高考生物一輪復(fù)習(xí)熱點集訓(xùn)浙科版打包13套

第38講基因工程及其安全性第十一單元現(xiàn)代生物科技專題[考綱點擊]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.轉(zhuǎn)基因生物的安全性(Ⅰ)

6.生物武器對人類的威脅(Ⅰ)7.實驗：DNA的粗提取與鑒定第十一單元現(xiàn)代生物科技專題一、基因工程的概念理解1．供體：提供目的基因。2．操作環(huán)境：_______________。3．操作水平：_______________水平。4．原理：基因重組。5．受體：表達目的基因。6．本質(zhì)：性狀在_______________體內(nèi)表達。7．優(yōu)點：克服_________________障礙，定向改造生物的遺傳性狀。無菌DNA分子受體生物遠緣雜交不親和二、DNA重組技術(shù)的基本工具1．限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱：限制酶)(1)來源：主要是從__________生物中分離純化出來的。(2)作用：識別雙鏈DNA分子的某種特定______________并使每條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。(3)結(jié)果：產(chǎn)生_______________或平末端。原核核苷酸序列黏性末端2．DNA連接酶常用類型E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源_______________T4噬菌體功能連接黏性末端連接____________________結(jié)果恢復(fù)被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵大腸桿菌黏性末端和平末端質(zhì)粒限制酶切割位點標記基因PCR技術(shù)啟動子標記基因農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射DNA分子雜交分子雜交技術(shù)抗原—抗體雜交四、基因工程的應(yīng)用技術(shù)名稱應(yīng)用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_______________轉(zhuǎn)基因植物，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良植物的品質(zhì)動物基因工程提高動物生長速度，改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)，用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物，用轉(zhuǎn)基因動物作_______________的供體基因治療把正常基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使其表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而治療疾病，分為體內(nèi)基因治療和體外基因治療抗逆器官移植五、蛋白質(zhì)工程1．目標：根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對_____________________進行分子設(shè)計。2．操作手段：基因修飾或基因合成。3．設(shè)計流程：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→找到相對應(yīng)的_______________序列(基因)。六、轉(zhuǎn)基因生物的安全性1．轉(zhuǎn)基因成果(1)工程菌——DNA重組微生物。(2)基因制藥。(3)轉(zhuǎn)基因動物——_______________。(4)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)氨基酸脫氧核苷酸生物反應(yīng)器2．安全性問題(1)食物安全：_______________

(產(chǎn)生毒性蛋白質(zhì))、新的過敏原、營養(yǎng)成分改變。(2)生物安全：生物入侵，破壞生物__________。(3)環(huán)境安全：破壞生態(tài)系統(tǒng)的_______________和人類生活環(huán)境。3．理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)(1)需要正確的_____________________，趨利避害，不能因噎廢食。(2)制定符合本國利益的政策和法規(guī)，最大程度地保證轉(zhuǎn)基因_______________的安全性。滯后效應(yīng)多樣性穩(wěn)定性社會輿論導(dǎo)向技術(shù)和產(chǎn)品七、禁止生物武器1．種類：病菌、病毒、生化毒劑及經(jīng)過_______________的致病菌。2．我國政府態(tài)度：任何情況下不發(fā)展、_________、不儲存生物武器，并反對生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴散?；蛑亟M不生產(chǎn)××××××√×√√考點一基因工程的操作工具比較項目限制酶DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物作用部位形成產(chǎn)物DNA分子DNA分子片段脫氧核苷酸DNA分子磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵堿基對間的氫鍵黏性末端或平末端形成重組DNA分子新的DNA分子形成單鏈DNA條件目的穩(wěn)定并能復(fù)制有一個至多個限制酶切割位點具有特殊的標記基因目的基因穩(wěn)定存在且數(shù)量可擴大可攜帶多個或多種外源基因便于重組DNA的鑒定和選擇脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖平537bp、790bp、661bp4BamHⅠ抗生素B同種限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D與質(zhì)粒反向連接解析:(1)一條脫氧核苷酸鏈中相鄰的兩個堿基之間是通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”相連的，要注意與兩條脫氧核苷酸鏈的相鄰堿基之間通過氫鍵相連進行區(qū)分。(2)從Sma

Ⅰ的識別序列和切點可見，其切割后產(chǎn)生的是平末端，圖1中DNA片段有Sma

Ⅰ的兩個識別序列，故切割后產(chǎn)生的產(chǎn)物長度為537(534＋3)bp、790(796－3－3)bp和661(658＋3)bp三種。(3)圖示方框內(nèi)發(fā)生堿基的替換后，形成的d基因失去了1個SmaⅠ的識別序列，故D基因、d基因用SmaⅠ完全切割后產(chǎn)物中除原有的3種長度的DNA片段外，還增加一種(537＋790)bp的DNA片段。(4)目的基因的兩端都有BamHⅠ的識別序列，質(zhì)粒的啟動子后抗生素A抗性基因上也有BamH

Ⅰ的識別序列，故應(yīng)選用的限制酶是BamHⅠ，此時抗生素B抗性基因作為標記基因，故篩選時培養(yǎng)基中要添加抗生素B。若重組質(zhì)粒已導(dǎo)入了受體細胞卻不能表達，很可能是因為用同種限制酶切割后，目的基因和質(zhì)粒有兩種連接方式，導(dǎo)入受體細胞的重組質(zhì)粒是目的基因和質(zhì)粒反向連接形成的?？键c二基因工程的基本操作程序和應(yīng)用生物種類植物動物微生物常用方法受體細胞轉(zhuǎn)化過程農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術(shù)感受態(tài)細胞法體細胞受精卵原核細胞將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上→轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細胞→整合到受體細胞的染色體DNA上→表達將含有目的基因的表達載體提純→取卵(受精卵)→顯微注射→受精卵發(fā)育→獲得具有新性狀的動物Ca2＋處理細胞→感受態(tài)細胞→重組表達載體DNA分子與感受態(tài)細胞混合→感受態(tài)細胞吸收DNA分子限制性核酸內(nèi)切選擇T-DNA篩選獲得T-DNA片段的植物細胞細胞分裂素濃度芽頂端合成的生長素向基部運輸，促進根的分化投放棉鈴蟲農(nóng)藥解析:(1)切割目的基因和載體應(yīng)使用同種限制性核酸內(nèi)切酶,篩選細菌應(yīng)使用選擇培養(yǎng)基。(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的原理是農(nóng)桿菌感染植物時，Ti質(zhì)粒上的T-DNA片段能夠轉(zhuǎn)移并整合到植物細胞的染色體DNA上。因為T-DNA上具有卡那霉素抗性基因,所以可用含卡那霉素的培養(yǎng)基篩選出獲得T-DNA片段的植物細胞。(3)植物組織培養(yǎng)過程中,可加入激素調(diào)節(jié)植物細胞的脫分化和再分化。生長素用量比細胞分裂素用量，比值高時,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低時,有利于芽的分化、抑制根的形成。幼嫩的芽頂端可以產(chǎn)生生長素并向基部運輸,促進根的分化，故芽在無激素的培養(yǎng)基中也可以生根。(4)在個體水平上檢測抗蟲棉時可在抗蟲棉上投放害蟲來判斷其是否具有抗蟲的性狀；抗蟲棉因具有抗蟲性狀，故可減少農(nóng)藥的使用，以減輕環(huán)境污染。同種限制性核酸內(nèi)切酶(或同種限制酶)DNA分子雜交(或核酸探針)顯微注射法性別鑒定全能性htPA(或人組織纖溶酶原激活物)解析:(1)用同種限制性核酸內(nèi)切酶對目的基因和載體進行切割,以形成相同的黏性末端。檢測目的基因是否已插入受體細胞DNA，常用DNA分子雜交技術(shù)。(2)將重組表達載體導(dǎo)入受精卵(動物細胞)常用的方法是顯微注射法。為了獲得母羊,需要對胚胎進行性別鑒定。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個轉(zhuǎn)基因個體，依據(jù)的原理是早期胚胎細胞的全能性。(3)目的基因成功表達的標志是在轉(zhuǎn)基因母羊的羊乳中檢測到htPA，即人組織纖溶酶原激活物?？键c三蛋白質(zhì)工程項目蛋白質(zhì)工程基因工程過程預(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)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列獲取目的基因→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項目蛋白質(zhì)工程基因工程實質(zhì)結(jié)果定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需的生物類型和生物產(chǎn)品可生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)氨基酸序列(或結(jié)構(gòu))(其他合理答案也可)PP1DNA和RNA(或遺傳物質(zhì))DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯)設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測氨基酸序列功能解析:(1)從題中所述資料可知，將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸后，該蛋白質(zhì)的功能發(fā)生了改變，此過程是通過對構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的排列順序進行改造，進而改變了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，從而改變了蛋白質(zhì)的功能。(2)在蛋白質(zhì)工程中，目的基因可以以P基因序列為基礎(chǔ)，對生物體內(nèi)原有P基因進行修飾，也可以通過人工合成法合成新的P1基因。中心法則的內(nèi)容如下圖所示：由圖可知，中心法則的全部內(nèi)容包括：DNA以自身為模板進行的復(fù)制，DNA通過