高考生物复习第十单元现代生物科技专题第35讲基因工程备考一体全国公开课一等奖百校联赛示范课赛课特等奖.pptx

第,35,讲基因工程,第十单元 当代生物科技专题,第1页,考纲要求,1.,基因工程诞生,(,),。,2.,基因工程原理及技术,(,含,PCR,技术,)(,),。,3.,基因工程应用,(,),。,4.,蛋白质工程,(,),。,5.,转基因生物安全性,(,),。,6.,生物武器对人类威胁,(,),。,第2页,考点一基因工程操作工具,考点三,转基因生物安全性与生物武器,考点二,基因工程操作过程与蛋白质工程,矫正易错强记长句,重温高考 演练模拟,内容索引,课时作业,第3页,基因工程操作工具,考点一,第4页,1.,基因工程概念,(1),供体：提供,。,(2),操作环境：,。,(3),操作水平：,水平。4),原理：,。,(5),受体：表示目标基因。,(6),本质：性状在,体内表示。,(7),优点：克服,障碍，定向改造生物,。,知识梳理,目标基因,体外,分子,基因重组,受体,远缘杂交不亲和,遗传性状,第5页,2.,基因工程工具,(1),限制性核酸内切酶,(,简称：限制酶,),起源：主要是从,生物中分离纯化出来。,作用：识别特定,并切开特定部位两个脱氧核苷酸之间,。,结果：产生,或平口末端。,原核,脱氧核苷酸序列,磷酸二酯键,黏性末端,第6页,(2)DNA,连接酶,作用：将限制酶切割下来,DNA,片段,。,DNA,连接酶和限制酶关系,拼接成,DNA,分子,第7页,归纳提升,与,DNA,相关五种酶比较,名称,作用部位,作用结果,限制酶,磷酸二酯键,将,DNA,切成两个片段,DNA,连接酶,磷酸二酯键,将两个,DNA,片段连接为一个,DNA,分子,DNA,聚合酶,磷酸二酯键,将单个脱氧核糖核苷酸依次连接到单链末端,DNA(,水解,),酶,磷酸二酯键,将,DNA,片段水解为单个脱氧核糖核苷酸,解旋酶,碱基对之间氢键,将双链,DNA,分子局部解旋为单链，形成两条长链,第8页,质粒特点,能自我复制,有一个至多个,_,有特殊,_,(3),载体,种类：,、,噬菌体衍生物、动植物病毒等。,质粒,限制酶切割位点,标识基因,第9页,深化拓展,载体上标识基因作用,载体上标识基因普通是一些抗生素抗性基因目标基因要转入受体细胞没有抵抗相关抗生素能力。当含有抗生素抗性基因载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表示，使受体细胞能够抵抗对应抗生素，所以在受体细胞培养体系中加入该种抗生素就能够只保留转入载体受体细胞，原理以下列图所表示：,第10页,1.,相关工具酶判断,(1),限制酶只能用于切割目标基因,(,),(2),切割质粒限制性核酸内切酶均能特异性地识别,6,个核苷酸序列,(,),(3)DNA,连接酶能将两碱基间经过氢键连接起来,(,),(4),E,coli,DNA,连接酶既可连接平口末端，又可连接黏性末端,(,),(5),限制酶也能够识别和切割,RNA(,),(6),限制性核酸内切酶、,DNA,连接酶和质粒是基因工程中惯用三种工具酶,(,),常考基础诊疗,第11页,2.,相关载体判断,(1),载体质粒通常采取抗生素合成基因作为筛选标识基因,(,),(2),每个质粒,DNA,分子上最少含一个限制酶识别位点,(,),(3),质粒是小型环状,DNA,分子，是基因工程惯用载体,(,),(4),载体作用是将携带目标基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表示,(,),(5),外源,DNA,必须位于重组质粒开启子和终止子之间才能进行复制,(,),第12页,教材热点拓展,下列图中图,1,和图,2,分别表示是,Eco,R,限制酶和,Sma,限制酶作用示意图，据图分析：,第13页,(1),请说出,Eco,R,限制酶和,Sma,限制酶识别碱基序列及切割位点。,提醒,Eco,R,限制酶识别碱基序列是,GAATTC,，切割位点在,G,和,A,之间；,Sma,限制酶识别碱基序列是,CCCGGG,，切割位点在,G,和,C,之间。,(2),以上实例说明限制酶有何特征？,提醒,说明限制酶含有专一性,(,特异性,),。,提醒,第14页,命题点一工具酶应用分析,1.,下列图是表示新基因用质粒示意图，若要将目标基因插入到质粒上,A,处，则切割基因时可用是,A.,Hin,d B.,Eco,R,C.,Eco,B D.,Pst,命题探究,答案,解析,第15页,解析,A,处有,3,处,(,Bam,H,、,Eco,B,Cla,),限制酶切点，只有使用,Eco,B,限制酶切割时，才能让目标基因插入到,A,处且使原有基因失活。,第16页,2.(,青岛第二中学调研,),用限制酶,Eco,R,单独切割某普通质粒，可产生,14 kb(1 kb,即,1 000,个碱基对,),长链，而同时用限制酶,Eco,R,、,Mbo,联合切割该质粒，可得到三种长度,DNA,片段，见下列图,(,其中,*,表示,Eco,R,限制酶切割后一个黏性末端,),。,若用,Mbo,限制酶单独切割该普通质粒，则产生,DNA,片段长度为,A.2.5,和,5.5 B.2.5,和,6,C.5.5,和,8 D.6,和,8,答案,解析,第17页,解析,依图示可知，该质粒上有,1,个,Eco,R,限制酶切点、,2,个,Mbo,限制酶切点，故用限制酶,Mbo,单独切割该质粒时，将产生长度为,6,和,8,两种片段。,第18页,3.(,全国,，,40),图,(a),中三个,DNA,片段上依次表示出了,Eco,R,、,Bam,H,和,Sau,3A,三种限制性核酸内切酶识别序列与切割位点，图,(b),为某种表示载体示意图,(,载体上,Eco,R,、,Sau,3A,切点是唯一,),。,第19页,依据基因工程相关知识，回答以下问题：,(1),经,Bam,H,酶切后得到目标基因能够与上述表示载体被,_,酶切后产物连接，理由是,_,。,答案,两种酶切割后产生片段含有相同黏性末端,解析,解析,分析图,(a),可知，限制酶,Sau,3A,与,Bam,H,切割,DNA,后形成黏性末端相同，故经这两种酶切割得到产物能够用,DNA,连接酶进行连接。,Sau,3A,第20页,(2),若某人利用图,(b),所表示表示载体取得了甲、乙、丙三种含有目标基因重组子，如图,(c),所表示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表示目标基因产物有,_,，不能表示原因是,_ _,。,答案,甲、丙,甲中目标基因插入在开启子上游，丙中目标基因插入在终止子下游，二者目标基因均不能被转录,解析,第21页,解析,构建基因表示载体时，为确保目标基因能在宿主细胞中成功表示，目标基因应插入在开启子和终止子之间，据此可判断甲、丙均不符合要求，目标基因均不能表示。,第22页,方法链接,限制酶选择方法,依据目标基因两端限制酶切点确定限制酶种类。,(1),应选择切点位于目标基因两端限制酶，如图甲可选择,Pst,。,(2),不能选择切点位于目标基因内部限制酶，如图甲不能选择,Sma,。,(3),为防止目标基因和质粒本身环化和随意连接，也可使用不一样限制酶切割目标基因和质粒，如图甲也可选择用,Pst,和,Eco,R,两种限制酶,(,但要确保质粒上也有这两种酶切点,),。,第23页,命题点二载体应用分析,4.,质粒是基因工程中最惯用载体，它存在于许多细菌体内。质粒上有标识基因如图所表示，经过标识基因能够推知外源基因,(,目标基因,),是否转移成功。外源基因插入位置不一样，细菌在培养基上生长情况不一样，如图表示外源基因插入位置,(,插入点有,a,、,b,、,c),，请依据表中提供细菌生长情况，推测,三种重组后细菌外源基因插入点，正确一组是,项目,细菌在含氨苄青霉素培养基上生长情况,细菌在含四环素培养基上生长情况,能生长,能生长,能生长,不能生长,不能生长,能生长,第24页,A.,是,c,；,是,b,；,是,a,B.,是,a,和,b,；,是,a,；,是,b,C.,是,a,和,b,；,是,b,；,是,a,D.,是,c,；,是,a,；,是,b,答案,解析,项目,细菌在含氨苄青霉素培养基上生长情况细菌在含四环素培养基上生长情况,能生长,能生长,能生长,不能生长,不能生长,能生长,第25页,解析,第,组中重组后细菌能在含氨苄青霉素和含四环素培养基上生长，说明抗氨苄青霉素基因和抗四环素基因没有被破坏，因另外源基因插入点是,c,。,第,组中重组后细菌能在含氨苄青霉素培养基上生长，说明抗氨苄青霉素基因没有被破坏；细菌不能在含四环素培养基上生长，说明抗四环素基因被破坏，因另外源基因插入点是,b,。,第,组重组后细菌不能在含氨苄青霉素培养基上生长，说明抗氨苄青霉素基因被破坏；细菌能在含四环素培养基上生长，说明抗四环素基因没有被破坏，因另外源基因插入点是,a,。,第26页,5.(,全国,，,40)某一质粒载体如图所表示，外,源,DNA,插入到,Amp,r,或,Tet,r,中会造成对应基因失,活,(,Amp,r,表示氨苄青霉素抗性基因，,Tet,r,表示四环,素抗性基因,),。有些人将此质粒载体用,Bam,H,酶切,后，与用,Bam,H,酶切取得目标基因混合，加,入,DNA,连接酶进行连接反应，用得到混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有未被转化，有被转化。被转化大肠杆菌有三种，分别是含有环状目标基因、含有质粒载体、含有插入了目标基因重组质粒大肠杆菌。回答以下问题：,第27页,(1),质粒载体作为基因工程工具，应具备基本条件有,_ _(,答出两点即可,),，而作为基因表示载体，除满足上述基本条件外，还需含有开启子和终止子。,答案,解析,解析,质粒作为载体应具备基本条件有：能自我复制、含有标识基因、含有一个至多个限制酶切割位点等。,能自我复制、含有标识基因,第28页,(2),假如用含有氨苄青霉素培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化和仅含环状目标基因细胞是不能区分，其原因是,_ _,；而且,_,_,_,和,_,细胞也是不能区分，其原因是,_,。,在上述筛选基础上，若要筛选含有插入了目标基因重组质粒大肠杆菌单菌落，还需使用含有,_,固体培养基。,答案,解析,二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长,含有质粒载体,含有插入了目标基因重组质粒,(,或答含有重组质粒,),二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长,四环素,第29页,解析,由题意可知，未被转化和仅含环状目标基因细胞中均不含有氨苄青霉素抗性基因，所以在含有氨苄青霉素培养基上均不能生长。质粒载体上含有氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，插入了目标基因重组质粒中仅含有氨苄青霉素抗性基因，所以含有质粒载体和含有插入了目标基因重组质粒细胞均能在含有氨苄青霉素培养基上生长，但前者能够在含有四环素培养基上生长而后者不能，所以可用含有四环素培养基，筛选出含有插入了目标基因重组质粒大肠杆菌单菌落。,第30页,(3),基因工程中，一些噬菌体经改造后能够作为载体，其,DNA,复制所需原料来自于,_答案,解析,解析,噬菌体属于病毒，病毒增殖过程中所需原料、酶等均来自于受体细胞。,受体细胞,第31页,基因工程操作过程与蛋白质工程,考点二,第32页,1.,基因工程基本操作过程,(1),获取目标基因,目标基因：主要是指,基因。,获取目标基因方法,a.,直接分离法：从自然界已经有物种中分离，如从基因组文库或,中获取。,b.,人工合成：假如基因比较小，脱氧核苷酸序列又已知，能够经过,用化学方法直接人工合成。,扩增目标基因：经过,扩增目标基因。,知识梳理,编码蛋白质,cDNA,DNA,合成仪,PCR,技术,相关视频,第33页,第34页,(2),构建基因表示载体,基因工程关键,目标：使目标基因,同时，使目标基因能够表示和发挥作用。,基因表示载体组成,基因表示载体,目标基因,复制原点：载体自我复制起点,开启子：,识别和结合部位，驱动,基因转录,终止子：,RNA,聚合酶脱离部位，终止,_,标识基因：判别受体细胞中是否含有,_,在受体细胞中稳定存在，而且能够遗传给下一代,目标基因,转录,RNA,聚合酶,第35页,开启子,起始密码子，终止子,终止密码子,(1),开启子：一段有特殊结构,DNA,片段，位于基因首端。它是,RNA,聚合酶识别、结合部位。,(2),终止子：一段有特殊结构,DNA,短片段，位于基因尾端。作用是使转录过程停顿。,(3),起始密码子和终止密码子位于,mRNA,上，分别控制翻译过程开启和终止。,小贴士,第36页,构建过程,DNA,连接,同种限制酶,第37页,生物种类,植物,动物,微生物,惯用方法,农杆菌转化法,显微注射法,感受态细胞法,受体细胞,_,_,_,转化过程,将目标基因插入到Ti质粒TDNA上农杆菌导入植物细胞整合到受体细胞染色体DNA上表示,将含有目标基因表示载体提纯取卵(受精卵)显微注射受精卵发育取得含有新性状动物,Ca2处理细胞感受态细胞重组表示载体DNA分子与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA分子,(3),将目标基因导入受体细胞,体细胞或受精卵,受精卵,原核细胞,第38页,(4),检测和判定目标基因,第39页,2.,基因工程应用,(1),植物基因工程：培育抗虫转基因植物、抗病转基因植物和,转基因植物；利用转基因改良植物,和利用植物生产药品。,(2),动物基因工程：用于提升动物,从而提升产品产量；用于改进畜产品品质；用转基因动物生产,；用转基因动物作器官移植,等。,抗逆,药品,生长速度,品质,供体,第40页,原理,操作过程,进展,基因治疗,_,利用 导入有基因缺点细胞中，以表示出正常性状来治疗(疾病),临床试验,基因诊疗,_,制作特定,与病人样品,DNA,混合，分析杂交带情况,临床应用,(3),比较基因治疗与基因诊疗,正常基因,DNA,探针,碱基互补配对,基因表示,第41页,3.,蛋白质工程,(1),流程图,A.,，,B.,，,C.,D.,，,E.,。,(2),结果：改造了现有蛋白质或制造出,。,(3),应用：主要集中应用于对,进行改造，改良生物性状。,转录,多肽链,分子设计,翻译,现有蛋白质,新蛋白质,预期功效,第42页,1.,相关基因工程原理与操作判断,(1),设计扩增目标基因引物时无须考虑表示载体序列,(,),(2),用,PCR,方法扩增目标基因时无须知道基因全部序列,(,),(3),为培育抗除草剂作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体,(,),(4),抗虫基因即使成功地插入植物细胞染色体上也未必能正常表示,(,),(5),检测目标基因是否成功表示可用抗原,抗体杂交技术,(,),(6),应用,DNA,分子杂交法，能够检测转基因抗冻番茄植株中目标基因存在及其是否完全表示,(,),常考基础诊疗,第43页,2.,相关基因工程应用及蛋白质工程判断,(1),将人干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，取得能产生人干扰素菌株,(,),(2),利用乳腺生物反应器能够取得一些主要医药产品，如人血清白蛋白，这是因为将人血清白蛋白基因导入了动物乳腺细胞中,(,),(3),由大肠杆菌工程菌取得人干扰素后可直接应用,(,),(4),蛋白质工程目标是改造或合成人类需要蛋白质,(,),(5),蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子结构,(,),第44页,据图分析抗虫棉培育过程,(1),该基因工程中目标基因和载体分别是什么？普通情况下，为何要用同一个限制酶处理目标基因和载体？,提醒,目标基因是,Bt,毒蛋白基因，载体是,Ti,质粒。用同一个限制酶处理目标基因和载体，能够取得相同黏性末端，便于构建基因表示载体。,教材热点拓展,提醒,第45页,(2),该实例中，采取何种方法导入目标基因？为何目标基因能够整合到染色体,DNA,上？,提醒,采取方法是农杆菌转化法，因为,Ti,质粒上,T,DNA,可转移到受体细胞且能整合到受体细胞染色体,DNA,上，而目标基因又插入到了,T,DNA,上，所以目标基因能够整合到受体细胞染色体,DNA,上。,(3),该实例中，检测目标基因是否成功表示常见方法有哪两种？,提醒,抗原,抗体杂交法、用棉叶饲喂棉铃虫。,提醒,第46页,1.,基因组文库与,cDNA,文库比较,重点剖析,文库类型,部分基因文库,基因组文库,构建基因文库过程,某种生物发育某个时期mRNA,cDNA,受体菌群体,某种生物体内全部,DNA,逆转录,与载体,连接导入,限制酶,分别与载体,连接导入,许多,DNA,片段,受体菌群体,第47页,文库大小,小,大,基因中开启子,无,有,基因中内含子,无,有,基因多少,某种生物部分基因,某种生物全部基因,物种间基因交流,能够,部分基因能够,说明,基因文库组建过程就包含基因工程基本操作步骤。从基因文库中获取目标基因优点是操作简便，缺点是工作量大，含有一定盲目性,第48页,2.,经过,PCR,技术扩增目标基因,(1)PCR,含义：是一项在生物体外经过酶促反应有选择地大量扩增目标基因或,DNA,序列技术。,(2),目标：短时间内大量扩增目标基因。,(3),原理：,DNA,分子半保留复制。,(4),前提：有一段已知目标基因核苷酸序列。,第49页,(5),过程,加入反应物质：在离心管中加入所需要模板,DNA,、引物、,4,种脱氧核苷酸以及,Taq,DNA,聚合酶。,变性：加热至,94,左右，使,DNA,中氢键断裂，双链解开。,退火,(,复性,),：冷却到,55,左右，引物与单链,DNA,对应互补序列结合。,延伸：加热至,72,左右，在,Taq,DNA,聚合酶作用下，沿模板延伸子链，最终合成,2,条,DNA,分子。,第50页,3.,蛋白质工程与基因工程比较,(1),区分,项目,蛋白质工程,基因工程,过程,预期蛋白质功效设计预期蛋白质结构推测应有氨基酸序列找到相对应脱氧核糖核苷酸序列,获取目标基因基因表示载体构建将目标基因导入受体细胞目标基因检测和判定,实质,定向改造或生产人类所需蛋白质,定向改造生物遗传特征，以取得人类所需生物类型和生物产品,结果,可生产自然界没有蛋白质,只能生产自然界已经有蛋白质,第51页,(2),联络,蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来第二代基因工程。,基因工程中所利用一些酶需要经过蛋白质工程进行修饰、改造。,第52页命题点一基因工程操作程序分析,1.(,全国,，,38),真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所含有切除内含子对应,RNA,序列机制。已知在人体中基因,A(,有内含子,),能够表示出某种特定蛋白,(,简称蛋白,A),。回答以下问题：,(1),某同学从人基因组文库中取得了基因,A,，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白,A,，其原因是,_ _,。,命题探究,答案,解析,基因,A,有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应,RNA,序列不能被切除，无法表示出蛋白,第53页,解析,从人基因组文库中取得基因,A,中含有内含子，而大肠杆菌属于原核生物，不能切除基因,A,初始转录产物中与内含子对应,RNA,序列，故基因,A,在大肠杆菌中无法表示出蛋白,A,。,第54页,(2),若用家蚕作为表示基因,A,受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选取,_,作为载体，其原因是,_,。,噬菌体,答案,解析,噬菌体宿主是细菌，而不是家蚕,解析,因为病毒对宿主细胞感染含有特异性，噬菌体只能寄生在细菌细胞中，不能感染家蚕细胞，故应选取可感染家蚕昆虫病毒作为载体。,解析,与真核生物相比，大肠杆菌等原核生物含有繁殖快、轻易培养、遗传物质相对较少等优点。,(3),若要高效地取得蛋白,A,，可选取大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌含有,_(,答出两点即可,),等优点。繁殖快、轻易培养,第55页,(4),若要检测基因,A,是否翻译出蛋白,A,，可用检测物质是,_(,填,“,蛋白,A,基因,”,或,“,蛋白,A,抗体,”,),。,蛋白,A,抗体,答案,解析,解析,检测基因,A,是否翻译出蛋白,A,，普通用抗原,抗体杂交方法，即用蛋白,A,抗体与从细胞中提取蛋白质进行杂交，观察是否出现杂交带。,第56页,(5),艾弗里等人肺炎双球菌转化试验为证实,DNA,是遗传物质做出了主要贡献，也能够说是基因工程先导，假如说他们工作为基因工程理论建立提供了启示，那么，这一启示是,_ _,。,DNA,能够从一个生物个体转移到另一个生物个体,答案,解析,解析,肺炎双球菌转化试验实质是,S,型细菌,DNA,进入,R,型细菌体内，并可在,R,型细菌体内完成表示，这证实了,DNA,能够从一个生物个体转移到另一个生物个体，为基因工程奠定了基础。,第57页,2.2,4,D,作为除草剂在农田中大量使用，研究认为它是某种淋巴癌致病因子。为降低,2,4,D,危害，科研人员经过基因工程技术构建了能高效降解,2,4,D,基因工程菌。请回答以下问题：,(1),在农业生产上常会使用,_,浓度,2,4,D,对麦田进行除草，在杀死杂草同时却不会对小麦生长造成损害，原因是,_,。,高,答案,解析,解析,2,4,D,是生长素类似物，利用不一样植物对其敏感程度不一样，可用其除去麦田杂草。,不一样植物对,2,4,D,敏感程度不一样,第58页,(2),从被,2,4,D,污染土壤中得到能降解,2,4,D,细菌，从该细菌中提取,RNA,，构建,_,文库，深入取得目标基因。,cDNA(,部分基因,),答案,解析,解析,从工程菌中提取,RNA,构建成基因文库是部分基因文库,(cDNA,文库,),。,(3)PCR,技术扩增目标基因过程：含目标基因,DNA,受热变性后解旋为单链，引物与单链对应互补序列结合，然后在,_,酶作用下进行延伸，如此重复循环屡次，使目标基因量呈,_,形式扩增。,热稳定,DNA,聚合,(,或,Taq,DNA,聚合,),解析,PCR,技术用热稳定,DNA,聚合酶,(,Taq,DNA,聚合酶,),延伸，屡次循环，目标基因量呈指数,(2,n,),增加。,指数,第59页,(4),一个基因表示载体组成中要有标识基因，标识基因作用是判别受体细胞中,_,。欲知基因工程成功是否，需要进行,_,水平检测，有时还需进行,_,水平判定。,是否含有目标基因,答案,解析,解析,标识基因作用是判别受体细胞中是否含有目标基因，欲知基因工程成功是否，需要进行分子水平检测，有时还需要进行个体生物学水平判定。,分子,个体生物学,(,个体,),第60页,命题点二基因工程与蛋白质关系分析,3.(,全国,，,40),已知生物体内有一个蛋白质,(P),，该蛋白质是一个转运蛋白，由,305,个氨基酸组成。假如将,P分子中,158,位丝氨酸变成亮氨酸，,240,位谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后蛋白质,(P,1,),不但保留,P,功效，而且含有了酶催化活性。回答以下问题：,(1),从上述资料可知，若要改变蛋白质功效，能够考虑对蛋白质,_ _,进行改造。,氨基酸序列,(,或结构,)(,其它答案合理也可,),答案,解析,解析,由题干信息可知，改造蛋白质功效能够经过改变蛋白质结构来实现。,第61页,(2),以,P,基因序列为基础，取得,P,1,基因路径有修饰,_,基因或合成,_,基因，所取得基因表示是遵照中心法则，中心法则全部内容包含,_ _,复制，以及遗传信息在不一样分子之间流动，即：,_ _,。,P,答案,解析,解析,依据蛋白质工程定义及题中信息可知，取得,P,1,基因路径有修饰现有,(P),基因或合成新,(P,1,),基因。中心法则全部内容包含,DNA,复制，,RNA,复制、转录、逆转录和翻译。,P,1,DNA,和,RNA(,或遗传物质,),DNA,RNA,、,RNA,DNA,、,RNA,蛋白质,(,或转录、逆转录、翻译,),第62页,(3),蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本路径是从预期蛋白质功效出发，经过,_,和,_,，进而确定相对应脱氧核糖核苷酸序列，据此取得基因，再经表示、纯化取得蛋白质，之后还需要对蛋白质生物,_,进行判定。,设计蛋白质结构,推测氨基酸序列,答案,解析,解析,蛋白质工程基本路径：从预期蛋白质功效出发,设计预期蛋白质结构,推测应有氨基酸序列,找到相对应脱氧核糖核苷酸序列。经过蛋白质工程合成蛋白质还需要进行生物活性判定即功效判定，看是否到达人们需求。,功效,第63页,4.,胰岛素能够用于治疗糖尿病，不过胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，并要经过较长时间才能进入血液中，而进入血液胰岛素又轻易被分解，所以，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素生产过程，请据图回答相关问题：,第64页,(1),构建新蛋白质模型是蛋白质工程关键，图中构建新胰岛素模型主要依据是,_,。,蛋白质预期功效,答案,解析,解析,蛋白质工程目标是依据人们对蛋白质功效特定需求，对蛋白质结构进行分子设计，所以，图中构建新胰岛素模型依据是预期胰岛素，即速效胰岛素功效。,(2),人工合成,DNA,与,_,结合后，被转移到,_,中才能得到准确表示。,载体,解析,人工合成目标基因与载体结合后，被导入受体细胞中才能得以表示。,大肠杆菌等受体细胞,第65页,(3),若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到生物工程有,_,、,_,和发酵工程。,蛋白质工程,基因工程,答案,解析,解析,利用蛋白质工程生产自然界中原本不存在蛋白质，需对原有胰岛素进行改造，依据新胰岛素中氨基酸序列推测出其基因中脱氧核糖核苷酸序列，人工合成新胰岛素基因，得到目标基因，改造好目标基因需经过基因工程将其导入受体细胞取得工程菌，再利用工程菌进行发酵，从而获取大量产品，所以该过程包括蛋白质工程、基因工程和发酵工程。,第66页,(4),图解中从新胰岛素模型到新胰岛素基因基本思绪是什么？,_,。,依据新胰岛素中氨基酸序列，推测出其脱氧核糖核苷酸序列，然后利用,DNA,合成仪来合成出新胰岛素基因,答案,解析,解析,由新蛋白质模型到构建新基因，其基本设计思绪是依据新蛋白质中氨基酸序列，推测出基因中脱氧核糖核苷酸序列，然后用,DNA,合成仪直接合成出新基因。,第67页,转基因生物安全性与生物武器,考点三,第68页,1.,转基因生物安全性,(1),转基因植物安全性,安全问题。,对,影响,a.,转基因植物扩散对,有没有影响。,b.,导入目标基因是否会,到其它物种体内而造成自然界混乱。,c.,若大面积种植转基因植物，其,、,等是否会对生态与环境造成大规模负面效应等。,知识梳理,食用,生态系统,生物多样性,扩散漂移,残体分解物,根部分泌物,第69页,(2),转基因动物安全性,对,影响。,对,影响。,(3),转基因生物安全性保障办法,保障公众对所购食品是否起源于转基因生物拥有,。,国家应建立对应,机制。,人体健康,生态系统,知情权,评定及预警,第70页,2.,生物武器危害性,(1),所用微生物种类,细菌：霍乱弧菌、,等。,病毒：埃博拉病毒、,等。,(2),被用作生物武器方法,将,插入不致病微生物体内。,将,或药品基因插入致病细菌或病毒中。,用于研制针对某一特定种群生物武器。,致病基因,天花病毒,炭疽杆菌,抗普通疫苗,第71页,(1),国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能危害,(,),(2),转入油菜抗除草剂基因，可能经过花粉传入环境中,(,),(3),当前对转基因生物安全性争论主要集中在食用安全性和环境安全性上,(,),(4),转基因作物被动物食用后，目标基因会转入动物体细胞中,(,),(5),种植转基因植物有可能因基因扩散影响野生植物遗传多样性,(,),(6),中国反对生物武器，但中国在特殊情况下能够生产生物武器,(,),常考基础诊疗,第72页,自,1984,年第一例转基因鱼在我国诞生以来，转基因鱼研究取得很大进步。如转入外源生长激素,(GH),基因鱼生长速度快，饵料转化率高，但鱼类易于逃逸、扩散，所以转基因鱼生态安全性问题是很值得研究问题，需研究转基因鱼对生态系统压力及外源基因扩散问题。最近，我国科学家只是将三倍体转基因鱼投入自然系统。,(1),转基因鱼培育成功物质基础是什么？,提醒,遗传物质都是,DNA,。,教材热点拓展,提醒,第73页,(2),鱼类易于逃逸、扩散，所以转基因鱼生态安全性问题是很值得研究问题，试分析引发生态安全性问题原因。,提醒,转基因鱼与同种野生鱼杂交，使野生鱼带有转基因，含有生长优势，使其捕食对象大量降低，与其它物种竞争加剧，引发生态危机。,(3),多倍体鱼类对控制过分繁殖是有效，培育成功三倍体,“,湘云鲫,”,，说出其形成过程。,提醒,转基因二倍体个体加倍为四倍体转基因个体，然后二倍体与四倍体杂交形成三倍体。,提醒,第74页,(4),试从保障生态安全性问题分析只投放三倍体鱼原因。,提醒,三倍体鱼不能繁殖，能够人工控制养殖数量和范围，防止发生杂交、竞争，引发生态危机。,提醒,第75页,命题点一生物技术安全性问题分析,1.,转基因生物安全性引发人们争论技术原因是,转移基因功效往往未知,转移基因结构往往未知,外源基因插入宿主基因组部位往往是随机,外源基因往往是异种生物基因,A.,B.,C.,D.,命题探究,答案,解析,第76页,解析,因为科学水平限制，当前科学家对基因结构、基因间相互作用以及基因调控机制了解有限；转移基因即使功效已知，但不少是异种生物基因；外源基因插入宿主基因组部位往往是随机。所以，在转基因生物中，有时候会出现意想不到后果，引发人们在食物安全、生物安全和环境安全三个方面激烈争论。,第77页,2.,以下关于转基因生物安全性叙述中，错误是,A.,我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度,B.,国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能危害,C.,开展风险评定、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全前提,D.,当前对转基因生物安全性争论主要集中在食用安全性和环境安全性上,答案,解析,解析,本题用直选法。对转基因食品只是要求标注,“,转基因,*,”,等字样，并没有在转基因食品标签上警示性注明可能危害，,B,错误。,第78页,1.,转基因生物存在安全性问题原因,(1),当前对基因结构、调控机制及基因间相互作用了解有限。,(2),目标基因往往是异种生物基因。,(3),外源基因插入宿主基因组部位往往是随机。,(4),转基因生物含有较强生长优势，其它物种竞争力弱而大量死亡，引发生态危机。,题后归纳,第79页,2.,安全性常见误区,(1),引入外来物种,增加生物多样性：假如引进生物会破坏环境或者对当地生物生存造成影响，可能会造成生物多样性锐减。,(2),转基因生物含有危害,阻止技术发展：应用正确态度对待转基因技术，不能因为可能危害而阻止技术发展。,第80页,命题点二生物武器危害分析,3.,生物武器危害有传染性强特点，针对这一特点，以下哪项不是防治生物武器有效办法,A.,提前接种和个人防护,B.,发觉病人，马上汇报，及时隔离,C.,注意切断传输路径,D.,只注意环境消毒，不注意动植物灭菌,答案,解析,解析,防护生物武器，既要注意环境消毒，又要注意动植物灭菌，因为动植物也能够成为传染源。,第81页,4.(,贵阳第一中学质检,),若转基因技术被滥用，恐怖组织就会将它用于恐怖行为，以下不属于恐怖行为是,A.,把蜡状杆菌经过转基因技术改造成像炭疽杆菌一样致病菌,B.,把炭疽杆菌基因经过转基因技术重组到人体内，使人含有免疫力,C.,把流感病毒基因改造，只会使含有某种易感基因人群感染，而其它,人却不易感染,D.,将生物毒素分子基因与流感病毒基因拼接在一起,解析,答案,第82页,解析,经过基因重组取得致病菌属于生物武器一个，,A,项错误；,炭疽杆菌是一个让感染者死亡率极高致病菌，使人含有该病菌免疫力不是转基因技术滥用，不属于恐怖行为，,B,项正确；,把流感病毒基因改造，只会使含有某种易感基因人群感染，属于恐怖行为，,C,项错误；,将生物毒素分子基因与流感病毒基因拼接在一起，属于恐怖行为，,D,项错误。,第83页,矫正易错强记长句,第84页,1.,限制酶是一类酶，而不是一个酶。,2.,将一个基因从,DNA,分子上切割下来，需要切两处，同时产生四个黏性末端或平末端。,3.,不一样,DNA,分子用同一个限制酶切割，产生末端都相同，同一个,DNA,分子用不一样限制酶切割，产生末端普通不相同。,4.,限制酶切割位点应位于标识基因之外，不能破坏标识基因，方便进行检测。,易错警示突破选择题,第85页,5.,目标基因插入位点不是随意：基因表示需要开启子与终止子调控，所以目标基因插入位点应在开启子与终止子之间。,6.,受体细胞选择时需注意：要合成糖蛋白、有生物活性胰岛素必须用真核生物酵母菌,(,需内质网、高尔基体加工、分泌,),；普通不用支原体，原因是它营寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟红细胞，原因是它无细胞核，不能合成蛋白质。,7.,转基因生物含有危害,阻止技术发展：应用正确态度对待转基因技术，不能因为可能危害而阻止技术发展。,第86页,1.,限制酶含有特异性，即一个限制酶只能识别,特定脱氧核苷酸序列,，并在,特定位点上,切割,DNA,分子。,DNA,连接酶作用部位是,磷酸二酯键,。,2.,质粒是惯用载体，它是一个小型双链环状,DNA,分子，含有,一个至多个限制酶切割位点及标识基因,。,3.,基因表示载体包含,目标基因、开启子、终止子、标识基因和复制原点,。,4.,培育转基因动物时，受体细胞必须是,受精卵；,培育转基因植物时，受体细胞能够是,受精卵，,也能够是,体细胞,。,长句应答突破简答题,第87页,5.,目标基因导入植物细胞惯用,农杆菌转化法；,导入动物细胞惯用,显微注射法，,导入微生物细胞惯用,感受态细胞法,。,6.,目标基因到了另一个生物体内能够成功表示原理是,全部生物共用一套遗传密码,。,第88页,重温高考 演练模拟,第89页,1,2,3,4,答案,解析,1.(,北京，,5),为了增加菊花花色类型，研究者从其它植物中克隆出花色基因,C(,图,1),，拟将其与质粒,(,图,2),重组，再借助农杆菌导入菊花中。,以下操作与试验目标不符是,A.,用限制性核酸内切酶,Eco,R,和连接酶构建重组质粒,B.,用含,C,基因农杆菌侵染菊花愈伤组织，将,C,基因导入细胞,C.在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化菊花细胞,D.,用分子杂交方法检测,C,基因是否整合到菊花染色体上,第90页,1,2,3,4,解析,因为,C,基因两端及质粒上均存在限制酶,Eco,R,切割位点，所以，可采取限制酶,Eco,R,和,DNA,连接酶构建重组质粒，,A,项正确；,用含,C,基因农杆菌侵染菊花愈伤组织,(,即农杆菌转化法,),，能够将,C,基因导入细胞，,B,项正确；,因为质粒上存在潮霉素抗性基因,(,标识基因,),，所以，能够在培养基中添加潮霉素，筛选被转化菊花细胞，,C,项错误；,可用分子杂交方法检测,C,基因是否整合到菊花染色体上，,D,项正确。,第91页,2.(,全国,，,38),几丁质是许多真菌细胞壁主要成份，几丁质酶可催化几丁质水解。经过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病能力。回答以下问题：,(1),在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶,mRNA,，常选取嫩叶而不选取老叶作为试验材料，原因是,_ _,。提取,RNA,时，提取液中需添加,RNA,酶抑制剂，其目标是,_,。,1,2,3,4,嫩叶中基因表示强烈，对应,mRNA,多,(,或嫩叶组织细胞易破碎,),预防提取,mRNA,被,RNA,酶降解,答案,解析,第92页,1,2,3,4,解析,因为嫩叶组织细胞比老叶组织细胞易破碎，所以适于作为提取几丁质酶,mRNA,试验材料。因为植物组织中存在,RNA,酶能将,RNA,分解，所以试验过程中要添加,RNA,酶抑制剂以降低,RNA,酶活性，保护提取,RNA,不被分解。,第93页,(2),以,mRNA,为材料能够取得,cDNA,，其原理是,_ _,。,1,2,3,4,在逆转录酶作用下，以,mRNA,为模板按照碱基互补配对标准合成,cDNA,答案,解析,解析,以,mRNA,为材料取得,cDNA,过程为逆转录，即以,mRNA,为模板、以,4,种脱氧核糖核苷酸为原料，在逆转录酶催化下，遵照碱基互补配对标准，合成,cDNA,过程。,第94页,(3),若要使目标基因在受体细胞中表示，需要经过质粒载体而不能直接将目标基因导入受体细胞，原因是