《高考生物第一轮总复习 第28讲基因工程课件（广西专版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考生物第一轮总复习 第28讲基因工程课件（广西专版）（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六单元生生物物工工程程第第 2 28 8 讲讲基基因因工工程程【考纲搜索】(1)基因操作的工具；(2)基因操作的基本步骤；(3)基因工程的成果与发展前景。【分析预测】基因工程是高考考查的热点，主要考查的内容有基因工程所用到的工具、基因工程的操作过程。考查基因工程的基础知识多以选择题的形式出现；考查与基因工程有关的综合知识，常与DNA的结构、复制、基因的表达相联系，多以实验分析和信息材料题的形式出现。本讲知识是生物的热点，充分体现生命科学的新进展，是今后高考命题的重要考点。一、知识概述一、知识概述基因工程基因工程操作工具操作工具基因工程和成基因工程和成果与发展前景果与发展前景操作步骤操作步骤操
2、操作作工工具具运载体运载体条件：能在宿主细胞中复制，并稳定保存；具有多个切点；具有某些标记基因种类：质粒、噬菌体、动植物病毒等限制性限制性核酸内核酸内切酶切酶存在：主要在微生物中存在：主要在微生物中作用与特性：一种限制酶只识别一种特作用与特性：一种限制酶只识别一种特定的定的序列，并在特定的切点上切序列，并在特定的切点上切割割DNA分子。常形成分子。常形成末端末端DNA连接酶连接酶核苷酸核苷酸黏性黏性限制酶限制酶操操作作步步骤骤提取提取目的目的基因基因直接分离基因：直接分离基因：“”(常常用用)目的目的基因基因与运与运载体载体结合结合人工合成基因人工合成基因mRNA 逆转录逆转录 单链单链DNA
3、 合成双链合成双链DNA 目的基因目的基因蛋白质的氨基酸序列蛋白质的氨基酸序列 推测推测 结构基因的核苷酸结构基因的核苷酸序列序列 化学合成化学合成 目的基因目的基因目的基因与运载体结合用一定的酶切割质粒用限制酶切割目的基因加入连接酶二者的因碱基互补配对而结合成重组DNA分子(重组质粒)鸟枪法鸟枪法限制限制同一种同一种DNA黏性末端黏性末端将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与表达目的基因的检测与表达检测：根据受体细胞是否具有某些标记基因检测：根据受体细胞是否具有某些标记基因表达：根据受体细胞表现出特定性状表达：根据受体细胞表现出特定性状医药卫生生产基因工程药品；基因诊断
4、：用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用原理，鉴定被检测标本上的遗传信息而检测疾病；基因治疗：把健康的导入有基因缺陷的细胞中而治疗疾病农业获得高产、稳产和具有优良品质的农作物；培育具有各种抗逆性的作物新品种牧业：培育转基因动物，从动物的乳腺细胞中获得人类；所需要的各类物质；食品工业环境保护环境监测：用DNA探针检测饮用水中病毒的含量；原理：；环境净化基基因因工工程程的的成成果果与与发发展展前前景景DNA分子杂交分子杂交外源基因外源基因DNA分子杂交分子杂交二、要点归纳基因工程的概念及操作工具1.概念的理解2.操作工具(1)基因的剪刀限制性内切酶。该酶主要分布于微生物中，具有专一
5、性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且在特定的切点上切割DNA分子。切割大多产生黏性末端。(2)基因针线DNA连接酶。该酶将两个相同的黏性末端相连接，连接的部位是磷酸二酯键，而不是氢键。(3)基因的运载工具运载体。运载体可将外源基因送入受体细胞，它必须具备以下三个特点：能在宿主细胞内复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点；具有某些标记基因，最常用的运载工具是质粒。注意：限制性内切酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键(不是氢键)，只是一个切开，一个连接。质粒是最常用的运载体，而不是唯一的运载体，除此之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为DNA
6、，其基本单位为脱氧核苷酸。基因工程中工具酶有两种限制性内切酶和DNA连接酶；工具有三种，除上述两种工具酶外还包括运载体。DNA酶即DNA水解酶，是将DNA水解的酶；DNA聚合酶是DNA复制过程中，催化形成新DNA分子的酶，是将游离的脱氧核苷酸合成DNA，需要模板；DNA连接酶是将两个DNA片段的两个缺口连接，不需要模板，它们作用的化学键相同，都是磷酸二酯键。基因工程的原理及操作步骤1.原理：不同生物DNA的组成单位和空间结构相同，所有生物共用一套遗传密码。2.基本操作步骤从供体细胞的从供体细胞的DNA中直接分离中直接分离鸟枪法鸟枪法人工合成基因人工合成基因:反转录法反转录法根据已知的氨基酸序列
7、合成根据已知的氨基酸序列合成DNA提取目提取目的基因的基因目的基因与运载体结合：形成重组目的基因与运载体结合：形成重组DNA分子分子受体细胞种类：大肠杆菌、酵母菌、动植物细胞等导入法：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径将目的基将目的基因导入受因导入受体细胞体细胞检测：根据标记基因的有无判断基检测：根据标记基因的有无判断基因是否导入因是否导入表达：通过判定性状的产生与否确表达：通过判定性状的产生与否确定目的基因是否表达定目的基因是否表达目的基因目的基因的检测和的检测和表达表达3.提取目的基因的常用方法注意：切割目的基因和质粒多用同一种限制酶处理，以便得到相同的黏性末端。目的基因与运载体结合的过程可能出
8、现三种情况：目的基因与目的基因结合；质粒与质粒结合；目的基因与质粒结合。由于一种氨基酸可对应多种密码子，因此根据蛋白质中已知的氨基酸序列合成出的目的基因可能有多种，但这并不影响目的基因表达的产物。培育转基因动物，受体细胞一般运用受精卵。培育转基因植物，受体细胞可选受精卵或体细胞。若受体细胞是体细胞，再将导入了目的基因的受体细胞进行组织培养，即可获得转基因植株。生产基因工程药品(如胰岛素)时，受体细胞一般采用细菌，利用细菌繁殖快的特点，可短期内获得大量基因工程产品。抗虫棉只能抗虫，不能抗病毒。基因诊断与基因治疗1.基因诊断(1)原理：DNA分子杂交(2)过程：制备DNA探针(用放射性同位素，荧光
9、分子标记的单链DNA分子)；待测DNA：患者DNA制成的单链DNA；让两者进行杂交，若两者能进行互补配对，则说明患者患有此病；若两者不能进行互补配对，则患者无此病。2.基因治疗(1)原理：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，病人细胞中既含有缺陷基因，又含有健康基因。(2)结果：健康基因的表达掩盖了缺陷基因的表达。 (2011浙江)将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是()A每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒B每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点C每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个adaD每个插入的ada至少表达一
10、个腺苷酸脱氨酶分子每个限制性核酸内切酶识别位点只能插入一个外源基因，选项C错误。重组质粒导入受体细胞时，一个细胞可以接受多个质粒，选项A正确。作为一个合格的表达载体，重组质粒可以有一个或多个限制性核酸内切酶识别位点，选项B正确。外源基因可以多次表达，合成多个产物，选项D正确。(2007北京)利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列各项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是( )A.棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列D.酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白D目的基因的表达是指在受体细胞中产生
11、了目的基因所控制的蛋白质，也可反映在该基因控制的性状是否表现出来。要注意与目的基因是否成功导入区分。(2008上海)以重组DNA技术为核心的基因工程正在改变着人类的生活。请回答下列问题。(1)获得目的基因的方法通常包括和。(2)切割和连接DNA分子所使用的酶分别是和。(3)运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒或，后者的形状呈。化学合成化学合成(人工合成人工合成)酶切获取酶切获取(从染色从染色体体DNA分离从生物细胞分离鸟枪法分离从生物细胞分离鸟枪法)DNA连接酶连接酶限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶(限制酶限制酶)小型环状小型环状(双链环状、环状双链环状、环状质粒质粒(4)由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率，所以在转化(导入)后通常需要进行操作。(5)将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌，从两者中生产的胰岛素在功能和序列上是相同的。低低筛选筛选氨基酸氨基酸熟悉基因工程操作的三种工具和四步曲，三种工具是限制酶、连接酶和运载体；四步曲是指取(获取目的基因)、结(目的基因与运载体结合)、导(将重组质粒导入受体细胞)、测(目的基因的检测和表达)。
