高考生物一輪復(fù)習(xí)配套課件：選修3-專題1-基因工程

歡迎來到生物課堂歡迎來到生物課堂選修3現(xiàn)代生物科技專題選修3現(xiàn)代生物科技專題[展示考綱考頻]1.基因工程的誕生(Ⅰ)[☆]2.基因工程的原理及技術(shù)(Ⅱ)[☆☆☆]3.基因工程的應(yīng)用(Ⅱ)[☆☆☆]4.蛋白質(zhì)工程(Ⅰ)[☆]5.DNA的粗提取與鑒定(實驗)[☆]專題1基因工程[展示考綱考頻]1.基因工程的誕生(Ⅰ)[☆]2.基因工一、基因工程的工具1．限制酶(1)來源：主要從

中分離純化。(2)特點：識別雙鏈DNA中某種

，并且使特定部位的

斷開。(3)類型形成：產(chǎn)生

或

兩種形式。2．DNA連接酶(2)功能：將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開的兩個核苷酸間的

。特定核苷酸序列核苷酸之間的磷酸二酯鍵黏性末端平末端原核生物磷酸二酯鍵一、基因工程的工具特定核苷酸序列核苷酸之間的磷酸二酯鍵黏性末3．載體(1)條件：能在受體細胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存；具有一至多個

；具有

。(3)作用：

。(4)特點：可在細胞中

或整合到

上隨染色體DNA進行同步復(fù)制。二、基因工程的操作程序1．獲取目的基因(1)目的基因：主要指編碼蛋白質(zhì)的基因。限制酶切點標(biāo)記基因攜帶外源DNA片段進入受體細胞染色體DNA自我復(fù)制3．載體限制酶切點標(biāo)記基因攜帶外源DNA片段進入受體細胞染色2．基因表達載體的構(gòu)建——基因工程的核心(1)目的：使目的基因在受體細胞中

，并且可以

，同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。(2)基因表達載體組成：目的基因＋啟動子＋終止子＋標(biāo)記基因。啟動子：

，能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。終止子：使轉(zhuǎn)錄終止的一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA短片段。標(biāo)記基因：作用是鑒定受體細胞中是否含有

。穩(wěn)定存在遺傳給下一代RNA聚合酶識別和結(jié)合部位目的基因2．基因表達載體的構(gòu)建——基因工程的核心穩(wěn)定存在遺傳給下一代(3)構(gòu)建過程(3)構(gòu)建過程3．將目的基因?qū)胧荏w細胞(1)植物細胞：

。(2)動物細胞：

。(3)微生物細胞：

。4．目的基因的檢測與鑒定農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射法感受態(tài)細胞法3．將目的基因?qū)胧荏w細胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射法感受態(tài)細胞法三、基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程1．轉(zhuǎn)基因生物(1)概念：是指利用基因工程技術(shù)導(dǎo)入

培育出的能夠?qū)⑿滦誀罘€(wěn)定地遺傳給后代的基因工程生物。(2)優(yōu)點：運用基因工程改良動植物品種最突出的優(yōu)點是能打破常規(guī)育種難以突破的

。2．基因工程的應(yīng)用(1)動物基因工程：用于提高動物生長速度從而提高產(chǎn)品

；用于改善畜產(chǎn)品品質(zhì)；用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)

；用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的

等。(2)植物基因工程：培育抗蟲轉(zhuǎn)基因植物、抗病轉(zhuǎn)基因植物和抗逆轉(zhuǎn)基因植物；利用轉(zhuǎn)基因改良植物的

。(3)基因診斷：又稱為DNA診斷，是采用

的方法來判斷患者是否出現(xiàn)了基因異常或攜帶病原體。外源基因物種之間的界限產(chǎn)量藥物供體品質(zhì)基因檢測三、基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程外源基因物種之間的界限產(chǎn)量藥物(4)基因治療：指利用

置換或彌補缺陷基因的治療方法。實例：ADA基因缺陷癥的基因治療。3．蛋白質(zhì)工程(1)概念：以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與

作為基礎(chǔ)，通過

，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。(2)基本途徑：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的

序列→找到對應(yīng)的

序列(基因)。正?；蛏锕δ艿年P(guān)系基因修飾或基因合成氨基酸脫氧核苷酸(4)基因治療：指利用 置換或彌補缺陷基因的治療方法。實例思考辨析1．判斷關(guān)于基因工程工具及基本操作過程說法的正誤。(1)限制酶只能用于切割目的基因(×)(2)DNA連接酶能將兩堿基間通過形成氫鍵連接起來(×)(3)E·coliDNA連接酶既可以連接平末端，又可以連接黏性末端(×)(4)載體的作用是攜帶目的基因?qū)胧荏w細胞中，使之穩(wěn)定存在并表達(√)(5)質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子，是基因工程常用的載體(√)(6)檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細胞可用抗原—抗體雜交技術(shù)(×)(7)目的基因?qū)腚p子葉植物一般采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(√)思考辨析2．判斷關(guān)于基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程說法的正誤。(1)蛋白質(zhì)工程可按照人的意愿生產(chǎn)出自然界中不存在的蛋白質(zhì)(√)(2)基因治療是把正常基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的(√)(3)利用PCR技術(shù)能合成目的基因(×)(4)利用乳腺生物反應(yīng)器能夠獲得一些重要的醫(yī)藥產(chǎn)品，如人的血清白蛋白，這是因為將人的血清白蛋白基因?qū)肓藙游锏娜橄偌毎?×)(5)目前，植物基因工程技術(shù)主要應(yīng)用于提高農(nóng)作物的抗逆性、生產(chǎn)某些天然藥物、改良農(nóng)作物的品質(zhì)、作器官移植的供體(×)2．判斷關(guān)于基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程說法的正誤。1．基因工程的概念基因工程的概念與操作工具分析1．基因工程的概念基因工程的概念與操作工具分析2.“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)(1)存在：主要存在于原核生物中。(2)特性：一種限制酶只能識別一種

，并且能在

切割DNA分子。(4)切割后末端的種類：DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式——

和平末端。特定的核苷酸序列特定的切點上黏性末端2.“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)特定的核苷酸3．分子縫合針——DNA連接酶(1)常用的種類：E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。3．分子縫合針——DNA連接酶(2)作用：把兩個DNA片段的“縫隙”(末端)連接起來。(3)作用實質(zhì)：使兩個DNA單鏈末端之間形成

而連接成一個DNA分子。4．分子的運輸車——載體(1)載體的作用：載體是基因運輸工具，在基因操作過程中，使用載體有兩個目的：一是用它作為運載工具，將目的基因送到宿主細胞中；二是利用它在宿主細胞內(nèi)對目的基因進行大量

。(2)載體的種類：目前，基因工程中經(jīng)常使用的載體主要有細菌的

、噬菌體、動植物病毒幾類。(3)載體具備的條件①能在宿主細胞內(nèi)

并

。②有多個限制酶切割位點，以便與外源基因連接。③具有某些

，以便進行篩選。磷酸二酯鍵復(fù)制質(zhì)粒穩(wěn)定保存大量復(fù)制遺傳標(biāo)記基因(2)作用：把兩個DNA片段的“縫隙”(末端)連接起來。磷酸[特別提醒](1)獲取目的基因和切割載體時使用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。(2)獲取一個目的基因需限制酶剪切兩次，共產(chǎn)生4個黏性末端或平末端。(3)限制酶切割位點的選擇必須保證標(biāo)記基因的完整性，以便于檢測。[特別提醒](1)獲取目的基因和切割載體時使用同一種限制酶1．繼哺乳動物乳腺生物反應(yīng)器研發(fā)成功后，膀胱生物反應(yīng)器的研究也取得了一定進展。最近，科學(xué)家培育出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。請回答：(1)將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細胞，常用方法是________。(2)在基因工程中，將目的基因與運載體結(jié)合時必須用________酶和________酶。常用的運載體有________等，而作為運載體必須具備相應(yīng)的條件，例如應(yīng)具有________以便進行篩選。進行基因轉(zhuǎn)移時，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入________中，原因是_______________。(3)通常采用________技術(shù)檢測外源基因是否插入了小鼠的基因組。(4)在研制膀胱生物反應(yīng)器時，應(yīng)使外源基因在小鼠的________細胞中特異性表達。1．繼哺乳動物乳腺生物反應(yīng)器研發(fā)成功后，膀胱生物反應(yīng)器的研究(5)為使外源基因在后代中長期保持，可將轉(zhuǎn)基因小鼠體細胞的________轉(zhuǎn)入小鼠去核卵母細胞中構(gòu)成重組細胞，使其發(fā)育成與供體具有相同性狀的個體。該技術(shù)稱為________。解析：本題考查基因工程的過程及應(yīng)用。將目的基因轉(zhuǎn)移到動物或者植物體內(nèi)，通過栽培轉(zhuǎn)基因植物或飼養(yǎng)轉(zhuǎn)基因動物來生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物或者疫苗，這種方法稱為生物反應(yīng)器。常用的生物反應(yīng)器是乳腺生物反應(yīng)器。將目的基因轉(zhuǎn)入動物體細胞的常用方法是顯微注射法。形成重組質(zhì)粒時，切割目的基因和載體要用同一種限制酶，然后再用DNA連接酶將目的基因與運載體相結(jié)合。培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因動物最常用的受體細胞是受精卵，因為受精卵是全能性最高的動物細胞。膀胱生物反應(yīng)器是利用膀胱上皮細胞產(chǎn)生人的生長激素，所以目的基因表達的場所是膀胱上皮細胞。只有無性繁殖才可以穩(wěn)定地保存該遺傳性狀，所以可以通過克隆的方法長期保存該外源基因。(5)為使外源基因在后代中長期保持，可將轉(zhuǎn)基因小鼠體細胞的_答案：(1)顯微注射法(2)同種限制DNA連接質(zhì)粒(或動植物病毒或噬菌體)標(biāo)記基因受精卵受精卵具有全能性，可使外源基因在相應(yīng)組織細胞中表達(3)DNA分子雜交(4)膀胱上皮(5)細胞核核移植(或克隆)答案：(1)顯微注射法(2)同種限制DNA連接質(zhì)粒(或1．目的基因的獲取(1)目的基因的獲取方法①從

中獲取，包括從供體細胞直接獲取和從基因文庫中獲取。②人工合成，包括

和

。(2)擴增目的基因①PCR技術(shù)的原理：DNA雙鏈復(fù)制。②PCR過程：加熱至90～95℃，DNA解鏈→冷卻到55～60℃，引物結(jié)合到互補DNA鏈→加熱至70～75℃，DNA聚合酶從引物起始進行互補鏈的合成?；蚬こ痰幕静僮鞒绦蛏锊牧戏崔D(zhuǎn)錄法化學(xué)合成法1．目的基因的獲取基因工程的基本操作程序生物材料反轉(zhuǎn)錄法化學(xué)(3)基因文庫、基因組文庫、cDNA文庫的概念及作用①基因組文庫：含有一種生物的

。②cDNA文庫：含有一種生物的

，一般由mRNA逆轉(zhuǎn)錄而來。③基因文庫包括基因組文庫和cDNA文庫。④作用：有了基因文庫，就可隨時從中提取所需要的目的基因，導(dǎo)入受體細胞使之表達。

2．基因表達載體的構(gòu)建全部基因部分基因(3)基因文庫、基因組文庫、cDNA文庫的概念及作用全部基因(1)基因表達載體的組成①

：一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端。它是RNA聚合酶識別、結(jié)合的部位。②終止子：一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA短片段，位于基因的尾端。作用是使

停止。③標(biāo)記基因：一般為抗生素

或熒光基因等，其作用是鑒別受體細胞中是否含有

(目的基因是否導(dǎo)入成功)。(2)基因表達載體的構(gòu)建方法啟動子轉(zhuǎn)錄過程抗性基因目的基因(1)基因表達載體的組成啟動子轉(zhuǎn)錄過程抗性基因目的基因3．將目的基因?qū)胧荏w細胞(1)轉(zhuǎn)化的概念：目的基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)

和

的過程。(2)常用的轉(zhuǎn)化方法(3)轉(zhuǎn)化實質(zhì)：目的基因整合到受體細胞

中。維持穩(wěn)定表達基因組3．將目的基因?qū)胧荏w細胞維持穩(wěn)定表達基因組4．目的基因的檢測和鑒定4．目的基因的檢測和鑒定[特別提醒](1)只有第三步將目的基因?qū)胧荏w細胞不需堿基互補配對，其余三個步驟都涉及堿基互補配對。(2)工具酶只有兩種：限制酶在操作程序1、2中用到且要求用同一種，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端；DNA連接酶只在操作程序2中用到。[特別提醒](1)只有第三步將目的基因?qū)胧荏w細胞不需堿基2．科學(xué)家通過基因工程方法，將蘇云金芽孢桿菌的Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入普通棉株細胞內(nèi)，并成功實現(xiàn)了表達，從而培育出了能抗棉鈴蟲的棉花植株——抗蟲棉。其過程大致如圖所示：(1)基因工程的操作程序主要包括的四個步驟是___________、________、______________、________________。(2)Ti質(zhì)粒是農(nóng)桿菌中的一種質(zhì)粒，其上有T-DNA，把目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA中是利用T-DNA______________________________________________的特點。(3)Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入普通棉株細胞內(nèi)并成功實現(xiàn)表達的過程，在基因工程中稱為________。(4)將目的基因?qū)胧荏w細胞的方法有很多種，該題中涉及的是________。2．科學(xué)家通過基因工程方法，將蘇云金芽孢桿菌的Bt毒蛋白基因(5)目的基因能否在棉株體內(nèi)穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性的關(guān)鍵是________________________，這需要通過檢測才能知道，檢測采用的方法是________。解析：解答本題需注意基因操作的四個步驟和相關(guān)的操作技術(shù)以及基因載體應(yīng)具備的條件。答案：(1)目的基因的獲取基因表達載體的構(gòu)建將目的基因?qū)胧荏w細胞目的基因的檢測與鑒定(2)可轉(zhuǎn)移至受體細胞并且整合到受體細胞染色體DNA上(3)轉(zhuǎn)化(4)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(5)目的基因是否插入了受體生物細胞的染色體DNA上DNA分子雜交技術(shù)(5)目的基因能否在棉株體內(nèi)穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性的關(guān)鍵是1．植物基因工程的應(yīng)用基因工程的應(yīng)用1．植物基因工程的應(yīng)用基因工程的應(yīng)用高考生物一輪復(fù)習(xí)配套課件：選修3-專題1-基因工程2.動物基因工程的應(yīng)用2.動物基因工程的應(yīng)用高考生物一輪復(fù)習(xí)配套課件：選修3-專題1-基因工程3.基因治療的類型比較3.基因治療的類型比較高考生物一輪復(fù)習(xí)配套課件：選修3-專題1-基因工程3．(2014年安徽合肥模擬)植物生物反應(yīng)器是指通過基因工程途徑，以常見的農(nóng)作物作為“化學(xué)工廠”，通過大規(guī)模種植，生產(chǎn)具有重要功能的蛋白，如人或動物的疫苗、抗體、工農(nóng)業(yè)用酶等各種高價值的生物制品的方法。列舉幾例如下表，請據(jù)此回答問題：3．(2014年安徽合肥模擬)植物生物反應(yīng)器是指通過基因工程(1)從基因工程的角度分析，將目的基因?qū)胫参锸荏w細胞的最常用的方法是________，運載體是________，目的基因能在植物體內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是________________。在檢測受體細胞中是否已經(jīng)導(dǎo)入目的基因時，分子水平上的檢測方法名稱是________。(2)從細胞工程的角度分析，建立“化學(xué)工廠”的理論基礎(chǔ)是________。從生態(tài)學(xué)角度考慮操作過程需要________。(3)分析說明煙草生物反應(yīng)器Ⅱ生產(chǎn)的藥物作用機理是_______。(4)從細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能上分析，生長激素不能使煙草細胞生長的原因是________________；吃G蛋白基因已有效表達的番茄果實________(能、不能)預(yù)防狂犬病。(1)從基因工程的角度分析，將目的基因?qū)胫参锸荏w細胞的最常解析：(1)將目的基因?qū)胫参锸荏w細胞的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，農(nóng)桿菌中含有Ti質(zhì)粒，其上的TDNA能將目的基因整合到植物染色體DNA上去。目的基因在受體細胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是目的基因是否整合到受體細胞的染色體DNA上，可以利用DNA分子雜交技術(shù)來檢測。(2)化學(xué)工廠指利用轉(zhuǎn)基因植株生產(chǎn)人類所需功能蛋白，轉(zhuǎn)基因植物細胞形成轉(zhuǎn)基因植株過程是通過植物組織培養(yǎng)來實現(xiàn)的，其理論基礎(chǔ)是植物細胞的全能性。植物組織培養(yǎng)整個過程應(yīng)無菌操作。(3)煙草生物反應(yīng)器Ⅱ生產(chǎn)的是核糖體抑制蛋白，能抑制HIV感染者的T細胞中核糖體功能，導(dǎo)致HIV蛋白質(zhì)合成受阻，從而抑制HIV的增殖。(4)植物細胞膜上沒有生長激素的受體，所以生長激素不能促進植物細胞生長。G蛋白是大分子的蛋白質(zhì)，食用G蛋白后G蛋白被分解成氨基酸，不能達到預(yù)防狂犬病的目的。解析：(1)將目的基因?qū)胫参锸荏w細胞的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化答案：(1)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法Ti質(zhì)粒整合到受體細胞染色體的DNA上DNA分子雜交技術(shù)(2)細胞的全能性無菌操作(或預(yù)防微生物感染或預(yù)防雜菌污染)(3)該藥物能抑制HIV感染者的T細胞(或被HIV感染的人體細胞)的核糖體合成HIV蛋白質(zhì)(4)煙草細胞(膜)上無生長激素的受體不能答案：(1)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法Ti質(zhì)粒整合到受體細胞染色體的D1．概念：以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過

或

，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行

，或制造一種

，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。2．基本原理：它可以根據(jù)人的需求來設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，又稱為第二代基因工程。3．基本途徑：從

蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的

→找到相對應(yīng)的

(基因)，流程如圖：蛋白質(zhì)工程基因修飾基因合成改造新的蛋白質(zhì)預(yù)期氨基酸序列脫氧核苷酸序列1．概念：以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通4．應(yīng)用：主要集中應(yīng)用于對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，改良生物性狀。5．蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較4．應(yīng)用：主要集中應(yīng)用于對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，改良生物性狀。高考生物一輪復(fù)習(xí)配套課件：選修3-專題1-基因工程4．干擾素是動物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒感染和癌癥，但體外保存相當(dāng)困難，如果將其分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可在70℃下保存半年，給廣大患者帶來福音。(1)蛋白質(zhì)的合成是受基因控制的，因此獲得能夠控制合成“可以保存的干擾素”的基因是生產(chǎn)的關(guān)鍵，依據(jù)蛋白質(zhì)工程原理，設(shè)計實驗流程，讓動物生產(chǎn)“可以保存的干擾素”：(2)基因工程和蛋白質(zhì)工程相比較，基因工程在原則上只能生產(chǎn)________的蛋白質(zhì)，不一定符合________的需要。而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過________或________，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行________，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。4．干擾素是動物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒感染和(3)蛋白質(zhì)工程實施的難度很大，原因是蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的________結(jié)構(gòu)。(4)對天然蛋白質(zhì)進行改造，應(yīng)該直接對蛋白質(zhì)分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？_______________________________。原因是_________________________________。解析：本題綜合了蛋白質(zhì)工程與基因工程的異同，并考查了蛋白質(zhì)工程的原理及在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用?；蚬こ套裱行姆▌t，從DNA→mRNA→蛋白質(zhì)折疊產(chǎn)生功能，從而生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程是按照以下思路進行的：確定蛋白質(zhì)的功能→蛋白質(zhì)應(yīng)有的空間結(jié)構(gòu)→蛋白質(zhì)應(yīng)有的氨基酸序列→基因應(yīng)有的堿基排列→創(chuàng)造出自然界不存在的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是由基因決定的，基因可以遺傳給后代，而蛋白質(zhì)不能直接遺傳下去。(3)蛋白質(zhì)工程實施的難度很大，原因是蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的_答案：(1)預(yù)期蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)應(yīng)有的氨基酸序列相應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)(2)自然界已存在的人類生產(chǎn)和生活基因修飾基因合成改造(3)空間(4)應(yīng)該從對基因的操作來實現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)的改造①任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因也就是對蛋白質(zhì)進行了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以通過改造過的基因遺傳下去；如果對蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)分子也無法遺傳；②對基因進行改造比對蛋白質(zhì)直接進行改造要容易操作，難度要小得多答案：(1)預(yù)期蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)應(yīng)有的氨基酸序DNA分子的粗提取與鑒定1．DNA與蛋白質(zhì)理化性質(zhì)的區(qū)別(1)溶解度的區(qū)別DNA分子的粗提取與鑒定(2)DNA對酶、高溫、洗滌劑的耐受性與蛋白質(zhì)的區(qū)別(2)DNA對酶、高溫、洗滌劑的耐受性與蛋白質(zhì)的區(qū)別2.DNA的鑒定實驗2.DNA的鑒定實驗5．自博耶和科恩成功地使外源基因在原核細胞中表達開始，基因工程正式問世了，人們對DNA的關(guān)注也越來越多。分析并回答下列問題：(1)從生物組織中提取DNA時，若要獲取含有DNA的濾液，需破碎細胞；若為雞的成熟紅細胞，可以加入一定量的蒸餾水，原因是細胞________而漲破；若為植物細胞可以加入一定量的洗滌劑。(2)利用DNA和RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面的差異，可以將它們分離。如DNA的溶解度在NaCl溶液濃度為________時最小，可以使DNA與其他雜質(zhì)初步分離。(3)為了純化提取的DNA，可以用95%的酒精去除濾液中的雜質(zhì)。其原理是DNA不溶于酒精溶液，但細胞中的某些物質(zhì)卻可以溶于酒精溶液，可以推測溶于酒精中的物質(zhì)可能有________。(4)一般DNA的鑒定試劑為________，沸水浴后溶液中有DNA則顏色為________。5．自博耶和科恩成功地使外源基因在原核細胞中表達開始，基因工解析：(1)常采用吸水膨脹的方法使動物細胞漲破。(2)當(dāng)NaCl溶液濃度為0.14mol·L－1時，DNA溶解度最低。(3)DNA不溶于酒精，而蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等雜質(zhì)溶于酒精。(4)DNA在沸水浴條件下與二苯胺呈藍色反應(yīng)。答案：(1)吸水膨脹(2)0.14mol·L－1(3)蛋白質(zhì)、脂質(zhì)(4)二苯胺藍色解析：(1)常采用吸水膨脹的方法使動物細胞漲破。(2)當(dāng)Na[例1](2014年上海閔行區(qū)模擬)回答下列有關(guān)遺傳信息傳遞和表達的問題。Ⅰ.基因工程操作步驟中，需要從受體細胞群中篩選出已獲得目的基因的細胞，圖1中①～③表示一種篩選方法的過程。pBR322質(zhì)粒含有兩個抗性基因，分別是Ampr(氨芐青霉素)抗性基因和Tet(四環(huán)素)抗性基因，其中在Tet抗性基因上有下列目的基因的插入位點(插入將導(dǎo)致Tet抗性基因功能性失活)，請回答：圖1基因工程的基本過程[例1](2014年上海閔行區(qū)模擬)回答下列有關(guān)遺傳信息傳(1)圖1中①過程所需的酶是___________________________。(2)經(jīng)過①過程，pBR322質(zhì)粒可能出現(xiàn)的兩種結(jié)果：A是_____。(3)②過程表示用含四環(huán)素(使細胞停止生長，但不致死)和氨芐青霉素(使生長的細胞致死)的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌甲，則培養(yǎng)結(jié)果C表示在培養(yǎng)基中可能存活的細菌包括：______________________。(4)若要進一步篩選出符合要求的受體細胞D，則③過程需要做的處理是(請參照過程②的方法)____________________________。Ⅱ.基因工程中使用的Ⅱ型限制性核酸內(nèi)切酶通?？梢宰R別長度為4～8個核苷酸的特異序列。圖2表示限制酶Sau3AⅠ對DNA片段切割的結(jié)果。(1)圖1中①過程所需的酶是________________(5)請分析，Sau3AⅠ的識別序列以及切割位點(用“↓”表示)是________。[解析]

本題考查基因工程的基本過程。(1)①過程為構(gòu)建基因表達載體，需要用到限制酶切割目的基因和運載體，然后用DNA連接酶將目的基因和運載體進行連接。(2)構(gòu)建基因表達載體時，可以有兩種結(jié)果，一種是成功插入目的基因的表達載體，一種是目的基因沒有插入的普通的質(zhì)粒。(3)如果導(dǎo)入的重組質(zhì)?；蛘呤瞧胀ㄙ|(zhì)粒的大腸桿菌都具有了四環(huán)素和氨芐青霉素的抗性，則存活的細菌有兩種：導(dǎo)入重組質(zhì)粒和普通質(zhì)粒的細菌，而兩種質(zhì)粒都沒有導(dǎo)入的細菌將死亡。

(5)請分析，Sau3AⅠ的識別序列以及切割位點(用“↓”表高考生物一輪復(fù)習(xí)配套課件：選修3-專題1-基因工程[例2]浙江大學(xué)農(nóng)學(xué)院喻景權(quán)教授課題組研究發(fā)現(xiàn)，一種植物激素——油菜素內(nèi)酯能促進農(nóng)藥在植物體內(nèi)的降解和代謝。用油菜素內(nèi)酯處理后，許多參與農(nóng)藥降解的基因(如P450基因和紅霉素抗性基因)表達和酶活性都得到提高，在這些基因“指導(dǎo)”下合成的蛋白酶能把農(nóng)藥逐漸轉(zhuǎn)化為水溶性物質(zhì)或低毒甚至無毒物質(zhì)，有的則被直接排出體外。某課題組進一步進行了如下的實驗操作，請回答下列問題。目的基因獲取方法及基因工程的應(yīng)用[例2]浙江大學(xué)農(nóng)學(xué)院喻景權(quán)教授課題組研究發(fā)現(xiàn)，一種植物激(1)獲得油菜素內(nèi)酯合成酶基因的方法有___________、________。步驟①用PCR技術(shù)擴增基因時用到的耐高溫酶通常是指________；步驟②用到的酶有________。(2)圖中導(dǎo)入重組質(zhì)粒的方法是________，在導(dǎo)入之前應(yīng)用________處理受體細菌。(3)導(dǎo)入重組質(zhì)粒2以后，往往還需要進行檢測和篩選，可用________制成探針，檢測是否導(dǎo)入了重組基因，在培養(yǎng)基中加入________可將含有目的基因的細胞篩選出來。(4)請你為該課題命名：__________________________________。(1)獲得油菜素內(nèi)酯合成酶基因的方法有___________[解析]

進行基因工程操作時，首先要獲取目的基因，其方法有多種：從基因文庫中獲取、人工合成目的基因或PCR合成等。在構(gòu)建基因表達載體的過程中，用到的工具酶有限制酶和DNA連接酶。圖中的受體細胞是細菌，故用轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入表達載體，導(dǎo)入后，需檢測和篩選。從圖中可以看出，最終是通過對照實驗來檢驗轉(zhuǎn)基因細菌對土壤中殘留農(nóng)藥的分解能力。[答案]

(1)從基因文庫中獲取人工合成目的基因或PCR合成耐熱的DNA聚合酶限制酶和DNA連接酶(2)轉(zhuǎn)化法氯化鈣溶液(3)紅霉素抗性基因紅霉素(4)油菜素內(nèi)酯能否促進土壤中農(nóng)藥的分解[解析]進行基因工程操作時，首先要獲取目的基因，其方法有多高考生物一輪復(fù)習(xí)配套課件：選修3-專題1-基因工程本小節(jié)結(jié)束請按ESC鍵返回本小節(jié)結(jié)束課間活動請同學(xué)們注意安全安全小貼士課間活動請同學(xué)們注意安全安全小貼士勵志名言

形成天才的決定因素

應(yīng)該是勤奮

勵志名言

形成天才的決定因素

應(yīng)該是勤奮

歡迎來到生物課堂歡迎來到生物課堂選修3現(xiàn)代生物科技專題選修3現(xiàn)代生物科技專題[展示考綱考頻]1.基因工程的誕生(Ⅰ)[☆]2.基因工程的原理及技術(shù)(Ⅱ)[☆☆☆]3.基因工程的應(yīng)用(Ⅱ)[☆☆☆]4.蛋白質(zhì)工程(Ⅰ)[☆]5.DNA的粗提取與鑒定(實驗)[☆]專題1基因工程[展示考綱考頻]1.基因工程的誕生(Ⅰ)[☆]2.基因工一、基因工程的工具1．限制酶(1)來源：主要從

中分離純化。(2)特點：識別雙鏈DNA中某種

，并且使特定部位的

斷開。(3)類型形成：產(chǎn)生

或

兩種形式。2．DNA連接酶(2)功能：將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開的兩個核苷酸間的

。特定核苷酸序列核苷酸之間的磷酸二酯鍵黏性末端平末端原核生物磷酸二酯鍵一、基因工程的工具特定核苷酸序列核苷酸之間的磷酸二酯鍵黏性末3．載體(1)條件：能在受體細胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存；具有一至多個

；具有

。(3)作用：

。(4)特點：可在細胞中

或整合到

上隨染色體DNA進行同步復(fù)制。二、基因工程的操作程序1．獲取目的基因(1)目的基因：主要指編碼蛋白質(zhì)的基因。限制酶切點標(biāo)記基因攜帶外源DNA片段進入受體細胞染色體DNA自我復(fù)制3．載體限制酶切點標(biāo)記基因攜帶外源DNA片段進入受體細胞染色2．基因表達載體的構(gòu)建——基因工程的核心(1)目的：使目的基因在受體細胞中

，并且可以

，同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。(2)基因表達載體組成：目的基因＋啟動子＋終止子＋標(biāo)記基因。啟動子：

，能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。終止子：使轉(zhuǎn)錄終止的一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA短片段。標(biāo)記基因：作用是鑒定受體細胞中是否含有

。穩(wěn)定存在遺傳給下一代RNA聚合酶識別和結(jié)合部位目的基因2．基因表達載體的構(gòu)建——基因工程的核心穩(wěn)定存在遺傳給下一代(3)構(gòu)建過程(3)構(gòu)建過程3．將目的基因?qū)胧荏w細胞(1)植物細胞：

。(2)動物細胞：

。(3)微生物細胞：

。4．目的基因的檢測與鑒定農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射法感受態(tài)細胞法3．將目的基因?qū)胧荏w細胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射法感受態(tài)細胞法三、基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程1．轉(zhuǎn)基因生物(1)概念：是指利用基因工程技術(shù)導(dǎo)入

培育出的能夠?qū)⑿滦誀罘€(wěn)定地遺傳給后代的基因工程生物。(2)優(yōu)點：運用基因工程改良動植物品種最突出的優(yōu)點是能打破常規(guī)育種難以突破的

。2．基因工程的應(yīng)用(1)動物基因工程：用于提高動物生長速度從而提高產(chǎn)品

；用于改善畜產(chǎn)品品質(zhì)；用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)

；用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的

等。(2)植物基因工程：培育抗蟲轉(zhuǎn)基因植物、抗病轉(zhuǎn)基因植物和抗逆轉(zhuǎn)基因植物；利用轉(zhuǎn)基因改良植物的

。(3)基因診斷：又稱為DNA診斷，是采用

的方法來判斷患者是否出現(xiàn)了基因異?；驍y帶病原體。外源基因物種之間的界限產(chǎn)量藥物供體品質(zhì)基因檢測三、基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程外源基因物種之間的界限產(chǎn)量藥物(4)基因治療：指利用

置換或彌補缺陷基因的治療方法。實例：ADA基因缺陷癥的基因治療。3．蛋白質(zhì)工程(1)概念：以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與

作為基礎(chǔ)，通過

，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。(2)基本途徑：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的

序列→找到對應(yīng)的

序列(基因)。正?；蛏锕δ艿年P(guān)系基因修飾或基因合成氨基酸脫氧核苷酸(4)基因治療：指利用 置換或彌補缺陷基因的治療方法。實例思考辨析1．判斷關(guān)于基因工程工具及基本操作過程說法的正誤。(1)限制酶只能用于切割目的基因(×)(2)DNA連接酶能將兩堿基間通過形成氫鍵連接起來(×)(3)E·coliDNA連接酶既可以連接平末端，又可以連接黏性末端(×)(4)載體的作用是攜帶目的基因?qū)胧荏w細胞中，使之穩(wěn)定存在并表達(√)(5)質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子，是基因工程常用的載體(√)(6)檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細胞可用抗原—抗體雜交技術(shù)(×)(7)目的基因?qū)腚p子葉植物一般采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(√)思考辨析2．判斷關(guān)于基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程說法的正誤。(1)蛋白質(zhì)工程可按照人的意愿生產(chǎn)出自然界中不存在的蛋白質(zhì)(√)(2)基因治療是把正常基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的(√)(3)利用PCR技術(shù)能合成目的基因(×)(4)利用乳腺生物反應(yīng)器能夠獲得一些重要的醫(yī)藥產(chǎn)品，如人的血清白蛋白，這是因為將人的血清白蛋白基因?qū)肓藙游锏娜橄偌毎?×)(5)目前，植物基因工程技術(shù)主要應(yīng)用于提高農(nóng)作物的抗逆性、生產(chǎn)某些天然藥物、改良農(nóng)作物的品質(zhì)、作器官移植的供體(×)2．判斷關(guān)于基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程說法的正誤。1．基因工程的概念基因工程的概念與操作工具分析1．基因工程的概念基因工程的概念與操作工具分析2.“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)(1)存在：主要存在于原核生物中。(2)特性：一種限制酶只能識別一種

，并且能在

切割DNA分子。(4)切割后末端的種類：DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式——

和平末端。特定的核苷酸序列特定的切點上黏性末端2.“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)特定的核苷酸3．分子縫合針——DNA連接酶(1)常用的種類：E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。3．分子縫合針——DNA連接酶(2)作用：把兩個DNA片段的“縫隙”(末端)連接起來。(3)作用實質(zhì)：使兩個DNA單鏈末端之間形成

而連接成一個DNA分子。4．分子的運輸車——載體(1)載體的作用：載體是基因運輸工具，在基因操作過程中，使用載體有兩個目的：一是用它作為運載工具，將目的基因送到宿主細胞中；二是利用它在宿主細胞內(nèi)對目的基因進行大量

。(2)載體的種類：目前，基因工程中經(jīng)常使用的載體主要有細菌的

、噬菌體、動植物病毒幾類。(3)載體具備的條件①能在宿主細胞內(nèi)

并

。②有多個限制酶切割位點，以便與外源基因連接。③具有某些

，以便進行篩選。磷酸二酯鍵復(fù)制質(zhì)粒穩(wěn)定保存大量復(fù)制遺傳標(biāo)記基因(2)作用：把兩個DNA片段的“縫隙”(末端)連接起來。磷酸[特別提醒](1)獲取目的基因和切割載體時使用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。(2)獲取一個目的基因需限制酶剪切兩次，共產(chǎn)生4個黏性末端或平末端。(3)限制酶切割位點的選擇必須保證標(biāo)記基因的完整性，以便于檢測。[特別提醒](1)獲取目的基因和切割載體時使用同一種限制酶1．繼哺乳動物乳腺生物反應(yīng)器研發(fā)成功后，膀胱生物反應(yīng)器的研究也取得了一定進展。最近，科學(xué)家培育出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。請回答：(1)將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細胞，常用方法是________。(2)在基因工程中，將目的基因與運載體結(jié)合時必須用________酶和________酶。常用的運載體有________等，而作為運載體必須具備相應(yīng)的條件，例如應(yīng)具有________以便進行篩選。進行基因轉(zhuǎn)移時，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入________中，原因是_______________。(3)通常采用________技術(shù)檢測外源基因是否插入了小鼠的基因組。(4)在研制膀胱生物反應(yīng)器時，應(yīng)使外源基因在小鼠的________細胞中特異性表達。1．繼哺乳動物乳腺生物反應(yīng)器研發(fā)成功后，膀胱生物反應(yīng)器的研究(5)為使外源基因在后代中長期保持，可將轉(zhuǎn)基因小鼠體細胞的________轉(zhuǎn)入小鼠去核卵母細胞中構(gòu)成重組細胞，使其發(fā)育成與供體具有相同性狀的個體。該技術(shù)稱為________。解析：本題考查基因工程的過程及應(yīng)用。將目的基因轉(zhuǎn)移到動物或者植物體內(nèi)，通過栽培轉(zhuǎn)基因植物或飼養(yǎng)轉(zhuǎn)基因動物來生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物或者疫苗，這種方法稱為生物反應(yīng)器。常用的生物反應(yīng)器是乳腺生物反應(yīng)器。將目的基因轉(zhuǎn)入動物體細胞的常用方法是顯微注射法。形成重組質(zhì)粒時，切割目的基因和載體要用同一種限制酶，然后再用DNA連接酶將目的基因與運載體相結(jié)合。培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因動物最常用的受體細胞是受精卵，因為受精卵是全能性最高的動物細胞。膀胱生物反應(yīng)器是利用膀胱上皮細胞產(chǎn)生人的生長激素，所以目的基因表達的場所是膀胱上皮細胞。只有無性繁殖才可以穩(wěn)定地保存該遺傳性狀，所以可以通過克隆的方法長期保存該外源基因。(5)為使外源基因在后代中長期保持，可將轉(zhuǎn)基因小鼠體細胞的_答案：(1)顯微注射法(2)同種限制DNA連接質(zhì)粒(或動植物病毒或噬菌體)標(biāo)記基因受精卵受精卵具有全能性，可使外源基因在相應(yīng)組織細胞中表達(3)DNA分子雜交(4)膀胱上皮(5)細胞核核移植(或克隆)答案：(1)顯微注射法(2)同種限制DNA連接質(zhì)粒(或1．目的基因的獲取(1)目的基因的獲取方法①從

中獲取，包括從供體細胞直接獲取和從基因文庫中獲取。②人工合成，包括

和

。(2)擴增目的基因①PCR技術(shù)的原理：DNA雙鏈復(fù)制。②PCR過程：加熱至90～95℃，DNA解鏈→冷卻到55～60℃，引物結(jié)合到互補DNA鏈→加熱至70～75℃，DNA聚合酶從引物起始進行互補鏈的合成。基因工程的基本操作程序生物材料反轉(zhuǎn)錄法化學(xué)合成法1．目的基因的獲取基因工程的基本操作程序生物材料反轉(zhuǎn)錄法化學(xué)(3)基因文庫、基因組文庫、cDNA文庫的概念及作用①基因組文庫：含有一種生物的

。②cDNA文庫：含有一種生物的

，一般由mRNA逆轉(zhuǎn)錄而來。③基因文庫包括基因組文庫和cDNA文庫。④作用：有了基因文庫，就可隨時從中提取所需要的目的基因，導(dǎo)入受體細胞使之表達。

2．基因表達載體的構(gòu)建全部基因部分基因(3)基因文庫、基因組文庫、cDNA文庫的概念及作用全部基因(1)基因表達載體的組成①

：一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端。它是RNA聚合酶識別、結(jié)合的部位。②終止子：一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA短片段，位于基因的尾端。作用是使

停止。③標(biāo)記基因：一般為抗生素

或熒光基因等，其作用是鑒別受體細胞中是否含有

(目的基因是否導(dǎo)入成功)。(2)基因表達載體的構(gòu)建方法啟動子轉(zhuǎn)錄過程抗性基因目的基因(1)基因表達載體的組成啟動子轉(zhuǎn)錄過程抗性基因目的基因3．將目的基因?qū)胧荏w細胞(1)轉(zhuǎn)化的概念：目的基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)

和

的過程。(2)常用的轉(zhuǎn)化方法(3)轉(zhuǎn)化實質(zhì)：目的基因整合到受體細胞

中。維持穩(wěn)定表達基因組3．將目的基因?qū)胧荏w細胞維持穩(wěn)定表達基因組4．目的基因的檢測和鑒定4．目的基因的檢測和鑒定[特別提醒](1)只有第三步將目的基因?qū)胧荏w細胞不需堿基互補配對，其余三個步驟都涉及堿基互補配對。(2)工具酶只有兩種：限制酶在操作程序1、2中用到且要求用同一種，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端；DNA連接酶只在操作程序2中用到。[特別提醒](1)只有第三步將目的基因?qū)胧荏w細胞不需堿基2．科學(xué)家通過基因工程方法，將蘇云金芽孢桿菌的Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入普通棉株細胞內(nèi)，并成功實現(xiàn)了表達，從而培育出了能抗棉鈴蟲的棉花植株——抗蟲棉。其過程大致如圖所示：(1)基因工程的操作程序主要包括的四個步驟是___________、________、______________、________________。(2)Ti質(zhì)粒是農(nóng)桿菌中的一種質(zhì)粒，其上有T-DNA，把目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA中是利用T-DNA______________________________________________的特點。(3)Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入普通棉株細胞內(nèi)并成功實現(xiàn)表達的過程，在基因工程中稱為________。(4)將目的基因?qū)胧荏w細胞的方法有很多種，該題中涉及的是________。2．科學(xué)家通過基因工程方法，將蘇云金芽孢桿菌的Bt毒蛋白基因(5)目的基因能否在棉株體內(nèi)穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性的關(guān)鍵是________________________，這需要通過檢測才能知道，檢測采用的方法是________。解析：解答本題需注意基因操作的四個步驟和相關(guān)的操作技術(shù)以及基因載體應(yīng)具備的條件。答案：(1)目的基因的獲取基因表達載體的構(gòu)建將目的基因?qū)胧荏w細胞目的基因的檢測與鑒定(2)可轉(zhuǎn)移至受體細胞并且整合到受體細胞染色體DNA上(3)轉(zhuǎn)化(4)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(5)目的基因是否插入了受體生物細胞的染色體DNA上DNA分子雜交技術(shù)(5)目的基因能否在棉株體內(nèi)穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性的關(guān)鍵是1．植物基因工程的應(yīng)用基因工程的應(yīng)用1．植物基因工程的應(yīng)用基因工程的應(yīng)用高考生物一輪復(fù)習(xí)配套課件：選修3-專題1-基因工程2.動物基因工程的應(yīng)用2.動物基因工程的應(yīng)用高考生物一輪復(fù)習(xí)配套課件：選修3-專題1-基因工程3.基因治療的類型比較3.基因治療的類型比較高考生物一輪復(fù)習(xí)配套課件：選修3-專題1-基因工程3．(2014年安徽合肥模擬)植物生物反應(yīng)器是指通過基因工程途徑，以常見的農(nóng)作物作為“化學(xué)工廠”，通過大規(guī)模種植，生產(chǎn)具有重要功能的蛋白，如人或動物的疫苗、抗體、工農(nóng)業(yè)用酶等各種高價值的生物制品的方法。列舉幾例如下表，請據(jù)此回答問題：3．(2014年安徽合肥模擬)植物生物反應(yīng)器是指通過基因工程(1)從基因工程的角度分析，將目的基因?qū)胫参锸荏w細胞的最常用的方法是________，運載體是________，目的基因能在植物體內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是________________。在檢測受體細胞中是否已經(jīng)導(dǎo)入目的基因時，分子水平上的檢測方法名稱是________。(2)從細胞工程的角度分析，建立“化學(xué)工廠”的理論基礎(chǔ)是________。從生態(tài)學(xué)角度考慮操作過程需要________。(3)分析說明煙草生物反應(yīng)器Ⅱ生產(chǎn)的藥物作用機理是_______。(4)從細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能上分析，生長激素不能使煙草細胞生長的原因是________________；吃G蛋白基因已有效表達的番茄果實________(能、不能)預(yù)防狂犬病。(1)從基因工程的角度分析，將目的基因?qū)胫参锸荏w細胞的最常解析：(1)將目的基因?qū)胫参锸荏w細胞的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，農(nóng)桿菌中含有Ti質(zhì)粒，其上的TDNA能將目的基因整合到植物染色體DNA上去。目的基因在受體細胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是目的基因是否整合到受體細胞的染色體DNA上，可以利用DNA分子雜交技術(shù)來檢測。(2)化學(xué)工廠指利用轉(zhuǎn)基因植株生產(chǎn)人類所需功能蛋白，轉(zhuǎn)基因植物細胞形成轉(zhuǎn)基因植株過程是通過植物組織培養(yǎng)來實現(xiàn)的，其理論基礎(chǔ)是植物細胞的全能性。植物組織培養(yǎng)整個過程應(yīng)無菌操作。(3)煙草生物反應(yīng)器Ⅱ生產(chǎn)的是核糖體抑制蛋白，能抑制HIV感染者的T細胞中核糖體功能，導(dǎo)致HIV蛋白質(zhì)合成受阻，從而抑制HIV的增殖。(4)植物細胞膜上沒有生長激素的受體，所以生長激素不能促進植物細胞生長。G蛋白是大分子的蛋白質(zhì)，食用G蛋白后G蛋白被分解成氨基酸，不能達到預(yù)防狂犬病的目的。解析：(1)將目的基因?qū)胫参锸荏w細胞的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化答案：(1)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法Ti質(zhì)粒整合到受體細胞染色體的DNA上DNA分子雜交技術(shù)(2)細胞的全能性無菌操作(或預(yù)防微生物感染或預(yù)防雜菌污染)(3)該藥物能抑制HIV感染者的T細胞(或被HIV感染的人體細胞)的核糖體合成HIV蛋白質(zhì)(4)煙草細胞(膜)上無生長激素的受體不能答案：(1)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法Ti質(zhì)粒整合到受體細胞染色體的D1．概念：以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過

或

，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行

，或制造一種

，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。2．基本原理：它可以根據(jù)人的需求來設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，又稱為第二代基因工程。3．基本途徑：從

蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的

→找到相對應(yīng)的

(基因)，流程如圖：蛋白質(zhì)工程基因修飾基因合成改造新的蛋白質(zhì)預(yù)期氨基酸序列脫氧核苷酸序列1．概念：以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通4．應(yīng)用：主要集中應(yīng)用于對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，改良生物性狀。5．蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較4．應(yīng)用：主要集中應(yīng)用于對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，改良生物性狀。高考生物一輪復(fù)習(xí)配套課件：選修3-專題1-基因工程4．干擾素是動物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒感染和癌癥，但體外保存相當(dāng)困難，如果將其分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可在70℃下保存半年，給廣大患者帶來福音。(1)蛋白質(zhì)的合成是受基因控制的，因此獲得能夠控制合成“可以保存的干擾素”的基因是生產(chǎn)的關(guān)鍵，依據(jù)蛋白質(zhì)工程原理，設(shè)計實驗流程，讓動物生產(chǎn)“可以保存的干擾素”：(2)基因工程和蛋白質(zhì)工程相比較，基因工程在原則上只能生產(chǎn)________的蛋白質(zhì)，不一定符合________的需要。而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過________或________，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行________，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。4．干擾素是動物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒感染和(3)蛋白質(zhì)工程實施的難度很大，原因是蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的________結(jié)構(gòu)。(4)對天然蛋白質(zhì)進行改造，應(yīng)該直接對蛋白質(zhì)分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？_______________________________。原因是_________________________________。解析：本題綜合了蛋白質(zhì)工程與基因工程的異同，并考查了蛋白質(zhì)工程的原理及在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用?；蚬こ套裱行姆▌t，從DNA→mRNA→蛋白質(zhì)折疊產(chǎn)生功能，從而生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程是按照以下思路進行的：確定蛋白質(zhì)的功能→蛋白質(zhì)應(yīng)有的空間結(jié)構(gòu)→蛋白質(zhì)應(yīng)有的氨基酸序列→基因應(yīng)有的堿基排列→創(chuàng)造出自然界不存在的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是由基因決定的，基因可以遺傳給后代，而蛋白質(zhì)不能直接遺傳下去。(3)蛋白質(zhì)工程實施的難度很大，原因是蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的_答案：(1)預(yù)期蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)應(yīng)有的氨基酸序列相應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)(2)自然界已存在的人類生產(chǎn)和生活基因修飾基因合成改造(3)空間(4)應(yīng)該從對基因的操作來實現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)的改造①任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因也就是對蛋白質(zhì)進行了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以通過改造過的基因遺傳下去；如果對蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)分子也無法遺傳；②對基因進行改造比對蛋白質(zhì)直接進行改造要容易操作，難度要小得多答案：(1)預(yù)期蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)應(yīng)有的氨基酸序DNA分子的粗提取與鑒定1．DNA與蛋白質(zhì)理化性質(zhì)的區(qū)別(1)溶解度的區(qū)別DNA分子的粗提取與鑒定(2)DNA對酶、高溫、洗滌劑的耐受性與蛋白質(zhì)的區(qū)別(2)DNA對酶、高溫、洗滌劑的耐受性與蛋白質(zhì)的區(qū)別2.DNA的鑒定實驗2.DNA的鑒定實驗5．自博耶和科恩成功地使外源基因在原核細胞中表達開始，基因工程正式問世了，人們對DNA的關(guān)注也越來越多。分析并回答下列問題：(1)從生物組織中提取DNA時，若要獲取含有DNA的濾液，需破碎細胞；若為雞的成熟紅細胞，可以加入一定量的蒸餾水，原因是細胞________而漲破；若為植物細胞可以加入一定量的洗滌劑。(2)利用DNA和RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面的差異，可以將它們分離。如DNA的溶解度在NaCl溶液濃度為________時最小，可以使DNA與其他雜質(zhì)初步分離。(3)為了純化提取的DNA，可以用95%的酒精去除濾液中的雜質(zhì)。其原理是DNA不溶于酒精溶液，但細胞中的某些物質(zhì)卻可以溶于酒精溶液，可以推測溶于酒精中的物質(zhì)可能有________。(4)一般DNA的鑒定試劑