基礎知識梳理

1、基礎知識梳理一、基因工程的應用一、基因工程的應用1植物基因工程的成果植物基因工程的成果提高農(nóng)作物的提高農(nóng)作物的 能力、改良農(nóng)作物的能力、改良農(nóng)作物的品質(zhì)、利用植物生產(chǎn)品質(zhì)、利用植物生產(chǎn) 等。等。(1)抗蟲轉基因植物抗蟲轉基因植物方法：將方法：將 導入植物體，使其導入植物體，使其具有抗蟲性。具有抗蟲性?？鼓婵鼓嫠幬锼幬餁⑾x基因殺蟲基因基礎知識梳理成果：各種抗蟲作物，如抗蟲水稻、成果：各種抗蟲作物，如抗蟲水稻、抗蟲棉、抗蟲玉米等?？瓜x棉、抗蟲玉米等。意義：減少意義：減少 ，降低生產(chǎn)成本，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染。減少環(huán)境污染。主要殺蟲基因：主要殺蟲基因： 、蛋白、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基

2、因、植物凝酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等。集素基因等。農(nóng)藥用量農(nóng)藥用量Bt毒蛋白基因毒蛋白基因基礎知識梳理(2)抗病轉基因植物抗病轉基因植物方法：將方法：將 導入植物體中，使其具有抗導入植物體中，使其具有抗病特性。病特性。成果：多種抗病作物，如抗病的煙草、小麥、成果：多種抗病作物，如抗病的煙草、小麥、甜椒、番茄等。甜椒、番茄等。意義：提高作物抗病力，增產(chǎn)。意義：提高作物抗病力，增產(chǎn)。主要抗病基因：抗病毒的主要抗病基因：抗病毒的 和和病毒的復制酶基因；抗真菌的病毒的復制酶基因；抗真菌的 基因和抗毒素基因和抗毒素合成基因。合成基因?？共』蚩共』虿《就鈿さ鞍谆虿《就鈿さ鞍谆?/p>

3、幾丁質(zhì)酶幾丁質(zhì)酶基礎知識梳理(3)抗逆轉基因植物抗逆轉基因植物方法：將方法：將 基因導入植物體，獲得抗逆作物。基因導入植物體，獲得抗逆作物。成果：多種抗逆植物，如抗鹽堿和干旱的煙草、成果：多種抗逆植物，如抗鹽堿和干旱的煙草、抗寒番茄、抗除草劑大豆和玉米等。抗寒番茄、抗除草劑大豆和玉米等。意義：提高作物抗逆能力，穩(wěn)定高產(chǎn)。意義：提高作物抗逆能力，穩(wěn)定高產(chǎn)。主要抗逆基因：抗鹽堿、抗干旱的主要抗逆基因：抗鹽堿、抗干旱的 基基因、耐寒的因、耐寒的 基因、抗除草劑基因。基因、抗除草劑基因?？鼓婵鼓鏉B透壓調(diào)節(jié)滲透壓調(diào)節(jié)抗凍蛋白抗凍蛋白基礎知識梳理 (4)利用轉基因改良植物的品質(zhì)利用轉基因改良植物的品質(zhì) 方

4、法：將優(yōu)良性狀基因導入植物體，獲得方法：將優(yōu)良性狀基因導入植物體，獲得 。 成果：成果： 含量較高的玉米、耐儲存番含量較高的玉米、耐儲存番茄、新花色的矮牽牛。茄、新花色的矮牽牛。 意義：改良植物的某些品種。意義：改良植物的某些品種。 主要優(yōu)良性狀基因：主要優(yōu)良性狀基因： 的的蛋白質(zhì)編碼基因、控制番茄果實成熟的基因、與植蛋白質(zhì)編碼基因、控制番茄果實成熟的基因、與植物花青素代謝有關的基因。物花青素代謝有關的基因。優(yōu)優(yōu)良品質(zhì)植物良品質(zhì)植物賴氨酸賴氨酸提高必需氨基酸含量提高必需氨基酸含量基礎知識梳理2動物基因工程的成果動物基因工程的成果(1)提高動物的生長速度提高動物的生長速度生長基因：外源生長基因：

5、外源 基因?；颉３晒恨D基因綿羊、轉基因鯉魚。成果：轉基因綿羊、轉基因鯉魚。(2)改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)優(yōu)良基因：腸優(yōu)良基因：腸 基因?；颉３晒恨D基因牛乳汁中成果：轉基因牛乳汁中 含量少。含量少。生長激素生長激素乳糖酶乳糖酶乳糖乳糖基礎知識梳理(3)轉基因動物生產(chǎn)藥物轉基因動物生產(chǎn)藥物基因來源：藥用蛋白基因乳腺蛋白基基因來源：藥用蛋白基因乳腺蛋白基因的因的 。成果：乳腺生物反應器。成果：乳腺生物反應器。(4)轉基因動物作器官移植的供體轉基因動物作器官移植的供體器官供體：抑制或除去器官供體：抑制或除去 。成果：利用成果：利用 培育沒有免疫排斥培育沒有免疫排斥反應的豬器官。反應的豬

6、器官。啟動子啟動子抗原決定基因抗原決定基因克隆技術克隆技術基礎知識梳理3基因工程藥物基因工程藥物(1)來源：轉基因來源：轉基因 。(2)成果：成果： 、抗體、疫苗、激、抗體、疫苗、激素等。素等。(3)作用：預防和治療人類腫瘤、心血作用：預防和治療人類腫瘤、心血管疾病、遺傳病、各種傳染病、管疾病、遺傳病、各種傳染病、 、類、類風濕等疾病。風濕等疾病。工程菌工程菌淋巴因子淋巴因子糖尿病糖尿病基礎知識梳理4基因治療基因治療(1)特點：把特點：把 導入病人體內(nèi)，使導入病人體內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的。疾病的目的。(2)成果：將腺苷酸脫氨

7、酶基因導入患者成果：將腺苷酸脫氨酶基因導入患者的的 ，治療復合型免疫缺陷癥。，治療復合型免疫缺陷癥。(3)方法：分為體外基因治療法和方法：分為體外基因治療法和 基基因治療法。因治療法。正常基因正?；蝮w內(nèi)體內(nèi)淋巴細胞淋巴細胞基礎知識梳理二、蛋白質(zhì)工程二、蛋白質(zhì)工程1蛋白質(zhì)工程的崛起蛋白質(zhì)工程的崛起(1)實質(zhì)：將一種生物的實質(zhì)：將一種生物的 轉移到另轉移到另一種生物體內(nèi)，后者產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的蛋一種生物體內(nèi)，后者產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，從而產(chǎn)生新性狀。白質(zhì)，從而產(chǎn)生新性狀。(2)目的：生產(chǎn)符合人們生活需要的、目的：生產(chǎn)符合人們生活需要的、并非自然界已存在的并非自然界已存在的 ?；蚧虻鞍踪|(zhì)蛋

8、白質(zhì)基礎知識梳理(3)實例：天冬氨酸激酶和實例：天冬氨酸激酶和 的的活性受細胞內(nèi)活性受細胞內(nèi) 的影響，當賴氨酸濃度達到一的影響，當賴氨酸濃度達到一定量時會抑制這兩種酶的活性，改變兩種酶的特性后，定量時會抑制這兩種酶的活性，改變兩種酶的特性后，玉米游離賴氨酸含量提高。玉米游離賴氨酸含量提高。二氫吡啶二羧酸合成酶二氫吡啶二羧酸合成酶賴氨酸濃度賴氨酸濃度基礎知識梳理2蛋白質(zhì)工程原理蛋白質(zhì)工程原理(1)目的：根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能目的：根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋白質(zhì)結構進行分子設的特定需求，對蛋白質(zhì)結構進行分子設計。計。(2)原理：原理： 。(3)過程：預期蛋白質(zhì)功能過程：預期蛋白質(zhì)功能設設計

9、計 結構結構推測應有的氨推測應有的氨基酸序列基酸序列找到對應的找到對應的 序序列列(基因基因)。3蛋白質(zhì)工程進展蛋白質(zhì)工程進展前景廣闊，但目前成功的例子不多。前景廣闊，但目前成功的例子不多。基因改造基因改造預期的蛋白質(zhì)預期的蛋白質(zhì)脫氧核苷酸脫氧核苷酸核心要點突破一、基因工程的應用成果一、基因工程的應用成果1乳腺生物反應器與微生物生產(chǎn)的比較乳腺生物反應器與微生物生產(chǎn)的比較 類型類型項目項目乳腺生物反應器乳腺生物反應器微生物生產(chǎn)微生物生產(chǎn)基因結構基因結構動物基因結構與人類基因動物基因結構與人類基因結構相同結構相同與人類基因結構不同與人類基因結構不同基因表達基因表達與天然蛋白質(zhì)活性沒有區(qū)與天然蛋白質(zhì)

10、活性沒有區(qū)別別由于缺少內(nèi)質(zhì)由于缺少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、網(wǎng)、高爾基體等細胞器，產(chǎn)高爾基體等細胞器，產(chǎn)物可能不具有生物活性物可能不具有生物活性產(chǎn)物提取產(chǎn)物提取從乳汁中較易分離提取從乳汁中較易分離提取從細胞中提取，較為復從細胞中提取，較為復雜雜生產(chǎn)設備生產(chǎn)設備畜牧業(yè)生產(chǎn)，加提取設備畜牧業(yè)生產(chǎn)，加提取設備工業(yè)生產(chǎn)，設備精良工業(yè)生產(chǎn)，設備精良核心要點突破【易誤警示易誤警示】乳腺生物反應器受生物乳腺生物反應器受生物性別的限制，若從動物尿液中提取目的基因性別的限制，若從動物尿液中提取目的基因產(chǎn)物則不受性別限制。產(chǎn)物則不受性別限制。核心要點突破2基因治療基因治療 項目項目類型類型外源基因外源基因類型及舉類型及舉例例過程過

11、程特點特點成果舉例成果舉例體外基因體外基因治療治療腺 苷 酸 脫腺 苷 酸 脫氨酶基因氨酶基因(1)從病人體內(nèi)獲得某從病人體內(nèi)獲得某種細胞種細胞(2)細胞培養(yǎng)細胞培養(yǎng)(3)體外完成基因轉移體外完成基因轉移(4)篩選并擴增培養(yǎng)篩選并擴增培養(yǎng)(5)重新輸入患者體內(nèi)重新輸入患者體內(nèi)操 作 復操 作 復雜 ， 但雜 ， 但成 功 率成 功 率高高治療復合治療復合型免疫缺型免疫缺陷癥陷癥體內(nèi)基因體內(nèi)基因治療治療治 療 遺 傳治 療 遺 傳性 囊 性 纖性 囊 性 纖維 化 病 的維 化 病 的基因基因外源基因外源基因載體攜帶載體攜帶 體內(nèi)相應組織體內(nèi)相應組織細胞細胞操 作 簡操 作 簡單 ， 成單 ，

12、成功率低功率低治療遺傳治療遺傳性囊性纖性囊性纖維化病維化病核心要點突破【易誤警示易誤警示】基因治療是治療人類遺基因治療是治療人類遺傳病的根本方法，但由于尚未全面了解基因傳病的根本方法，但由于尚未全面了解基因調(diào)控機制和疾病的分子機理，基因治療只處調(diào)控機制和疾病的分子機理，基因治療只處于初期的臨床試驗階段。于初期的臨床試驗階段。核心要點突破即時應用1.(2010年黃岡模擬年黃岡模擬)科學家已能運用科學家已能運用基因工程技術，讓羊合成并由乳腺分泌抗基因工程技術，讓羊合成并由乳腺分泌抗體，相關敘述中正確的是體，相關敘述中正確的是()該技術將導致定向變異該技術將導致定向變異DNA連接酶把目的基因與載體黏

13、性末端的堿基連接酶把目的基因與載體黏性末端的堿基對連接起來對連接起來蛋白質(zhì)中的氨基酸序列可蛋白質(zhì)中的氨基酸序列可為合成目的基因提供資料為合成目的基因提供資料受精卵是理受精卵是理想的受體想的受體核心要點突破ABC D答案答案：B核心要點突破2(2010年江蘇省南京市模擬年江蘇省南京市模擬)如圖是如圖是將人的生長激素基因導入細菌將人的生長激素基因導入細菌B細胞內(nèi)制造細胞內(nèi)制造“工程菌工程菌”的示意圖。已知細菌的示意圖。已知細菌B細胞內(nèi)不細胞內(nèi)不含質(zhì)粒含質(zhì)粒A，也不含質(zhì)粒，也不含質(zhì)粒A上的基因。判斷下上的基因。判斷下列說法正確的是列說法正確的是()核心要點突破A將重組質(zhì)粒導入細菌將重組質(zhì)粒導入細菌B

14、常用的方法常用的方法是顯微注射法是顯微注射法B將完成導入過程后的細菌涂布在含將完成導入過程后的細菌涂布在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能生長的只是導有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能生長的只是導入了重組質(zhì)粒的細菌入了重組質(zhì)粒的細菌C將完成導入過程后的細菌涂布在含將完成導入過程后的細菌涂布在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，能生長的就是導入了有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，能生長的就是導入了質(zhì)粒質(zhì)粒A的細菌的細菌D目的基因成功表達的標志是受體細目的基因成功表達的標志是受體細胞能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長胞能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長答案答案：C 核心要點突破二、蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較二、蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較核心要

15、點突破蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程基因工程基因工程蛋白蛋白質(zhì)質(zhì)合成自然界不存在的蛋白質(zhì)合成自然界不存在的蛋白質(zhì)合成天然存在的合成天然存在的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)實質(zhì)實質(zhì)改造基因改造基因將目的基因從供將目的基因從供體生物轉移到受體生物轉移到受體生物，并在受體生物，并在受體生物中表達體生物中表達操作操作程序程序基本基本思路思路確定蛋白質(zhì)功能確定蛋白質(zhì)功能設計預期蛋設計預期蛋白質(zhì)結構白質(zhì)結構推測氨基酸序列推測氨基酸序列找到對應的脫氧核苷酸序列找到對應的脫氧核苷酸序列人工合成目的人工合成目的基因基因 相應相應生物功能蛋白質(zhì)生物功能蛋白質(zhì)遵循中心法則：遵循中心法則：從從DNAmRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)產(chǎn)生產(chǎn)生生物活性生物活性核

16、心要點突破蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程基因工程基因工程應用應用及現(xiàn)及現(xiàn)狀狀主要集中在對現(xiàn)有主要集中在對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，蛋白質(zhì)進行改造，例如例如干擾素、天干擾素、天冬氨酸激酶和二氫冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶吡啶二羧酸合成酶等。目前還沒有真等。目前還沒有真正成功的例子，原正成功的例子，原因是蛋白質(zhì)高級結因是蛋白質(zhì)高級結構非常復雜，人們構非常復雜，人們對此知之甚少對此知之甚少已被廣泛應用，轉已被廣泛應用，轉基因植物、動物、基因植物、動物、藥品生產(chǎn)等已商業(yè)藥品生產(chǎn)等已商業(yè)化，但基因治療僅化，但基因治療僅處于實驗階段，未處于實驗階段，未實踐應用實踐應用核心要點突破【易誤警示易誤警示】(1)二者都屬于分

17、子水二者都屬于分子水平上的操作。平上的操作。(2)蛋白質(zhì)工程的本質(zhì)是通過改造基因蛋白質(zhì)工程的本質(zhì)是通過改造基因進而形成自然界不存在的蛋白質(zhì)，所以被形進而形成自然界不存在的蛋白質(zhì)，所以被形象地稱為第二代基因工程。象地稱為第二代基因工程。(3)對基因進行改造后，編碼的蛋白質(zhì)對基因進行改造后，編碼的蛋白質(zhì)可以遺傳下去，而直接改造蛋白質(zhì)卻不能遺可以遺傳下去，而直接改造蛋白質(zhì)卻不能遺傳。傳。核心要點突破即時應用3.蛋白質(zhì)工程與基因工程相比，其突出特點是蛋白質(zhì)工程與基因工程相比，其突出特點是()A基因工程原則上能生產(chǎn)任何蛋白質(zhì)基因工程原則上能生產(chǎn)任何蛋白質(zhì)B蛋白質(zhì)工程能對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進行改造，蛋白質(zhì)工程能

18、對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進行改造，或制造出一種新的蛋白質(zhì)或制造出一種新的蛋白質(zhì)C蛋白質(zhì)工程可以不通過轉錄和翻譯來實現(xiàn)蛋白質(zhì)工程可以不通過轉錄和翻譯來實現(xiàn)D蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎上延伸出蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎上延伸出來的第三代基因工程來的第三代基因工程答案答案：B(2009年高考江蘇卷年高考江蘇卷)蘇云金桿菌蘇云金桿菌(Bt)能能產(chǎn)生具有殺蟲能力的毒素蛋白。下圖是轉產(chǎn)生具有殺蟲能力的毒素蛋白。下圖是轉Bt毒素蛋白基因植物的培育過程示意圖毒素蛋白基因植物的培育過程示意圖(ampr為抗氨芐青霉素基因為抗氨芐青霉素基因)，據(jù)圖回答下列問題。，據(jù)圖回答下列問題。高頻考點例析高頻考點例析考點一考點一 基

19、因工程的應用基因工程的應用例例1高頻考點例析高頻考點例析(1)將圖中將圖中的的DNA用用Hind 、Bam H完全酶切后，反應管中有完全酶切后，反應管中有種種DNA片段。片段。(2)圖中圖中表示表示Hind 與與Bam H酶切、酶切、DNA連接酶連接的過程，此過程可獲得連接酶連接的過程，此過程可獲得種重組質(zhì)粒；如果換用種重組質(zhì)粒；如果換用Bst 與與BamH酶酶切，目的基因與質(zhì)粒連接后可獲得切，目的基因與質(zhì)粒連接后可獲得_種重組質(zhì)粒。種重組質(zhì)粒。高頻考點例析(3)目的基因插入質(zhì)粒后，不能影響質(zhì)目的基因插入質(zhì)粒后，不能影響質(zhì)粒的粒的_。(4)圖中圖中的的Ti質(zhì)粒調(diào)控合成的質(zhì)粒調(diào)控合成的vir蛋白

20、，蛋白，可以協(xié)助帶有目的基因的可以協(xié)助帶有目的基因的TDNA導入植物導入植物細胞，并防止植物細胞中細胞，并防止植物細胞中_對對TDNA的降解。的降解。高頻考點例析(5)已知轉基因植物中毒素蛋白只結合已知轉基因植物中毒素蛋白只結合某些昆蟲腸上皮細胞表面的特異受體，使細某些昆蟲腸上皮細胞表面的特異受體，使細胞膜穿孔，腸細胞裂解，昆蟲死亡。而該毒胞膜穿孔，腸細胞裂解，昆蟲死亡。而該毒素蛋白對人類的風險相對較小，原因是人類素蛋白對人類的風險相對較小，原因是人類腸上皮細胞腸上皮細胞_。(6)生產(chǎn)上常將上述轉基因作物與非轉生產(chǎn)上常將上述轉基因作物與非轉基因作物混合播種，其目的是降低害蟲種群基因作物混合播種

21、，其目的是降低害蟲種群中的中的_基因頻率的增長速率。基因頻率的增長速率。高頻考點例析【解析解析】本題重點考查轉基因技術的本題重點考查轉基因技術的相關知識，需特別注意基因工程的步驟、相關知識，需特別注意基因工程的步驟、DNA的復制、基因工程的操作工具等知識。的復制、基因工程的操作工具等知識。本題需特別注意圖示過程，從中獲取有效信本題需特別注意圖示過程，從中獲取有效信息，然后結合課本知識即可正確解答。息，然后結合課本知識即可正確解答?！敬鸢复鸢浮?1)4(2)21(3)復制復制(4)DNA水解酶水解酶(5)表面無相應的特異性受表面無相應的特異性受體體(6)抗性抗性高頻考點例析考點二考點二 蛋白質(zhì)工

22、程及其綜合應用蛋白質(zhì)工程及其綜合應用例例2(2009年高考廣東卷年高考廣東卷)(1)飼料加工過程溫飼料加工過程溫度較高，要求植酸酶具有較好的高溫穩(wěn)定性。度較高，要求植酸酶具有較好的高溫穩(wěn)定性。利用蛋白質(zhì)工程技術對其進行改造時，首先利用蛋白質(zhì)工程技術對其進行改造時，首先必須了解植酸酶的必須了解植酸酶的_，然后改變植酸，然后改變植酸酶的酶的_，從而得到新的植酸酶。，從而得到新的植酸酶。高頻考點例析(2)培育轉植酸酶基因的大豆，可提高培育轉植酸酶基因的大豆，可提高其作為飼料原料時磷的利用率。將植酸酶基其作為飼料原料時磷的利用率。將植酸酶基因導入大豆細胞常用的方法是因導入大豆細胞常用的方法是_。請。請

23、簡述獲得轉基因植株的完整過程。簡述獲得轉基因植株的完整過程。(3)為了提高豬對飼料中磷的利用率，為了提高豬對飼料中磷的利用率，科學家將帶有植酸酶基因的重組質(zhì)粒通過科學家將帶有植酸酶基因的重組質(zhì)粒通過_轉入豬的受精卵中。該受精卵培養(yǎng)轉入豬的受精卵中。該受精卵培養(yǎng)至一定時期后可通過至一定時期后可通過_方法，從而一方法，從而一次得到多個轉基因豬個體。次得到多個轉基因豬個體。(4)若這些轉基因動、植物進入生態(tài)環(huán)若這些轉基因動、植物進入生態(tài)環(huán)境中，對生態(tài)環(huán)境有何影響？境中，對生態(tài)環(huán)境有何影響？高頻考點例析【解析解析】(1)蛋白質(zhì)工程首先要根據(jù)蛋白質(zhì)工程首先要根據(jù)已有蛋白質(zhì)，從預期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設已有蛋白質(zhì)，從預期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設計預期的蛋白質(zhì)結構，推測應有的氨基酸序計預期的蛋白質(zhì)結構，推測應有的氨基酸序列，找到相應的脫氧核苷酸序列，合成目的列，找到相應的脫氧核苷酸序列，合成目的基因，再通過基因工程產(chǎn)生轉基因生物?；?，再通過基因工程產(chǎn)生轉基因生物。(2)將目的基因導入植物細胞的方法有：將目的基因導入植物細胞的方法有：農(nóng)桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法，農(nóng)桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法，其中有其中有80%的轉基因植物都是通過農(nóng)桿菌轉的轉基因植物都是通過農(nóng)桿菌轉化法產(chǎn)生的?；óa(chǎn)生的。高頻考點例析(3)動物細胞核的全能性受細胞質(zhì)的抑動物細胞核的全能性受細胞質(zhì)的抑制，故目的