高考生物一輪總復(fù)習(xí)課件：專題25基因工程（含轉(zhuǎn)基因生物的安全性與生物武器）

專題二十五基因工程(含轉(zhuǎn)基因生物的

安全性與生物武器)考點一基因工程1.基因工程的基本工具(1)限制性內(nèi)切酶原核生物磷酸二酯鍵特定的核苷酸序列黏性末端平末端(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_________________大腸桿菌黏性末端或平末端(3)運載體②對載體的分析條件目的穩(wěn)定并能復(fù)制目的基因穩(wěn)定存在且數(shù)量可擴大有一個至多個限制酶切割位點可攜帶多個或多種外源基因具有特殊的標記基因便于重組DNA的鑒定和選擇質(zhì)粒小型環(huán)狀DNA分子動植物病毒等2.基因工程的操作程序(四步曲)基因文庫PCR啟動子首端尾端標記基因鑒別和篩選農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法花粉管通道顯微注射DNA分子雜交分子雜交抗原—抗體雜交個體生物學(xué)水平限制酶種類的確定方法(1)根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點確定限制酶的種類①應(yīng)選擇切點位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇Pst

Ⅰ。②不能選擇切點位于目的基因內(nèi)部的限制酶，如圖甲不能選擇Sma

Ⅰ。③為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，如圖甲也可選擇用Pst

Ⅰ和EcoRⅠ兩種限制酶(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切點)。(2)根據(jù)質(zhì)粒的特點確定限制酶的種類①所選限制酶要與切割目的基因的限制酶相一致，以確保具有相同的黏性末端。②質(zhì)粒作為載體必須具備標記基因等結(jié)構(gòu)，所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu)，如圖乙中限制酶Sma

Ⅰ會破壞標記基因；如果所選酶的切點不止一個，則切割重組后可能丟失某些片段，若丟失的片段含復(fù)制起點區(qū)，則切割重組后的片段進入受體細胞后不能自主復(fù)制?；蚬こ滩僮鞒绦蜿P(guān)鍵分析(1)基因工程操作的“一個核心”——基因表達載體的構(gòu)建①基因表達載體的組成：②構(gòu)建過程：(2)將目的基因?qū)氩煌荏w細胞的方法歸納受體細胞種類植物細胞動物細胞微生物細胞(大腸桿菌)常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法顯微注射技術(shù)Ca2＋處理法受體細胞體細胞受精卵原核細胞轉(zhuǎn)化過程將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T－DNA上→導(dǎo)入農(nóng)桿菌→侵染植物細胞→目的基因整合到受體細胞的DNA上，穩(wěn)定維持和表達將含有目的基因的基因表達載體提純→取受精卵→顯微注射→受精卵移植→獲得具有新性狀的動物Ca2＋處理大腸桿菌細胞→感受態(tài)細胞→將重組表達載體與感受態(tài)細胞混合→感受態(tài)細胞吸收DNA分子(3)目的基因的檢測與鑒定的4個層面考點二蛋白質(zhì)工程及基因工程的安全性1.概念理解基因修飾新的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)2.蛋白質(zhì)工程的設(shè)計流程功能蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸序列脫氧核苷酸序列3.基因工程的應(yīng)用舉例表現(xiàn)方面具體內(nèi)容植物基因工程①抗蟲轉(zhuǎn)基因植物②抗病轉(zhuǎn)基因植物③抗逆轉(zhuǎn)基因植物④利用轉(zhuǎn)基因改良植物品質(zhì)動物基因工程①提高動物生長速度②用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物(如乳腺生物反應(yīng)器)③用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體④用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)基因工程藥物控制藥品合成的相應(yīng)基因基因治療①體外基因治療②體內(nèi)基因治療4.巧記轉(zhuǎn)基因生物安全性中的“三、三、二”(1)轉(zhuǎn)基因生物存在安全性的“三大”原因(2)轉(zhuǎn)基因生物安全性的“三個”層面基因的結(jié)構(gòu)異種生物隨機(3)對待轉(zhuǎn)基因技術(shù)的“兩種”態(tài)度5.生物武器的五大特點及五條傳播途徑(1)五大特點①傳染性強；②污染面廣，危害時間長；③難以防治；④具有一定的潛伏期；⑤受自然條件影響大(2)五條傳播途徑①經(jīng)食物和水傳播；②空氣傳播；③接觸傳播；④蟲媒傳播；⑤病原體直接傳播。蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較項目蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別過程預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測氨基酸序列→推測脫氧核苷酸序列→合成DNA→表達出蛋白質(zhì)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實質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品(基因的異體表達)結(jié)果生產(chǎn)自然界中沒有的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中已有的蛋白質(zhì)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程，因為對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，必須通過基因修飾或基因合成實現(xiàn)轉(zhuǎn)基因生物的優(yōu)缺點歸納優(yōu)點缺點①解決糧食短缺問題②大大減少農(nóng)藥的使用量，減少環(huán)境污染③增加食物營養(yǎng)，提高附加值④增加食物種類，提升食物品質(zhì)⑤提高生產(chǎn)效率，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展①可能出現(xiàn)新的過敏原或重組形成新病毒②可能產(chǎn)生抗除草劑的雜草③可能使疾病的傳播跨越物種障礙④可能會損害生物多樣性⑤可能會對人類生活環(huán)境造成二次污染1.誤認為目的基因的插入是“隨機”的點撥目的基因的插入位點不是隨意的：基因表達需要啟動子與終止子的調(diào)控，所以目的基因應(yīng)插入到啟動子與終止子之間的部位，若目的基因插入到啟動子內(nèi)部，啟動子將失去原功能。2.混淆啟動子與起始密碼子，終止子與終止密碼子，不明確標記基因的作用點撥啟動子≠起始密碼子，終止子≠終止密碼子(1)啟動子：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片段，位于基因的尾端。作用是使轉(zhuǎn)錄過程停止。(3)起始密碼子和終止密碼子位于mRNA上，分別控制翻譯過程的啟動和終止。(4)標記基因：一般為抗生素抗性基因或熒光基因等，其作用是鑒別受體細胞中是否含有目的基因(目的基因是否導(dǎo)入成功)，從而將含目的基因的細胞篩選出來。3.誤認為切取目的基因與切取載體時“只能”使用“同一種酶”點撥

(1)在獲取目的基因和切割載體時通常用同種限制酶，以獲得相同的黏性末端。但如果用兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端相同時，在DNA連接酶的作用下目的基因與載體也可以連接起來。(2)為了防止載體或目的基因的黏性末端自己連接即所謂“環(huán)化”，可用不同的限制酶分別處理目的基因和載體，使目的基因兩側(cè)及載體上具有兩個不同的黏性末端。4.界定基因診斷和基因治