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(diǎn)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(yùn)載體②對(duì)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(kuò)大有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)可攜帶多個(gè)或多種外源基因具有特殊的標(biāo)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(dòng)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(dòng)子首端尾端標(biāo)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(gè)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(diǎn)確定限制酶的種類①應(yīng)選擇切點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn))。(2)根據(jù)質(zhì)粒的特點(diǎn)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(biāo)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(huì)破壞標(biāo)記基因；如果所選酶的切點(diǎn)不止一個(gè)，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(diǎn)區(qū)，則切割重組后的片段進(jìn)入受體細(xì)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(gè)核心”——基因表達(dá)載體的構(gòu)建①基因表達(dá)載體的組成：②構(gòu)建過程：(2)將目的基因?qū)氩煌荏w細(xì)胞的方法歸納受體細(xì)胞種類植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞微生物細(xì)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(xì)胞體細(xì)胞受精卵原核細(xì)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(xì)胞→目的基因整合到受體細(xì)胞的DNA上，穩(wěn)定維持和表達(dá)將含有目的基因的基因表達(dá)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(dòng)物Ca2＋處理大腸桿菌細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→將重組表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合→感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子(3)目的基因的檢測(cè)與鑒定的4個(gè)層面考點(diǎn)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(jì)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(dòng)物基因工程①提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度②用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物(如乳腺生物反應(yīng)器)③用轉(zhuǎn)基因動(dòng)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(gè)”層面基因的結(jié)構(gòu)異種生物隨機(jī)(3)對(duì)待轉(zhuǎn)基因技術(shù)的“兩種”態(tài)度5.生物武器的五大特點(diǎn)及五條傳播途徑(1)五大特點(diǎn)①傳染性強(qiáng)；②污染面廣，危害時(shí)間長(zhǎng)；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(xiàng)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(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)氨基酸序列→推測(cè)脫氧核苷酸序列→合成DNA→表達(dá)出蛋白質(zhì)目的基因的獲取→基因表達(dá)載體的構(gòu)建→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測(cè)與鑒定實(shí)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(dá))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?yàn)閷?duì)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(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因生物的優(yōu)缺點(diǎn)歸納優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)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(dòng)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(huì)損害生物多樣性⑤可能會(huì)對(duì)人類生活環(huán)境造成二次污染1.誤認(rèn)為目的基因的插入是“隨機(jī)”的點(diǎn)撥目的基因的插入位點(diǎn)不是隨意的：基因表達(dá)需要啟動(dòng)子與終止子的調(diào)控，所以目的基因應(yīng)插入到啟動(dòng)子與終止子之間的部位，若目的基因插入到啟動(dòng)子內(nèi)部，啟動(dòng)子將失去原功能。2.混淆啟動(dòng)子與起始密碼子，終止子與終止密碼子，不明確標(biāo)記基因的作用點(diǎn)撥啟動(dòng)子≠起始密碼子，終止子≠終止密碼子(1)啟動(dòng)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(shí)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(dòng)和終止。(4)標(biāo)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(xì)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(xì)胞篩選出來。3.誤認(rèn)為切取目的基因與切取載體時(shí)“只能”使用“同一種酶”點(diǎn)撥

(1)在獲取目的基因和切割載體時(shí)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(shí)，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(gè)不同的黏性末端。4.界定基因診斷和基因治