基因在表达载体中得到表达并发挥作用，还需要有其他控制元件，如启动子、终止子和标记基因等。必须构建上述元件的主要理由是：(1)生物之间进行基因交流，需使用启动子和终止子才能比较有利于基因的表达，如通过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生物中，此目的基因无法进行转录；(2)目的基因是否导入受体生物中需要有筛选标记；(3)为了增强目的基因的表达水平，往往还要增加一些其他调控元件，如增强子等；(4)有时需要确定目的基因表达的产物存在于细胞的什么部位，往往要加上可以标识存在部位的基因(或做成目的基因与标识基因的融合基因)，如绿色荧光蛋白基因等。2．根据农杆菌可将目的基因导入双子叶植物的机理，你能分析出农杆菌不能将目的基因导入单子叶植物的原因吗？若想将一个抗病基因导入单子叶植物(如小麦)，从理论上说，你认为应该怎样做？[提示