高三生物一輪復習課件第十三單元+基因工程+

第1節(jié)

基因工程第1課時

重組DNA技術的基本工具第十三單元

基因工程及生物技術的安全性與倫理問題目錄體會工具發(fā)現(xiàn)的意義任務三任務二理解基因工程需要用到的“分子工具”任務一了解基因工程的概念和理論基礎構建本節(jié)內容框架任務四導入生活中的生物學蘇云金桿菌Bt基因分離導入【問題1】

科研人員利用基因工程技術培育了轉基因抗蟲棉，你能結合該例子，給基因工程下一個定義嗎？普通棉花轉基因抗蟲棉任務一了解基因工程的概念和理論基礎活動1.給基因工程下定義基因工程是指按照人們的愿望，通過轉基因等技術，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品?！締栴}1】科研人員利用基因工程技術培育了轉基因抗蟲棉，你能結合該例子，給基因工程下一個定義嗎？從技術操作層面看，由于基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的，因此又叫作重組DNA技術。任務一了解基因工程的概念和理論基礎活動2.了解基因工程的理論基礎【問題2】細菌的基因（DNA）為什么能夠拼接到棉花的基因（DNA）上？（1）DNA的基本組成單位都是四種脫氧核苷酸。（2）雙鏈DNA分子的空間結構都是規(guī)則的雙螺旋結構?！締栴}3】細菌的基因（DNA）為什么能夠在棉花的細胞中表達？（1）遺傳信息的傳遞都遵循中心法則。（2）生物界共用一套遺傳密碼。相同的遺傳信息在不同的生物體內可以表達出相同的蛋白質。任務二理解基因工程需要用到的“分子工具”【問題4】要將Bt基因從蘇云金桿菌體內分離出來，可能需要用到什么工具？【問題5】將分離出來的Bt基因導入棉花細胞內，可能需要用到什么工具？限制酶（限制性內切核酸酶）DNA連接酶，載體【問題6】上述工具是如何發(fā)揮作用的？有什么特點？活動2.基因工程的理論基礎任務二理解基因工程需要用到的“分子工具”活動1.認識“分子手術刀”——限制酶下圖是兩種限制酶切割DNA分子產生兩種不同末端的示意圖，回答下列問題：【問題7】限制酶EcoRⅠ的名字有何含義？從大腸桿菌E.Coli的R型菌株中分離出來的第一種限制酶下圖是兩種限制酶切割DNA分子產生兩種不同末端的示意圖，回答下列問題：【問題8】限制酶EcoRⅠ可以識別的DNA序列是

，切割位點在

?！締栴}9】限制酶SmaⅠ可以識別的DNA序列是

，切割位點在

。5′-GAATTC-3′G和A之間的磷酸二酯鍵5′-CCCGGG-3′G和C之間的磷酸二酯鍵限制酶的作用：能夠識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開。限制酶的識別序列大多數(shù)是6個核苷酸的序列。下圖是兩種限制酶切割DNA分子產生兩種不同末端的示意圖，回答下列問題：【問題10】限制酶EcoRⅠ切割DNA后產生的DNA片段通常是

末端?！締栴}11】限制酶SmaⅠ切割DNA后產生的DNA片段通常是

末端。黏性平黏性末端：限制酶在識別序列的中心軸線兩側切割DNA分子后產生。平末端：限制酶在識別序列的中心軸線切割DNA分子后產生。任務二理解基因工程需要用到的“分子工具”

1.來源：主要從原核生物中分離純化來的3.特點:4.作用部位:特定切點上的磷酸二酯鍵。

2.種類：數(shù)千種能夠識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開。☆限制酶不是一種酶，而是一類酶。5.識別序列長度：大多數(shù)是6個核苷酸序列。6.

結果：產生黏性末端或平末端。磷酸二酯鍵小結：【問題12】現(xiàn)有3段DNA分子片段，請嘗試選擇合適的限制酶（EcoRⅠ或SmaⅠ）進行切割：5′-ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC-3′3′-TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG-5′5′-TCCTAGAATTCTCGGTATGAATTCATAC-3′3′-AGGATCTTAAGAGCCATACTTAAGTATG-5′①②③5′-ATACATAGCATGCTGGGCCCATCCATGGC-3′3′-TATGTATCGTACGACCCGGGTAGGTACCG-5′5′-ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC-3′3′-TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG-5′5′-TCCTAGAATTCTCGGTATGAATTCATAC-3′3′-AGGATCTTAAGAGCCATACTTAAGTATG-5′①②③5′-ATACATAGCATGCTGGGCCCATCCATGGC-3′3′-TATGTATCGTACGACCCGGGTAGGTACCG-5′【問題13】②中切下來的DNA片段可以和哪些片段拼接？為什么？如何拼接？【問題12】現(xiàn)有3段DNA分子片段，請嘗試選擇合適的限制酶（EcoRⅠ或SmaⅠ）進行切割：任務二理解基因工程需要用到的“分子工具”活動2.認識“分子縫合針”——DNA連接酶下圖是兩種DNA連接酶的的作用示意圖，請據(jù)圖歸納DNA連接酶的作用。E.coliDNA連接酶T4DNA連接酶從大腸桿菌中分離得到鏈接互補的

①

末端從T4噬菌體中分離得到黏性末端與平末端均可連接，但連接平末端的效率相對比較低。DNA連接酶的作用：將雙鏈DNA雙鏈片段“縫合”起來，恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。【問題13】②中切下來的DNA片段可以和哪個片段拼接？為什么？如何拼接？選擇哪種DNA連接酶進行拼接？【問題14】若②中切割下來的為Bt基因，可否直接將該基因導入受體細胞（棉花的細胞）？任務二理解基因工程需要用到的“分子工具”活動3.認識“分子運輸車”——載體擬核DNA質粒大腸桿菌細胞目的基因插入位點氨芐青霉素抗性基因復制原點下圖是大腸桿菌及質粒結構模式圖，思考下列問題：【問題15】如何確保目的基因和載體能夠連接？【問題16】如何確保載體攜帶的目的基因能夠在受體細胞中成功表達？【問題17】如何驗證目的基因確實被攜帶進入受體細胞？

1.作用：將目的基因轉入受體細胞。

2.種類：通常是用質粒，噬菌體、動植物病毒也可以。目的基因插入位點復制原點氨芐青霉素抗性基因質粒是一種裸露的、結構簡單、獨立于真核細胞細胞核或原核細胞擬核DNA之外，并具有自我復制能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子?！钫婧松锶缃湍妇幸泊嬖谫|粒。任務二理解基因工程需要用到的“分子工具”活動3.認識“分子運輸車”——載體任務二理解基因工程需要用到的“分子工具”活動3.認識“分子運輸車”——載體3.載體需具備的條件：有一個至多個限制酶切割位點可自我復制具有特殊的標記基因對受體細胞無害、易分離便于插入（攜帶）目的基因使目的基因穩(wěn)定存在且數(shù)量可擴增便于鑒定和篩選☆真正被用作載體的質粒，都是在天然質粒的基礎上進行過人工改造的。小試牛刀如果你是研究人員，想要培育轉基因抗充棉，可能需要哪幾個步驟？獲取Bt基因將Bt基因與載體結合將重組DNA分子導入棉花的細胞……使用說明：本頁是用來承上啟下的，目的是希望引導學生明白科學技術的發(fā)展過程是不斷曲折的、不斷發(fā)展和變化的。教師在使用時，可酌情進行科學史的教育。若不想進行任務三的學習，則刪除連續(xù)的相關頁即可。任務三體會工具發(fā)現(xiàn)的意義活動1.閱讀P68-69“科技探索之路”，思考科學家發(fā)現(xiàn)三種“分子工具”的意義艾弗里等人通過肺炎鏈球菌的轉化實驗，不僅證明了

，還證明了

。1944遺傳物質是DNADNA可以在同種生物的不同個體之間轉移沃森和克里克建立了

結構模型，并提出了

的假說。1953DNA雙螺旋遺傳物質自我復制尼倫伯格和馬太破譯了第1個編碼氨基酸的

。1961密碼子多種

酶、

酶和

酶被相繼發(fā)現(xiàn)，為DNA的切割、連接以及功能基因的獲得創(chuàng)造了條件。70年代科學家證明

可以作為基因工程的載體，構建

，導入受體細胞，使外源基因在原核細胞中成功表達，并實現(xiàn)物種間的基因交流。1973限制DNA連接逆轉錄質粒重組DNA使用說明：教師在使用時，可酌情進行科學史的教育。若不想進行任務三的學習，則刪除連續(xù)的相關頁即可。任務三體會工具發(fā)現(xiàn)的意義活動1.閱讀P68-69“科技探索之路”，思考科學家發(fā)現(xiàn)三種“分子工具”的意義第一個基因工程藥物——

被批準上市1982重組人胰島素穆里斯等人發(fā)明

，為獲取目的基因提供了有效手段。1985PCR

計劃啟動。2003年，該計劃的測序任務順利完成。1990人類基因組華人科學家張鋒及其團隊首次報道利用最新的

技術編輯了哺乳動物基因組。2013基因組編輯使用說明：教師在使用時，可酌情進行科學史的教育。若不想進行任務三的學習，則刪除連續(xù)的相關頁即可。任務四構建本節(jié)內容框架基因工程基因工程的概念基因工程的理論基礎基因工程的基本工具限制酶DNA連接酶基因進入受體細胞的載體使用說明：教師根據(jù)實際情況，在右側增加相應內容1.源于P71“旁欄思考”：你能根據(jù)所掌握的知識，推測限制酶存在于原核生物中的主要作用嗎？原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，所以它在長期的進化過程中形成了一套完善的防御機制。限制酶就是它的一種防御性工具。當外源DNA入侵時，它會利用限制酶來切割外源DNA，使外源DNA失效，以保證自身的安全。2.源于P74“練習與應用”：想一想，為什么限制酶不切割細菌本身的DNA？①含有某種限制酶的細胞的DNA分子不具備這種限制酶的識別序列；②通過甲基化酶將甲基轉移到了限制酶所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。3.源于P75“練習與應用”：識別DNA分子中不同核苷酸序列，但能切割產生相同黏性末端的限制酶被稱為同尾酶。同尾酶在基因工程操作中可能有什么意義？同尾酶使構建載體時，切割位點的選擇范圍擴大。例如，我們選擇了用某種限制酶切割載體，如果目的基因的核苷酸序列中恰好有該限制酶的識別序列，那么用該限制酶切割含有目的基因的DNA片段時，目的基因就很可能被切斷；這時可以考慮用合適的同尾酶(目的基因的核苷酸序列中不能有它的識別序列)來獲取目的基因。4.源于P72“旁欄思考”：DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？TTDNA聚合酶DNA連接酶DNA聚合酶連接的是游離的脫氧核苷酸，需要模板；DNA連接酶連接的是DNA片段，不需要模板。幾種相關酶的比較酶作用底物作用部位作用結果DNA聚合酶DNA連接酶限制酶解旋酶DNA（水解）酶脫氧核苷酸磷酸二酯鍵形成新的DNA分子DNA分子片段磷酸二酯鍵形成重組DNA分子DNA分子磷酸二酯鍵形成黏性末端或平末端DNA分子DNA分子堿基對之間的氫鍵形成單鏈DNA分子磷酸二酯鍵形成脫氧核苷酸1.(2022·山東濟南模擬)如表為常用的限制性內切核酸酶(限制酶)及其識別序列和切割位點，由此推斷的以下說法中，正確的是(

)A．一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列B．限制酶切割后一定形成黏性末端C．不同的限制酶切割DNA分子后可以形成相同的黏性末端D．限制酶的切割位點在識別序列內部C課堂訓練解析：由圖可知，由于Y＝C或T，R＝A或G，因此HindⅠ可以識別多種核苷酸序列，A錯誤；限制酶切割后可能形成黏性末端或平末端，B錯誤；不同的限制酶切割DNA分子后可以形成相同的黏性末端，如BamHⅠ和Sau3AⅠ，C正確；限制酶的切割位點在識別序列內部或外部，如Sau3AⅠ，D錯誤。2.(2022·北京朝陽區(qū)二模)農桿菌特有的T-DNA能夠提高其對宿主細胞的轉化，進而使宿主長出冠癭瘤。如圖為T-DNA上的部分結構，有關分析錯誤的是(

)A．T-DNA是Ti質粒上特有的序列，在基因工程中廣泛應用B．T-DNA整合到宿主細胞基因組DNA上可能會導致基因突變C．T-DNA結構的完整性是誘導宿主植株產生冠癭瘤的重要條件D．農桿菌通過改變植物激素的種類與比例誘導細胞的分化方向A課堂訓練解析：T-DNA是農桿菌特有的序列，該序列可存在于農桿菌所有DNA中，不是Ti質粒所特有的，A錯誤；基因突變是指DNA分子中堿基對的增添、替換和缺失而引起基因結構的改變，故T-DNA整合到宿主細胞基因組DNA上可能會導致基因突變，B正確；基因的結構決定功能，基因要表達功能應保證其具有完整性，故T-DNA結構的完整性是誘導宿主植株產生冠癭瘤的重要條件，C正確；據(jù)圖可知，重組質粒上有生長素合成基因和細胞分裂素合成基因，兩者比例不同可決定植物根或莖的分化，D正確。3.(2021·全國乙卷，38，節(jié)選)用DNA重組技術可以賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人類需要的生物產品。在此過程中需要使用多種工具酶，其中4種限制性內切核酸酶的切割位點如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：課堂訓練(1)常用的DNA連接酶有E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。上圖中_________________酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA連接酶連接。上圖中_____________________________________酶切割后的DNA片段可以用T4DNA連接酶連接。EcoRⅠ、PstⅠEcoRⅠ、SmaⅠ、PstⅠ、EcoRⅤ(2)DNA連接酶催化目的基因片段與質粒載體片段之間形成的化學鍵是____________。(3)DNA重組技術中所用的質粒載體具有一些特征。如質粒DNA分子上有復制原點，可以保證質粒在受體細胞中能____________；質粒DNA分子上有________________，便于外源DNA插入。課堂訓練磷酸二酯鍵自我復制限制酶切割位點第1節(jié)

基因工程第2課時DNA的粗提取與鑒定第十三單元

基因工程及生物技術的安全性與倫理問題遵義市高中生物學2025屆一輪復習課例目錄任務一完成實驗探究任務二繪制實驗流程圖任務一完成實驗探究活動1.完成實驗探究某研究小組想要從洋蔥鱗片葉中提取洋蔥細胞的DNA，他們進行了如圖所示操作?；卮鹣铝袉栴}：（1）DNA位于洋蔥細胞內，為了將DNA釋放到細胞外，圖中采用的操作是

。同時該操作過程中可以去除部分蛋白質，是因為

。.

。（2）通過上述步驟得到濾液C后，向濾液中加入2mol/L的NaCl溶液的目的是

..

。這么做是因為

..

。研磨研磨時加入了體積分數(shù)為95%的酒精，DNA不溶于酒精，而某些蛋白質溶于酒精使DNA（溶解度下降而沉淀）析出DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，能溶于2mol/L的NaCl溶液任務一完成實驗探究活動1.完成實驗探究某研究小組想要從洋蔥鱗片葉中提取洋蔥細胞的DNA，他們進行了如圖所示操作?；卮鹣铝袉栴}：（3）研磨時加入的酒精必須是經(jīng)過冷卻才能使用，這樣做的作用是

.

。（4）在濾液C中加入體積相等的、預冷的酒精溶液，靜置2~3min，溶液中出現(xiàn)的

的主要成分為DNA。為了鑒定該物質的化學本質，可用

溶液溶解后滴加

試劑，混合均勻后沸水浴，如果出現(xiàn)

，證明該絲狀物的主要成分為DNA。溶解雜質和析出DNA白色絲狀物2mol/L的NaCl二苯胺藍色任務一完成實驗探究小結：（1）概述實驗原理實驗原理提取思路DNA的性質利用DNA和其他物質在

方面的差異，提取DNADNA不溶于

，易與蛋白質等分離。DNA在不同濃度的

溶液中溶解度不同，能溶于

溶液DNA的鑒定：

理化性質酒精NaCI2mol/L的NaCl任務一完成實驗探究小結：（2）梳理實驗流程選材研磨過濾法取上清液離心法取上清液析出DNA攪拌析出離心析出鑒定DNA選取洋蔥為實驗材料30g洋蔥+10mL研磨液過濾→4℃冰箱放置→取上清液(或離心后取上清液）

在上清液中加入等體積、預冷的體積分數(shù)為95%的酒精溶液，靜置2~3min，獲取白色絲狀物加入5mL2mol/LNaCl溶液溶解白色絲狀物，再加入4mL二苯胺試劑，沸水中加熱5min，觀察溶液顏色變化任務一完成實驗探究活動1.完成實驗探究某研究小組想要從洋蔥鱗片葉中提取洋蔥細胞的DNA，他們進行了如圖所示操作。回答下列問題：（5）某同學提取到的不是白色絲狀物，說明

。（6）某同學用二苯胺試劑鑒定后未呈現(xiàn)藍色，可能的原因是

..

。（7）粗提取的DNA中可能含有

等雜質。（8）能不能用哺乳動物成熟紅細胞進行DNA的提取實驗？為什么？___________________________________________________________________。提取到的DNA中雜質較多提取到的DNA含量低；實驗操作過程中存在失誤；等核蛋白、多糖不能。哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核(無DNA)任務一完成實驗探究注意事項提取植物細胞的DNA時，加入的洗滌劑能溶解細胞膜，有利于DNA的釋放；加入食鹽(主要成分是NaCl)的目的是溶解DNA。加入洗滌劑后，動作要輕緩、柔和，否則容易產生大量的泡沫。加入酒精和用玻璃棒攪拌時，動作要輕緩，以免加劇DNA分子的斷裂，導致DNA分子不能形成絮狀沉淀。二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則會影響鑒定的效果。選用冷卻的95%的酒精溶液的作用是溶解雜質和析出DNA。本頁為實驗注意事項，老師們可根據(jù)實際情況進行選用。任務二繪制實驗流程圖實驗原理方法步驟注意事項DNA的溶解性DNA的鑒定不溶于酒精；可溶于2mol/L的NaCl溶液在一定溫度下，DNA遇二苯胺試劑會呈現(xiàn)藍色選材洗滌劑洗滌二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用選材研磨過濾法取上清液離心法取上清液析出DNA攪拌析出離心析出鑒定DNA1.如圖是“DNA的粗提取和鑒定”實驗中幾個重要操作的示意圖，下列敘述錯誤的是(

)A．圖①的原理是DNA不溶于酒精，某些蛋白質可溶于酒精B．圖①和圖③都需用玻璃棒沿一個方向輕緩攪拌的目的相同C．若圖③操作后接圖②操作，則DNA留在濾液中D．若圖④操作后接圖②操作，則DNA留在紗布上課堂訓練B解析：圖①的原理是DNA不溶于酒精，某些蛋白質可溶于酒精，以便除去溶于酒精的雜質，提取含雜質較少(或較純凈)的DNA，A正確；圖①玻璃棒攪拌的目的是提取出含雜質較少的DNA，圖③玻璃棒攪拌的目的是溶解細胞核內的DNA，B錯誤；圖③操作是加入蒸餾水，破碎細胞，圖②操作是過濾，獲取含DNA的濾液，使DNA留在濾液中，C正確；圖④操作是去除濾液中雜質，析出DNA，圖②操作是過濾，將DNA留在紗布上，D正確。2．(2022·山東等級考)關于“DNA的粗提取與鑒定”實驗，下列說法錯誤的是(

)A．過濾液沉淀過程在4℃冰箱中進行是為了防止DNA降解B．離心研磨液是為了加速DNA的沉淀C．在一定溫度下，DNA遇二苯胺試劑呈現(xiàn)藍色D．粗提取的DNA中可能含有蛋白質課堂訓練B解析：低溫時DNA酶的活性較低，過濾液沉淀過程在4℃冰箱中進行是為了防止DNA降解，A正確；離心研磨液是為了使細胞碎片沉淀，B錯誤；在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺試劑呈現(xiàn)藍色，C正確；細胞中的某些蛋白質可以溶解于酒精，可能有蛋白質不溶于酒精，在95%的冷酒精中與DNA一起析出，故粗提取的DNA中可能含有蛋白質，D正確。拓展閱讀(1)

二苯胺試劑的配制（課本P117）①

稱取1.5g二苯胺，溶于100mL冰乙酸中。②

在溶液中加入1.5mL濃硫酸，用棕色瓶保存。③

臨用前，在10ml的上述溶液中再加入0.1mL體積分數(shù)為0.%的乙醛溶液。(2)

DNA中嘌呤核苷酸上的脫氧核糖遇酸生成ω-羥基-γ-酮基戊醛，后者再和二苯胺試劑作用呈現(xiàn)藍色。鑒定時溶液藍色的深淺，與溶液中DNA含量的多少有關，可以加入適量乙醛，以提高反應的靈敏度。(3)

DNA與二苯胺試劑反應后的溶液對波長為595nm的光有最大吸收峰，并且DNA的含量在一定范圍時，吸光度的值與DNA的含量成正比，利用這個原理可以測定DNA的含量。拓展閱讀研磨液的配制方法①

將10.1g

Tris(三羥甲基氨基甲烷)加入50

mL蒸餾水中，使其溶解。②

用

2

mol/L

的

HCl

溶液調節(jié)pH至8.0。③

在溶液中加入8.76gNaCl、37.2gEDTA(乙二胺四乙酸)、20gSDS(十二烷基硫酸鈉)，待藥品全部溶解后，用蒸餾水定容至1000mL。Tris提供緩沖體系，使DNA在這個緩沖體系中呈穩(wěn)定狀態(tài)；EDTA是一種DNA酶的抑制劑，可防止細胞破碎后DNA酶降解DNA；SDS可使蛋白質變性與DNA分離；研磨液的作用是使DNA溶解。第1節(jié)

基因工程遵義市高中生物學2025屆一輪復習課例第十三單元

基因工程及生物技術的安全性

與倫理性問題第3課時

基因工程的基本操作程序目錄獲取目的基因的方法任務二任務一篩選目的基因掌握PCR擴增技術任務三任務四檢測的PCR結果導入生活中的生物學思考：

科研人員利用基因工程技術培育了轉基因

抗蟲棉，據(jù)圖寫出基因工程的四個步驟？任務一篩選目的基因在基因工程的設計和操作中，用于改變受體細胞性狀或獲得預期表達產物等相關的基因。既可來自生物體本身，也可來自不同生物體（2）來源：（1）定義1、目的基因

序列數(shù)據(jù)庫（Genbank）2、篩選合適的目的基因任務二獲取目的基因的方法1、人工合成目的基因活動1

回憶目的基因的獲取方法2、從基因文庫中獲取目的基因3、利用PCR獲取和擴增目的基因4、反轉錄法（適用于RNA病毒）注意事項任務二獲取目的基因的方法某種生物的單鏈mRNA單鏈互補DNA雙鏈cDNA片段導入受體菌中儲存與載體連接cDNA文庫逆轉錄酶DNA聚合酶（2）cDNA文庫的構建過程：（1）DNA文庫包含基因組文庫與cDNA文庫活動1

思考并分析回答問題問：新冠病毒是一種RNA病毒，通過咽拭子獲取新冠病毒后，想擴增病毒的刺突蛋白（S蛋白）基因序列進行核酸檢測，如何操作？任務三掌握PCR擴增技術1、PCR的定義及原理任務二獲取目的基因的方法PCR：即聚合酶鏈式反應。

在體外提供參與DNA復制的各種組分與反應條件，對目的基因的核苷酸序列進行大量復制的技術。（2）原理：DNA半保留復制（1）定義思考：體外PCR擴增DNA與體內DNA復制有何區(qū)別項目PCR技術體內DNA復制場所解旋方式酶引物特點ATP溫度條件結果細胞外（主要在PCR儀內）細胞內（主要在細胞核內）耐高溫的DNA聚合酶解旋酶催化DNA在高溫下變性解旋解旋酶、DNA聚合酶一般是單鏈DNA分子一小段RNA體外迅速擴增生物體內邊解旋邊復制不需要需要在較高溫度下進行細胞內溫和的條件短時間形成大量DNA片段形成完整的DNA分子任務三掌握PCR擴增技術活動2比較PCR與體內DNA復制的區(qū)別注意事項：①反應環(huán)境：緩沖溶液，提供合適的酸堿度和某些離子（如

）。②DNA聚合酶催化DNA子鏈合成，但不能從頭合成子鏈，必須從引物開始延伸。③引物：

種，使DNA聚合酶能夠從引物的

端開始連接脫氧核苷酸，是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補配對的短單鏈核酸。

激活真核細胞和細菌的DNA聚合酶任務三掌握PCR擴增技術Mg2+3’2活動2比較PCR與體內DNA復制的區(qū)別（3）PCR的流程任務三掌握PCR擴增技術（3）PCR的流程任務三掌握PCR擴增技術引物數(shù)量=子鏈的數(shù)量=2n+1-2以一個DNA為模板，至少經(jīng)___輪擴增可獲得等長的目的基因片段____個。注意事項：32任務三掌握PCR擴增技術活動3描述PCR三個步驟的目的步驟溫度目的變性復性延伸90℃50℃左右72℃左右雙鏈DNA解聚為單鏈引物與單鏈DNA結合，形成局部雙鏈脫氧核苷酸在耐高溫的DNA聚合酶作用下合成新的DNA鏈思考：DNA中GC含量對復性時溫度的影響？思考：實驗過程中一般會進行預變性處理，目的為何？問：根據(jù)Genbase中查詢到的新冠病毒S蛋白基因序列，設計引物。

為了保證準確地擴增出目的基因，如何設計引物？任務三掌握PCR擴增技術活動4根據(jù)材料，思考引物設計的注意事項21554ATGTTTGTTTTTCTTGTTTTATTGCCA……GCTAAAGGAGTCAAATTACATTACACATAA253511、引物設計的必要性不能，耐高溫DNA聚合酶只能從引物3’端開始延伸子鏈。任務三掌握PCR擴增技術活動5根據(jù)材料，思考引物設計的注意事項PCR反應體系中含有耐高溫DNA聚合酶，下面的表達式能不能正確反映DNA聚合酶的功能？為什么？2、引物設計的注意事項：①引物設計時要避免兩種引物堿基互補配對和自身折疊任務三掌握PCR擴增技術活動5根據(jù)材料，思考引物設計的注意事項設計引物是PCR技術關鍵步驟之一。某同學根據(jù)新冠病毒S基因序列設計的兩組引物(只標注了部分堿基序列)合理嗎？請分別說明理由。2、引物設計的注意事項：①引物設計時要避免兩種引物堿基互補配對和自身折疊②引物設計時要避免特異性不強（即引物可與模板鏈多處進行堿基

互補配對），引物越短，特異性越差。③如果目的基因兩端沒有合適的限制酶的切點，則需要在引物5’端加上限制酶識別位點。任務三掌握PCR擴增技術活動5根據(jù)材料，思考引物設計的注意事項思考：引物的長度為多少個堿基比較合適？思考：為何要添加限制酶切位點？

為何不是在引物3’端添加限制酶識別位點？2、引物設計的注意事項：④可在引物5’端加上放射性同位素、熒光標記物。任務三掌握PCR擴增技術活動5根據(jù)材料，思考引物設計的注意事項可使擴增得到的目的基因被打上標記，更容易被檢測。比如可直接在凝膠中使用光學檢測儀對熒光信號進行檢測。⑤可增添、缺失或替換引物中個別堿基。實現(xiàn)目的基因的定點突變，從而定向改變蛋白質結構，產生自然界沒有的新蛋白。使用說明：可刪除3、引物結合位點：目的基因上下游的非編碼區(qū)的3’端基因的結構——原核生物任務三掌握PCR擴增技術使用說明：可刪除編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)上游編碼區(qū)下游編碼蛋白質，連續(xù)①調控遺傳信息的表達，上游有啟動子，下游有終止子②不編碼蛋白質啟動子終止子…………TACACGTGCATCAAT……………………ATGTGCACGTAGTTA…………上下游的非編碼區(qū)基因的結構——真核生物任務三掌握PCR擴增技術使用說明：可刪除編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)（能編碼蛋白質）啟動子終止子外顯子內含子編碼蛋白質，不連續(xù)（不能編碼蛋白質）課堂訓練1.（原創(chuàng)）PCR擴增技術中，引物是很關鍵的反應條件。以下關于引物的說法錯誤的是（

）

A.目的基因進行PCR擴增時，需要設計一對引物

B.為保證引物能與目的基因3’端特異性結合，引物越長越好

C.PCR擴增技術所使用的引物是短單鏈核酸

D.可通過控制復性的溫度，控制不同引物與目的基因結合B解析：B、引物長度一般在20-30個核苷酸范圍內。故選：B。課堂訓練2.（2023·福建廈門模擬）下圖表示PCR過程中某個階段反應體系的情況,①②③④表示相關物質，L、R表示方向。下列敘述正確的是（

）

A.②鏈從L到R的方向為3'→5'，①②鏈均可作為子鏈合成的模板

B.PCR過程需要通過解旋酶斷開氫鍵，且為邊解旋邊復制

C.以1個DNA為模板經(jīng)3次循環(huán)需消耗8個引物③

D.物質③的5'端添加了某序列，至少需經(jīng)2次循環(huán)才可獲得該序列的雙鏈產物D課堂訓練解析：A、①過程為逆轉錄,所需的原料是脫氧核苷酸,A錯誤;B、②過程由DNA單鏈合成DNA雙鏈過程所需要的DNA聚合酶不需要耐高溫,B錯誤;C、③過程為變性,溫度上升到90℃至95℃時,雙鏈DNA解聚為單鏈,不需要DNA解旋酶破壞氫鍵,C錯誤;D、④過程為復性,溫度降到55℃至60℃時,兩種引物通過堿基互補配對與兩條DNA單鏈結合,但引物對之間不能互補配對,D正確。故選D。任務四檢測PCR的結果活動1了解瓊脂糖凝膠電泳，分析其鑒定PCR產物的原理分離DNA原理：利用不同DNA分子的分子量大小不同，在凝膠中移動的距離不同。分子量小的DNA，移動的較快，距離加樣點較遠。電場、紫光燈任務四檢測PCR的結果活動1了解瓊脂糖凝膠電泳，分析其鑒定PCR產物的原理1、電泳：一定pH下，DNA分子可解離的基團帶上正電荷或負電荷。電場作用下，帶電分子會向著與所帶電荷_______的方向移動。注意事項——原理2、凝膠中DNA分子的遷移速率與

、______________________等有關。3、凝膠中DNA分子通過DNA分子通過染色，可以在波長

nm的

下被檢測出來。相反凝膠濃度DNA分子大小和構像300紫外燈任務四檢測PCR的結果活動1了解瓊脂糖凝膠電泳，分析其鑒定PCR產物的原理1、沸水浴加熱使瓊脂糖熔化，稍冷卻后，加入適量的

混勻。注意事項——操作過程中的注意事項2、為避免__________等因素的污染，PCR實驗中使用的離心管、槍頭和蒸餾水等在使用前必須__________處理。3、為保證實驗材料性質的穩(wěn)定性，緩沖液和酶在購買后應分裝成小份，并在______儲存。核酸染料外源DNA高壓滅菌-20℃思考：閱讀學案上的資料，了解RT-qPCR的原理，回答以下問題。①采集的新冠病毒的核酸不可以直接進行擴增，需要增加什么操作？②結果預測及分析

若有病毒，則

；

若沒有病毒，則

。任務四檢測PCR的結果活動2分析材料，回答問題S蛋白課堂訓練3.（原創(chuàng)）某興趣小組通過Genbase查詢到新冠病毒刺突蛋白（S蛋白）的基因序列，嘗試設計PCR所需要的引物，據(jù)此回答下列問題：（1）引物的長度不能太短，一般有20-30個核苷酸，這樣設計的理由是：_______________________________________________________。（2）利用S蛋白基因序列的引物進行核酸檢測時，會出現(xiàn)“假陽性”的現(xiàn)象，從引物特異性的角度，嘗試解釋“假陽性”出現(xiàn)的原因：______________________________________，

該現(xiàn)象說明_______________。根據(jù)新冠病毒表面蛋白的圖，嘗試提出提高檢測精準度的方法：_____________________________。答案：（1）引物太短，容易與DNA中很多片段互補配對，為了保證引物能夠特異性結合到目的基因的3’端。（2）S蛋白基因的引物可能與人體細胞中其他基因結合并擴增了片段，

該引物的特異性不高。

同時選擇S蛋白和E蛋白的基因序列的引物進行核酸檢測。第十三單元

基因工程及生物技術的安全性

與倫理性問題遵義市高中生物學2025屆一輪復習課例第1節(jié)

基因工程第4課時

基因工程的基本操作程序目錄構建基因表達載體任務二任務一選擇載體的標準將目的基因導入受體細胞任務三任務四檢測與鑒定目的基因導入從社會中來科學家通過PCR快速擴增大量Bt抗蟲蛋白基因（Bt基因）后，為了：①讓Bt基因在棉花細胞中穩(wěn)定存在，并能遺傳給下一代；②使Bt基因能夠表達和發(fā)揮作用。需要構建基因表達載體。據(jù)圖分析：1、為了滿足要求①②，載體應該具備

哪些序列片段？2、基因表達載體構建好以后，如何導

入棉花細胞中？3、可以從哪些角度判斷Bt基因導入，

并成功表達？一種含抗蟲基因（JBT-FC）的Ti質粒卡那霉素抗性基因任務一分析載體具備的條件終止子復制原點載體自我復制起始的一段序列①一段有特殊序列的DNA片段，位于目的基因上游；②RNA聚合酶識別和結合的部位，驅動基因轉錄出mRNA，啟動轉錄①一段有特殊序列的DNA片段，位于目的基因下游，②終止轉錄便于重組DNA分子的篩選具有一種或多種限制酶切位點思考：啟動子與起始密碼子，

終止子與終止密碼子的區(qū)別？任務二構建基因表達載體（基因工程的核心）①用一定的_________切割質粒，使其出現(xiàn)一個切口。②用_____________或___________________________切割含有目的基因的DNA片段。（一般用雙酶切法）③利用______________將目的基因片段拼接到載體的切口處，就形成了一個______________。限制酶同種限制酶能產生相同末端活動1

完成基因表達載體（以質粒為例）的構建過程的限制酶DNA連接酶重組DNA分子任務二構建基因表達載體（基因工程的核心）活動1

完成基因表達載體（以質粒為例）的構建過程DNA連接酶注意事項質粒重新環(huán)化目的基因自身環(huán)化質粒與目的基因反向連接單酶切法缺點思考：反向連接會造成什么后果？任務二構建基因表達載體（基因工程的核心）活動1

完成基因表達載體（以質粒為例）的構建過程雙酶切法優(yōu)點能避免反向連接注意事項防止質粒重新環(huán)化防止目的基因自身環(huán)化防止質粒與目的基因反向連接課堂訓練1.（原創(chuàng)）根據(jù)圖中質粒上限制酶切所在位置，分析應選擇哪兩種限制酶切割質粒，將目的基因拼接到切口處（

）

A.XhoⅠ和BamHⅠ

B.HindⅢ和XbaⅠ

C.XbaⅠ和KpnⅠ

D.XbaⅠ和NdeⅠD解析：D、限制酶的選擇不能破壞載體上的啟動子、終止子、標記基因、復制原點。且應將目的基因插入啟動子與終止子之間。任務二構建基因表達載體（基因工程的核心）思考：基因表達載體構建過程中限制酶該如何選擇？（1）根據(jù)目的基因確定不能破壞目的基因為避免目的基因、質粒環(huán)化和反向鏈接，可使用不同限制酶，形成不同末端活動2總結基因表達載體構建過程中限制酶的選擇方法任務二構建基因表達載體（基因工程的核心）思考：基因表達載體構建過程中限制酶該如何選擇？（1）根據(jù)目的基因確定（2）根據(jù)質粒的特點確定保留標記基因、啟動子、終止子、復制原點活動2總結基因表達載體構建過程中限制酶的選擇方法選擇啟動子與終止子之間的限制酶思考：如果目的基因兩端沒有與質粒

相同的限制酶切割位點，怎么辦？任務二構建基因表達載體（基因工程的核心）思考：基因表達載體構建過程中限制酶該如何選擇？（1）根據(jù)目的基因確定（2）根據(jù)質粒的特點確定活動2總結基因表達載體構建過程中限制酶的選擇方法（3）根據(jù)Ti質粒的T-DNA片段選擇酶切位點應位于T-DNA片段中，有利于目的基因整合到染色體DNA上課堂訓練2.（2023年新課標）某同學擬用限制酶（酶1、酶2、酶3和酶4）、DNA連接酶為工具，將目的基因（兩端含相應限制酶的識別序列和切割位點）和質粒進行切割、連接，以構建重組表達載體。限制酶的切割位點如圖所示。下列重組表達載體構建方案合理且效率最高的是(

)A.質粒和目的基因都用酶3切割，用E.coliDNA連接酶連接B.質粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4DNA連接酶連接C.質粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4DNA連接酶連接D.質粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coliDNA連接酶連接C解析：只用一種限制酶切割質粒和目的基因，會使質粒和目的基因發(fā)生自身環(huán)化或者使目的基因在質粒中反向連接，A錯誤；用酶1切割目的基因，產生的是黏性末端，用酶3切割質粒，產生的是平末端，無法連接，B錯誤；質粒和目的基因都用酶1和酶2切割后，可使用T4DNA連接酶連接，使目的基因定向插到質粒中，C正確；酶2和酶4切割后產生的黏性末端相同，易導致目的基因和質粒自身環(huán)化或者使目的基因在質粒中反向連接，并且用酶4切割會破壞標記基因，D錯誤。任務三將目的基因導入受體細胞思考：含抗性基因的基因表達載體構建好后，如何導入棉花細胞？1、導入植物細胞常用的方法類型方法說明特點植物細胞農桿菌轉化法目的基因插入Ti質粒的________中，再將重組Ti質粒轉入_______，用含重組Ti質粒的農桿菌感染植物時，農桿菌中重組Ti質粒的_________插入植物的_____________中，從而完成目的基因的導入。適用于雙子葉植物和裸子植物，尤其適用于雙子葉植物，對多數(shù)單子葉植物沒有侵染能力T-DNA染色體DNA農桿菌

T-DNA任務三將目的基因導入受體細胞1、導入植物細胞常用的方法類型方法說明特點植物細胞花粉管通道法用微量注射器將含目的基因的DNA溶液直接注入______中；在植物受粉后的一定時間內，剪去柱頭，將DNA溶液滴加在___________上，使目的基因借助____________進入胚囊。我國科學家獨創(chuàng)的一種方法目的基因目的基因子房花柱切面花粉管通道任務三將目的基因導入受體細胞2、導入動物細胞常用的方法類型方法說明特點動物細胞顯微注射技術將含有目的基因的___________→顯微注射到受精卵中→注射了目的基因的受精卵，經(jīng)______________后，移植到雌性動物的輸卵管或子宮內→獲得具有新性狀的動物目的基因導入動物細胞最為有效的方法表達載體胚胎早期培養(yǎng)任務三將目的基因導入受體細胞3、導入原核細胞常用的方法類型方法說明微生物細胞Ca2＋處理法Ca2＋處理細胞→細胞處于一種能___________________________________→基因表達載體導入吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)任務四檢測與鑒定目的基因思考：除了用葉片飼喂棉鈴蟲來確定Bt基因是否賦予了棉花抗蟲特性以及

抗性的程度，還有哪些手段對目的基因進行檢測與鑒定？（1）檢測轉基因生物染色體的DNA中是否插入了目的基因。（2）檢測轉基因生物的DNA中的目的基因是否轉錄出了mRNA。（3）檢測目的基因是否翻譯出了蛋白質。方法：核酸分子雜交、PCR技術方法：抗原－抗體雜交技術方法：核酸分子雜交、PCR技術活動1

思考在分子水平如何檢測與鑒定目的基因任務四檢測與鑒定目的基因轉基因生物鑒定方法成功標志抗蟲植物抗病毒（菌）植物抗鹽植物抗除草劑植物獲取目的基因產物的轉基因生物飼喂害蟲（抗蟲接種實驗）害蟲死亡病毒（菌）感染（抗病接種實驗）未出現(xiàn)病斑鹽水澆灌正常生長噴灑除草劑正常生長功能、活性正常提取細胞產物與天然產品進行功能活性比較活動1

思考在個體生物學水平如何檢測與鑒定目的基因任務五構建概念圖目的基因的篩選與獲取篩選合適的目的基因利用PCR獲取和擴增目的基因人工合成；利用PCR技術擴增；通過構建基因文庫獲取獲取目的基因的方法：基因表達載體的構建構建目的構建過程：①首先用一定的限制酶切割載體，使它出現(xiàn)一個切口；②然后用同種限制酶或能產生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段；③再利用DNA連接酶將目的基因片段拼接到載體的切口處，這樣就形成了一個重組DNA分子基因表達載體的組成：啟動子、終止子、目的基因、標記基因任務五構建概念圖將目的基因導入受體細胞導入植物細胞：①花粉管通道法：②農桿菌轉化法：導入動物細胞：Ca2+處理法顯微注射法導入原核細胞：目的基因的檢測與鑒定分子水平的檢測個體生物學水平的鑒定1、源于選必三1P77“相關信息”：Bt抗沖蛋白只有在某類昆蟲腸道的堿性環(huán)境中才能表現(xiàn)毒性，而人和牲畜的胃液呈酸性，腸道細胞也沒有特異性受體。因此，Bt抗沖蛋白不會對人畜產生上述影響。2、源于選必三1P77“相關信息”：真核細胞和細菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活。教材拾遺3、源于選必三1P79：用PCR可以擴增mRNA嗎？不可以。如果要擴增，也需要先將mRNA逆轉錄為cDNA后再進行擴增。因為耐高溫DNA聚合酶不能識別RNA序列。課堂訓練3.（2022福建.節(jié)選）美西螈具有很強的再生能力。研究表明，美西螈的巨噬細胞在斷肢再生的早期起重要作用。為研究巨噬細胞的作用機制，科研人員制備了抗巨噬細胞表面標志蛋白CD14的單克隆抗體，具體方法如下?；卮鹣铝袉栴}：（一）基因工程抗原的制備(1)根據(jù)美西螈CD14基因的核苷酸序列，合成引物，利用PCR擴增CD14片段。已知DNA聚合酶催化引物的3’—OH與加入的脫氧核苷酸的5’—P形成磷酸二酯鍵，則新合成鏈的延伸方向是

（填“5’→3’”或“3’→5’”）。5'→3'課堂訓練(2)載體和CD14片段的酶切位點及相應的酶切抗性基因序列如圖1所示。用XhoI和Sal1分別酶切CD14和載體后連接，CD14接入載體時會形成正向連接和反向連接的兩種重組DNA．可進一步用這兩種限制酶對CD14的連接方向進行鑒定，理由是

。培養(yǎng)能表達CD14蛋白的大腸桿菌，分離純化目的蛋白。正向連接的重組DNA有這兩種酶切位點（限制酶的識別序列）；而反向連接的重組DNA會形成新的序列，沒有這兩種酶的酶切位點（沒有限制酶的識別序列）第十三單元

基因工程及生物安全技術的安全性與倫理問題遵義市高中生物學2025屆一輪復習課例第1節(jié)

基因工程第5課時

基因工程的應用目錄舉例說明基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用任務二任務一舉例說明基因工程在農牧業(yè)方面的應用舉例說明基因工程在食品工業(yè)方面的應用任務三任務四繪制概念圖，構建本節(jié)內容框架導入身邊的基因工程產品課前調查，你身邊有哪些產品在生產過程中可能運用了轉基因技術？任務一舉例說明基因工程在農牧業(yè)方面的應用活動1.案例歸納——用表格梳理基因工程在農牧業(yè)方面的應用項目舉例為什么要做怎樣做轉基因植物抗蟲抗病抗除草劑改良品質轉基因動物提高生長速率改良畜產品的品質任務一活動1.案例歸納——用表格梳理基因工程在農牧業(yè)方面的應用項目舉例為什么要做怎樣做轉基因植物抗蟲棉花、玉米、大豆、水稻等防治作物蟲害將抗蟲基因導入作物中抗病甜椒、番木瓜、煙草等許多栽培作物缺少抗病基因將抗病基因導入作物中抗除草劑玉米、大豆、油菜、甜菜等雜草危害農業(yè)生產，多數(shù)除草劑會損傷作物，導致減產將抗除草劑基因導入作物中改良品質玉米、牽?；ǖ忍岣咧参锏臓I養(yǎng)價值、觀賞價值將目的基因導入目標作物舉例說明基因工程在農牧業(yè)方面的應用任務一活動1

案例歸納——用表格梳理基因工程在農牧業(yè)方面的應用項目舉例為什么要做怎樣做轉基因動物提高生長速率轉基因鯉魚提高動物的生長速率將外源生長素基因導入鯉魚中改良畜產品的品質轉基因奶牛解決乳糖不耐受的問題將腸乳糖酶基因導入奶?；蚪M思考：一般而言，轉基因植物選擇什么細胞作為受體細胞？轉基因動物呢？舉例說明基因工程在農牧業(yè)方面的應用任務二說出基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用活動1.知識歸納——基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用基因改造藥用蛋白啟動子顯微注射分泌乳汁調節(jié)因子抗原決定克隆免疫排斥技術方法實例①

對微生物或動植物的細胞進行

，使它們能夠生產藥物；②

利用乳腺生物反應器生產藥物：將

基因與乳腺中特異表達的基因的

等調控元件重組在一起，通過

的方法導入哺乳動物的受精卵中，培育出的轉基因動物通過

生產所需要的藥物；③

培育移植器官：在器官供體的基因組中導入某種

，抑制抗原決定基因的表達，或設法除去

基因，然后再結合

技術，培育出不會引起

反應的轉基因克隆器官。重組人干擾素、促紅細胞生成素、抗凝血酶、血清血蛋白等活動2.探討用乳腺生物反應器生產藥物的流程及優(yōu)點①獲取抗凝血酶基因②構建基因表達載體③顯微注射導入山羊④形成胚胎⑤將胚胎送入母體山羊⑥發(fā)育成轉基因山羊任務二舉例說明基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用下圖為利用山羊乳腺生物反應器生產抗凝血酶的流程，回答下列問題：（1）步驟②，構建基因表達載體時，要將抗凝血酶基因與山羊

等調控原件重組在一起。（2）步驟③需要通過顯微注射的方法將基因表達載體導入山羊的

中。（3）提取抗凝血酶時，需要從轉基因山羊的

中提取，這意味著該轉基因山羊的性別必須是

。（4）使用乳腺的生物反應器生產藥物的有

等優(yōu)點。（5）若利用膀胱生物反應器從

中提取目的基因的產物，則不受

等的限制。乳腺中特異表達基因的啟動子受精卵乳汁雌性尿液年齡、性別產量高、質量好、成本低、易提取活動3.了解重組人胰島素的過程方法一方法二將胰島素基因轉入細菌細胞，進行微生物培養(yǎng)，提取胰島素。將胰島素基因轉入高等哺乳動物受精卵，培養(yǎng)成轉基因動物并從其乳汁中提取胰島素。上表是重組人胰島素的兩種方法，回答下列問題：（1）方法一中，為使胰島素基因能順利進入細菌細胞，應用

處理細菌細胞，目的是使細胞處于一種

的生理狀態(tài)。（2）方法二中，將目的基因導入受體細胞常用的方法是

。要確保人胰島素基因只在牛的乳腺中表達，應采取的措施是將人胰島素基因與

等調控元件重組在一起。Ca2+能吸收周圍環(huán)境中DNA分子顯微注射乳腺中特異表達基因的啟動子任務二舉例說明基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用活動3.重組人胰島素的過程方法一方法二將胰島素基因轉入細菌細胞，進行微生物培養(yǎng)，提取胰島素。將胰島素基因轉入高等哺乳動物受精卵，培養(yǎng)成轉基因動物并從其乳汁中提取胰島素。（3）大腸桿菌和酵母菌均可作為生產胰島素的工程菌，該類工程菌的優(yōu)點有

（答2點）。（4）上述兩種方法中，哪種方法得到的胰島素需要進一步加工和修飾已使其獲得生物活性？為什么？方法一。方法一中的受體細胞是細菌，其細胞內無內質網(wǎng)和高爾基體，無法對胰島素進行加工和修飾。單細胞；繁殖快；成本較低；不受地域、時間等的限制任務二舉例說明基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用活動4.比較——乳腺生物反應器與工程菌生產藥物比較內容乳腺生物反應器工程菌（以大腸桿菌為例）含義基因表達受體細胞目的基因導入方式生產條件藥物提取任務二舉例說明基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用指將外源基因在哺乳動物的乳腺中特異表達，利用動物的乳腺組織生產藥物蛋白指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達的菌類合成的藥物蛋白與天然蛋白質相同微生物合成的藥物蛋白可能沒有活性動物受精卵微生物細胞顯微注射法Ca2+處理法不需嚴格滅菌；溫度等外界條件對其影響不大需嚴格滅菌，嚴格控制工程菌所需的溫度、pH、營養(yǎng)物質濃度等外界條件從動物乳汁中提取從微生物細胞或其培養(yǎng)液中提取任務三舉例說明基因工程在食品工業(yè)方面的應用活動1.閱讀教材，了解基因工程在食品工業(yè)方面的應用生產食品工業(yè)用酶、氨基酸、維生素等阿斯巴甜奶酪淀粉酶脂肪酶……一種普遍使用的甜味劑生產奶酪需要使用凝乳酶糖漿加工需要加工烘烤食品需要通過構建基因工程菌，然后用發(fā)酵技術大量生產任務四繪制概念圖，構建本節(jié)內容框架基因工程的應用農牧業(yè)方面醫(yī)藥衛(wèi)生領域食品工業(yè)方面基因改造的微生物或植物細胞生產藥物哺乳動物批量生產藥物器官移植的供體生產食品工業(yè)用酶、氨基酸和維生素等生產奶酪等發(fā)酵奶制品構建基因工程菌生產淀粉酶、脂肪酶等培育處理環(huán)境污染的“超級細菌”其他方面轉基因抗蟲植物轉基因抗病植物轉基因抗除草劑植物改良植物的品質提高動物的生長速率改善畜產品的品質利用經(jīng)過基因改造的微生物生產能源1.水稻是重要的糧食作物。它的根部一般沒有根瘤菌，在種植時常常需要施加氮肥，這不但增加了生產成本，還可能污染環(huán)境。請?zhí)岢鰞煞N利用基因工程技術解決問題的方案。課堂訓練①

將固氮相關基因導入水稻根系微生物中；②

直接將固氮相關基因導入水稻細胞中。第十三單元

基因工程及生物技術的安全性

與倫理性問題遵義市高中生物學2025屆一輪復習課例第1節(jié)

基因工程第6課時

蛋白質工程目錄蛋白質工程的基本原理任務二任務一蛋白質工程崛起的緣由基因工程的應用任務三蛋白質工程與基因工程的比較任務四定點突變任務五導入生活中的生物學對比人胰島素起效時間與持續(xù)時間，超短胰島素縮短了起效時間，能快速降低餐后血糖值；而中效、長效、甘精胰島素等則延長了持續(xù)時間，延長的時間，同時也降低了糖尿病患者每日注射胰島素的次數(shù)。任務一蛋白質工程崛起的緣由背景資料：1978年胰島素作為世界上第一個基因工程藥物誕生了，其氨基酸序列和生物功能與人類自身合成的胰島素別無二致。但超長效的甘精胰島素則是通過蛋白質工程生成的？思考：根據(jù)背景資料，思考為什么要進行蛋白質工程的研究呢？生產自然界中不存在的蛋白質。任務二蛋白質工程的基本原理以蛋白質分子的___________及其與生物功能的關系作為基礎，通過_____________基因，來改造現(xiàn)有蛋白質，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類生產和生活的需求。思考：超短效胰島素是通過將B鏈中28位脯氨酸替換為天冬氨酸，或將它與29位的賴氨酸交換位置，加快了胰島素在體內的溶解速度。據(jù)此推測，蛋白質工程的原理？1、蛋白質工程的概念結構規(guī)律改造或合成2、操作手段和結果基因改造基因合成改造現(xiàn)有蛋白質制造新的蛋白質結

果結

果任務二蛋白質工程的基本原理3、基本思路蛋白質工程：預期的蛋白質功能出發(fā)設計預期的蛋白質結構推測應有的氨基酸序列找到并改變相應的脫氧核苷酸序列任務三蛋白質工程的應用1、醫(yī)藥工業(yè)方面：研發(fā)藥物，如延長干擾素的保存時間；降低小鼠單克隆抗體誘發(fā)免疫反應的強度。2、其他工業(yè)方面：改進____的性能或開發(fā)新的______________。3、農業(yè)方面：通過改造某些__________________________，增加糧食產量；改造微生物____________________，設計優(yōu)良微生物農藥，防治病蟲害。酶工業(yè)用酶參與調控光合作用的酶蛋白質的結構任務四蛋白質工程與基因工程的比較