一轮复习课件基因工程

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1、高考总复习高考总复习.生物生物选修选修3 3 现代生物科技专题现代生物科技专题 专题1 基因工程 1高考总复习高考总复习.生物生物DNA重重组技技术的基本工具的基本工具 基础梳理1.基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过_和_，赋予生物以_的遗传特性，创造出符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在_上进行设计和施工的，又叫做_。DNA重组技术重组技术 体外体外DNA重组重组转基因技术转基因技术新新DNA分子水平分子水平2高考总复习高考总复习.生物生物2.基因工程的基本工具(1)“分子手术刀” _来源：主要是从_中分离纯化出来的。功能：能够识别双链DNA分子的某

2、种_的核苷酸序列，并且使每一条链中_部位的两个核苷酸之间的_断开，因此具有_性。结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：_和_。专一专一 限制性核酸内切酶（限制酶）限制性核酸内切酶（限制酶）原核生物原核生物特定特定特定特定磷酸二酯键磷酸二酯键黏性末端黏性末端平末端平末端3高考总复习高考总复习.生物生物(2)“分子缝合针”_两种DNA连接酶（EcoliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：a.相同点：都缝合_键。b.区别：EcoliDNA连接酶来源于_，只能将双链DNA片段互补的_之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合_，但连接平末端之间的磷酸二酯键效率较_。与 D

3、NA聚 合 酶 作 用 的 异 同 :DNA聚 合 酶 只 能 将_加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接_的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶连接酶 大肠杆菌大肠杆菌磷酸二酯磷酸二酯黏性末端黏性末端两种末端两种末端低低单个核苷酸单个核苷酸两个两个DNA片段片段4高考总复习高考总复习.生物生物(3)“分子运输车”_运载体具备的条件a.能在受体细胞中复制并稳定保存。b.具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。c.具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。最常用的运载体是_,它是一种裸露的、结构简单的、独立于_核区DNA之外，并具有_的双链_DNA分子。其他运载体：_、

4、_。动植物病毒动植物病毒载体载体质粒质粒细菌细菌自我复制能力自我复制能力环状环状噬菌体噬菌体5高考总复习高考总复习.生物生物 一、基因工程的概念一、基因工程的概念基因工程的别名基因工程的别名基因拼接技术或基因拼接技术或DNA重组技术重组技术操作环境操作环境生物体外生物体外操作对象操作对象基因基因操作水平操作水平DNA分子水平分子水平基本过程基本过程剪切剪切拼接拼接导入导入表达表达结果结果人类需要的基因产物人类需要的基因产物归纳整合6高考总复习高考总复习.生物生物二、二、DNA连接酶与连接酶与DNA聚合酶聚合酶DNA连连接接酶酶与与DNA聚聚合合酶酶都都能能形形成成磷磷酸酸二二酯酯键键，但但两两

5、者者的的性质各不相同。性质各不相同。（1）DNA聚聚合合酶酶只只能能将将单单个个核核苷苷酸酸加加到到已已有有的的核核酸酸片片段段的的3末末端端的的羟羟基基上上，形形成成磷磷酸酸二二酯酯键键；而而DNA连连接接酶酶是是在在两两个个DNA片片段段之之间间形形成成磷磷酸酸二二酯酯键键，不不是是在在单单个个核核苷苷酸酸与与DNA片段之间形成磷酸二酯键。片段之间形成磷酸二酯键。（2）DNA聚聚合合酶酶是是以以一一条条DNA链链为为模模板板，将将单单个个核核苷苷酸酸通通过过磷磷酸酸二二酯酯键键形形成成一一条条与与模模板板链链互互补补的的DNA链链；而而DNA连连接接酶酶是是将将DNA双双链链上上的的两两个

6、个缺缺口口同同时时连连接接起起来来。因因此此DNA连接酶不需要模板。连接酶不需要模板。7高考总复习高考总复习.生物生物（3）另外还介绍几种酶）另外还介绍几种酶解解旋旋酶酶：该该酶酶能能在在DNA复复制制或或转转录录时时破破坏坏DNA碱碱基基对对间间的氢键，从而将双螺旋打开。的氢键，从而将双螺旋打开。DNA水解酶：该酶能催化水解酶：该酶能催化DNA水解。水解。RNA聚聚合合酶酶：该该酶酶能能在在转转录录时时将将单单个个的的核核糖糖核核苷苷酸酸连连接接成成RNA单链。单链。限限制制酶酶：该该酶酶的的作作用用是是识识别别特特定定的的核核苷苷酸酸序序列列，并并在在特特定位点上切割定位点上切割DNA分子

7、。分子。8高考总复习高考总复习.生物生物 三、基因工程的操作工具三、基因工程的操作工具1.“分子手术刀分子手术刀”限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶2.“分子缝合针分子缝合针”DNA连接酶连接酶9高考总复习高考总复习.生物生物3.“分子运输车分子运输车”基因进入受体细胞的运载体基因进入受体细胞的运载体(1)使用运载体的目的使用运载体的目的在在基基因因工工程程中中使使用用运运载载体体有有两两个个目目的的：一一是是用用它它作作为为运运载载工工具具，将将目目的的基基因因转转移移到到宿宿主主细细胞胞中中去去；二二是是利利用用它它在在宿宿主细胞内对目的基因进行大量的复制。主细胞内对目的基因进行大量的复制。

8、(2)运载体的种类运载体的种类现现在在所所利利用用的的运运载载体体主主要要有有两两类类：一一类类是是细细菌菌的的质质粒粒，它它是是一一种种相相对对分分子子质质量量较较小小、独独立立于于细细菌菌核核区区DNA之之外外的的双双链链环环状状DNA。另另一一类类运运载载体体是是噬噬菌菌体体或或某某些些灭灭活活的的病病毒毒等等。现现在在人人们们还还在在寻寻找找新新的的运运载载体体，如如叶叶绿绿体体或或线线粒粒体体等等也也可可能成为运载体。能成为运载体。10高考总复习高考总复习.生物生物3.“分子运输车分子运输车”基因进入受体细胞的运载体基因进入受体细胞的运载体一一般般来来说说，天天然然运运载载体体往往往

9、往不不能能满满足足上上述述要要求求，因因此此必必须须根根据据不不同同的的目目的的和和需需要要，对对运运载载体体进进行行人人工工改改造造。现现在在使使用的质粒运载体几乎都是经过改造的。用的质粒运载体几乎都是经过改造的。12高考总复习高考总复习.生物生物1(2010全国全国，5)下列叙述符合基因工程概念的是下列叙述符合基因工程概念的是 AB淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细淋巴细胞中的抗体基因胞中的抗体基因 B将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干产生人干 扰素的菌株扰素的菌株

10、C用紫外线照射青霉菌，使其用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株得青霉素高产菌株 D自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合整合到细菌到细菌DNA上上答案：答案：B13高考总复习高考总复习.生物生物2(20102010浙江理综，浙江理综，2 2)在用基因工程技术构建抗除草剂的在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是转基因烟草过程中，下列操作错误的是 () A用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B用用DNA连接酶连接经切割的抗除草

11、剂基因和载体连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C将重组将重组DNA分子导入烟草原生质体分子导入烟草原生质体 D用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞答案：答案：A A14高考总复习高考总复习.生物生物基因工程的基本操作程序 基础梳理基因工程的基本操作程序包括：目目的的基基因因的的获获取取、基基因因表表达达运运载载体体的的构构建建、将将目目的的基基因因导导入入受受体体细细胞胞及及目目的的基基因因的的表达与检测表达与检测等四个步骤。1.目的基因的获取(1)目的基因：_。(2)原 核 基 因 采 取 _获 得 ， 真 核 基 因 通 过_获得。人工合成目的基因的

12、常用方法有_和_。编码蛋白质的结构基因编码蛋白质的结构基因直接分离直接分离人工合成人工合成反转录法反转录法化学合成法化学合成法15高考总复习高考总复习.生物生物(3)PCR技术扩增目的基因原理：_。过程第一步：加热至9095 _；第二步：冷却到5560 ，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至7075 ，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。2.基因表达运载体的构建(1)目的：使目的基因在受体细胞中_，并且可以_，使目的基因能够_。(2)组 成 ： _ _ _DNA解链解链 DNA双链复制双链复制标记基因标记基因 稳定存在稳定存在遗传至下一代遗传至下一代表达和发挥作用表达和发挥作用目的基因

13、目的基因启动子启动子终止子终止子16高考总复习高考总复习.生物生物1.1.目的基因的获取目的基因的获取目的基因的获取目的基因的获取常用方法：常用方法：从基因文库获取目的基因从基因文库获取目的基因从基因文库获取目的基因从基因文库获取目的基因 基因组文库（一种生物的基因组文库（一种生物的所有基因所有基因） 部分基因文库：如部分基因文库：如cDNA文库（文库（部分基因部分基因）利用利用利用利用PCRPCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因技术扩增目的基因技术扩增目的基因原理：生物体外原理：生物体外原理：生物体外原理：生物体外DNADNA双链复制的原理双链复制的原理双链复制的原理双链复制的原理通过通过通

14、过通过DNADNA合成仪直接人工合成合成仪直接人工合成合成仪直接人工合成合成仪直接人工合成基因较小，核苷酸序列已知，可以人工合成。基因较小，核苷酸序列已知，可以人工合成。基因较小，核苷酸序列已知，可以人工合成。基因较小，核苷酸序列已知，可以人工合成。 考点归纳考点归纳17高考总复习高考总复习.生物生物启动子启动子终止子终止子目的基因目的基因标记基因标记基因2.2.基因表达载体的构建基因表达载体的构建目的：是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可目的：是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代以遗传给下一代(核心）核心）18高考总复习高考总复习.生物生物启动子：是一段有特殊结构的_，

15、位于基因的_，是_识别和结合的部位，能驱动基因转录出_，最终获得所需的_。终止子：也是一段有特殊结构的_，位于基因的_。标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是_。DNA片段片段首端首端RNA聚合酶聚合酶mRNA蛋白质蛋白质DNA片段片段尾端尾端抗生素基因抗生素基因19高考总复习高考总复习.生物生物3.将目的基因导入受体细胞(1)转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。(2)常用的转化方法将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是_，其次还有_和_等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是_。此方法的受体

16、细胞多是_。将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是_，最常用的原核细胞是_。其转化方法是：先用_处理细胞，使其成为_，再将重组表达运载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。农杆菌转化法农杆菌转化法基因枪法基因枪法花粉管通道法花粉管通道法显微注射技术显微注射技术受精卵受精卵繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少大肠杆菌大肠杆菌Ca2+感受态细胞感受态细胞(3)重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达运载体的受体细胞的依据是_是否表达。标记基因标记基因20高考总复习高考总复习.生物生物3

17、.将目的基因导入受体细胞中的方法的比较将目的基因导入受体细胞中的方法的比较生物种生物种类植物植物细胞胞动物物细胞胞微生物微生物细胞胞常用方法常用方法受体受体细胞胞转化化过程程农杆菌转化法农杆菌转化法, ,基因基因枪法，花粉管通道法枪法，花粉管通道法显微注射法显微注射法Ca2Ca2处理法处理法体细胞体细胞受精卵受精卵原核细胞原核细胞目的基因插入目的基因插入TiTi质粒的质粒的T-DNAT-DNA上上农杆菌农杆菌导导入植物细胞入植物细胞整合到受整合到受体细胞的染色体体细胞的染色体DNADNA表达表达目的基因表达载体目的基因表达载体提纯提纯取卵取卵( (受精受精卵卵)显微注射显微注射受精卵发育受精卵

18、发育获得获得具有新性状的动物具有新性状的动物Ca2Ca2处理细胞处理细胞感受态细胞感受态细胞重组表达载体与重组表达载体与感受态细胞混合感受态细胞混合感受态细胞吸感受态细胞吸收收DNADNA分子分子21高考总复习高考总复习.生物生物4.目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定(1)首首先先要要检检测测转转基基因因生生物物的的染染色色体体DNA上上是是否否插插入入了了目目的的基因，方法是采用基因，方法是采用_。(2)其其次次还还要要检检测测目目的的基基因因是是否否转转录录出出了了mRNA，方方法法是是采采用用_。(3)最最后后检检测测目目的的基基因因是是否否翻翻译译成成蛋蛋白白质质，方方法法是是从

19、从转转基基因因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行_。(4)有有时时还还需需进进行行_的的鉴鉴定定。如如转转基基因因抗抗虫虫植植物是否出现抗虫性状。物是否出现抗虫性状。个体生物学水平个体生物学水平DNA分子杂交技术分子杂交技术用标记的目的基因作探针与用标记的目的基因作探针与mRNA杂交杂交抗原抗体杂交抗原抗体杂交22高考总复习高考总复习.生物生物4.目的基因的检测内容和方法的比较目的基因的检测内容和方法的比较类型型步步骤检测内容内容方法方法结果果显示示分子水平分子水平检测第一步第一步第二步第二步第三步第三步个体水平个体水平鉴定定目的基因是否插入目的基因是否插入受

20、体细胞染色体的受体细胞染色体的DNA上上DNA分子杂交分子杂交技术技术(DNA和和DNA之间之间)是否成功显示是否成功显示出杂交带出杂交带目的基因是否转目的基因是否转录出录出mRNA核酸分子杂交核酸分子杂交技术技术(DNA和和mRNA之间之间)同上同上目的基因是否翻译目的基因是否翻译出蛋白质出蛋白质蛋白质分子杂交蛋白质分子杂交(抗原抗原抗体之抗体之间间)同上同上包括抗虫或抗病的接种实验；基因工程产品与天然产品进包括抗虫或抗病的接种实验；基因工程产品与天然产品进行活性比较，以确定功能是否相同等行活性比较，以确定功能是否相同等23高考总复习高考总复习.生物生物总结：总结：两者的组成成分及结构基本相

21、同两者的组成成分及结构基本相同目的基因通过转录和翻译表达遗传信息目的基因通过转录和翻译表达遗传信息生物共用一套遗传密码生物共用一套遗传密码基因重组基因重组一、基因工程相关原理一、基因工程相关原理24高考总复习高考总复习.生物生物归纳整合 一、外显子与内含子一、外显子与内含子 一般来说，真核细胞的基因都是由外显子和内含子组成。一般来说，真核细胞的基因都是由外显子和内含子组成。原核细胞的基因原核细胞的基因真核细胞的基因真核细胞的基因不同点不同点编码区连续，无内含子，编码区连续，无内含子，结构简单结构简单编码区有间隔，不连编码区有间隔，不连续，有内含子；结构续，有内含子；结构复杂复杂相同点相同点都有

22、编码区和非编码区；编码区都有调控遗传信息都有编码区和非编码区；编码区都有调控遗传信息表达的核苷酸序列；编码区上游都有与表达的核苷酸序列；编码区上游都有与RNA聚合聚合酶结合的位点酶结合的位点 二、原核细胞与真核细胞的基因结构的比较二、原核细胞与真核细胞的基因结构的比较25高考总复习高考总复习.生物生物基因工程的基因工程的应用及生物技用及生物技术安全性安全性 基础梳理1.植植物物基基因因工工程程：抗抗虫虫、抗抗病病、抗抗逆逆转转基基因因植植物物，利利用用转转基因改良植物的基因改良植物的_。2.动动物物基基因因工工程程：提提高高动动物物生生长长速速度度、改改善善畜畜产产品品品品质质、用转基因动物生

23、产用转基因动物生产_。3.基基因因治治疗疗：_导导入入病病人人体体内内，使使该该基基因表达产物发挥作用。因表达产物发挥作用。把正常的外源基因把正常的外源基因品质品质药物药物26高考总复习高考总复习.生物生物二、二、 植物基因工程与动物基因工程的成果植物基因工程与动物基因工程的成果外源基因类型及举例外源基因类型及举例成果举例成果举例抗虫转基抗虫转基因植物因植物抗虫基因：抗虫基因：Bt毒蛋白基因、毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因酶抑制剂基因抗虫水稻、抗虫棉、抗虫水稻、抗虫棉、抗虫玉米抗虫玉米抗病转基抗病转基因植物因植物抗病毒基因：病毒外壳蛋抗病毒基因：病毒外壳蛋

24、白基因、病毒的复制酶基白基因、病毒的复制酶基因抗真菌基因：几丁质酶因抗真菌基因：几丁质酶基因基因抗病毒烟草、抗病毒抗病毒烟草、抗病毒小麦、抗病毒番茄、小麦、抗病毒番茄、抗病毒甜椒抗病毒甜椒抗逆转基抗逆转基因植物因植物抗逆基因：渗透压调节基抗逆基因：渗透压调节基因、抗冻蛋白基因、抗除因、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因草剂基因抗盐碱和抗干旱的烟抗盐碱和抗干旱的烟草、抗寒番茄、抗除草、抗寒番茄、抗除草剂的大豆和玉米草剂的大豆和玉米27高考总复习高考总复习.生物生物外源基因类型及举例外源基因类型及举例成果举例成果举例改良品质的转改良品质的转基因植物基因植物优良性状基因：提高必需优良性状基因：提高必需氨基酸

25、含量的蛋白质编码氨基酸含量的蛋白质编码基因、控制番茄成熟的基基因、控制番茄成熟的基因、与花青素代谢有关的因、与花青素代谢有关的基因基因高赖氨酸玉米、耐高赖氨酸玉米、耐储存番茄、新花色储存番茄、新花色矮牵牛矮牵牛提高生长速度提高生长速度的转基因动物的转基因动物外源生长激素基因外源生长激素基因转基因绵羊、转基转基因绵羊、转基因鲤鱼因鲤鱼改善畜产品品改善畜产品品质的转基因动质的转基因动物物肠乳糖酶基因肠乳糖酶基因乳汁中含乳糖较少乳汁中含乳糖较少的转基因的转基因28高考总复习高考总复习.生物生物外源基因类型及举例外源基因类型及举例成果举例成果举例生产药物的转生产药物的转基因基因动物药用蛋白基因动物药用

26、蛋白基因+乳腺蛋乳腺蛋白基因的启动子等调控组白基因的启动子等调控组件件转基因动物具有乳转基因动物具有乳腺生物反应器腺生物反应器作器官转移植作器官转移植供体的转基因供体的转基因动物动物将外源的抗原决定基因表将外源的抗原决定基因表达的调节因子导入到器官达的调节因子导入到器官供体基因组或除去供体的供体基因组或除去供体的抗原决定基因抗原决定基因无免疫排斥反应的无免疫排斥反应的转基因猪转基因猪 29高考总复习高考总复习.生物生物n1安全性问题安全性问题n(1)食食物物安安全全方方面面：可可能能合合成成出出毒毒蛋蛋白白，出出现现新的过敏原，改变食物的营养成分新的过敏原，改变食物的营养成分。n(2)生生物物

27、安安全全方方面面：有有可可能能造造成成“基基因因污污染染”，危害生物的多样性危害生物的多样性。n(3)环环境境安安全全方方面面：有有可可能能打打破破物物种种界界限限，改改变变生生态态系系统统的的能能量量流流动动和和物物质质循循环环；造造成成二二次次污污染或产生出危害动染或产生出危害动、植物和人类的生物或产物。植物和人类的生物或产物。转基因生物的安全性基因生物的安全性问题 30高考总复习高考总复习.生物生物n2转基因生物存在安全性的原因转基因生物存在安全性的原因n(1)目目前前对对基基因因的的结结构构、调调控控机机制制及及基基因因间间的的相互作用了解有限；相互作用了解有限；n(2)目的基因往往是

28、异种生物的基因；目的基因往往是异种生物的基因；n(3)外外源源基基因因插插入入宿宿主主基基因因组组的的部部位位往往往往是是随随机的。机的。31高考总复习高考总复习.生物生物n3理性看待转基因生物理性看待转基因生物n(1)转基因生物的优缺点分析转基因生物的优缺点分析优点点缺点缺点1. 解决粮食短缺解决粮食短缺问题2减少减少农药使用，减少使用，减少环境境污染染3增加食物增加食物营养，提高附加养，提高附加值4增加食物种增加食物种类，提升食物，提升食物品品质5提高生提高生产效率，效率，带动相关相关产业发展展1. 可能可能产生新病毒或新生新病毒或新过敏敏原原2可能可能产生抗除草生抗除草剂的的杂草草3可能

29、使疾病的可能使疾病的传播跨越物播跨越物种障碍种障碍4可能会可能会损害生物多害生物多样性性5可能干可能干扰生生态系系统的多的多样性性(2)对待待转基因生物的正确基因生物的正确态度是度是趋利避害，不利避害，不能因噎能因噎废食。食。32高考总复习高考总复习.生物生物禁止生物武器禁止生物武器 基础梳理1.种种 类类 ： 致致 病病 菌菌 、 病病 毒毒 、 生生 化化 毒毒 剂剂 ， 以以 及及 经经 过过_的致病菌。的致病菌。2.散散布布方方式式：吸吸入入、误误食食、接接触触带带菌菌物物品品、被被带带菌菌昆昆虫虫叮叮咬等。咬等。3.特特点点：_、多多数数具具_、传传染染途途径径_、 污污 染染 面面

30、 _、 _、_、_等。等。4._生物武器公约及中国政府的态度。生物武器公约及中国政府的态度。(103)禁止禁止基因重组基因重组致病力强致病力强传染性传染性多多广广有潜伏期有潜伏期不易被发现不易被发现危害时间长危害时间长33高考总复习高考总复习.生物生物归纳整合一、基因一、基因诊断与基因治断与基因治疗1.基因诊断基因诊断(1)原理：原理：DNA分子杂交。分子杂交。(2)过过程程：制制备备用用放放射射性性同同位位素素（如如32P）、荧荧光光分分子子等等标标记记的的DNA（患患者者DNA）分分子子作作探探针针；将将待待测测DNA制制成成单单链链；让让两两者者进进行行杂杂交交，若若两两者者能能进进行行

31、互互补补配配对对，则则说说明明患有此病，否则不患此病。患有此病，否则不患此病。2.基因治疗基因治疗-治疗遗传病的最有效手段。治疗遗传病的最有效手段。(1)原原理理：把把正正常常的的外外源源基基因因导导入入有有基基因因缺缺陷陷的的细细胞胞中中，达达到到治治疗疗疾疾病病的的目目的的。病病人人细细胞胞中中既既有有缺缺陷陷基基因因，也也有有正常基因。正常基因。34高考总复习高考总复习.生物生物(2)方法：体外基因治疗和体内基因治疗。方法：体外基因治疗和体内基因治疗。(3)体体外外基基因因治治疗疗：先先从从病病人人体体内内获获得得某某种种相相关关细细胞胞，进进行行培培养养，然然后后在在体体外外完完成成基

32、基因因转转移移，再再筛筛选选成成功功转转移移的的细细胞胞扩扩增增培培养养，最最后后重重新新输输入入患患者者体体内内，这这种种方方法法叫叫做做体外基因治疗。例如：复合型免疫缺陷症。体外基因治疗。例如：复合型免疫缺陷症。(4)体体内内基基因因治治疗疗：直直接接向向人人体体组组织织细细胞胞中中转转移移基基因因的的治治疗方法叫做体内基因治疗。疗方法叫做体内基因治疗。 举举例例：基基因因治治疗疗的的过过程程（以以镰镰刀刀型型细细胞胞贫贫血血症症的的治治疗疗为为例）例）35高考总复习高考总复习.生物生物举例：基因治疗的过程（以镰刀型细胞贫血症的治疗为例）举例：基因治疗的过程（以镰刀型细胞贫血症的治疗为例）

33、步骤步骤过程过程获取正常的血红蛋白获取正常的血红蛋白基因基因用限制性核酸内切酶从人的用限制性核酸内切酶从人的DNA分子中切取血分子中切取血红蛋白基因红蛋白基因形成重组运载体形成重组运载体用同一种限制性核酸内切酶在运载体用同一种限制性核酸内切酶在运载体DNA上切上切开一个切口，用开一个切口，用DNA连接酶将正常血红蛋白基连接酶将正常血红蛋白基因连接在运载体因连接在运载体DNA上，形成重组运载体上，形成重组运载体重组运载体的转化与重组运载体的转化与筛选筛选将携带正常血红蛋白基因的重组运载体导入患将携带正常血红蛋白基因的重组运载体导入患者的造血干细胞中，并将重组运载体插入到染者的造血干细胞中，并将重

34、组运载体插入到染色体。用选择培养基筛选出含重组质粒的造血色体。用选择培养基筛选出含重组质粒的造血干细胞干细胞将含正常血红蛋白基将含正常血红蛋白基因的造血干细胞回输因的造血干细胞回输给患者骨髓给患者骨髓将携带正常血红蛋白基因的造血干细胞输入患将携带正常血红蛋白基因的造血干细胞输入患者骨髓中，此造血干细胞产生含正常血红蛋白者骨髓中，此造血干细胞产生含正常血红蛋白的红细胞，以根治镰刀型细胞贫血症的红细胞，以根治镰刀型细胞贫血症结果：健康的基因表达掩盖了缺陷基因的表达。结果：健康的基因表达掩盖了缺陷基因的表达。36高考总复习高考总复习.生物生物说说明明 ：对对于于遗遗传传病病的的治治疗疗，最最根根本本

35、的的方方法法是是进进行行基基因因替替换换或或修修复复。基基因因治治疗疗的的最最佳佳时时期期理理论论上上是是受受精精卵卵时时期期，这这样样可可以以使使个个体体的的每每个个细细胞胞都都含含有有正正常常基基因因，但但在在现现实实生生活活中中是是不不可可能能的的，因因为为不不可可能能人人人人都都在在受受精精卵卵时时期期进进行行基基因因检检查查。其其次次是是对对患患者者进进行行相相关关细细胞胞的的基基因因替替换换，如如对对于于遗遗传传性性糖糖尿尿病病患患者者，只只对对胰胰岛岛B细细胞胞进进行行基基因因替替换换，该该个个体体就就能能正正常常分分泌泌胰胰岛岛素素，糖糖尿尿病病得得以以治治疗疗。但但这这种种局

36、局部部细细胞胞的的基基因因替替换换，并并没没有有改改变变其其他他部部位位细细胞胞的的基基因因，如如精精原原细细胞胞等等，因因此此，患患者者的的后后代代很很可可能能还还会会患患遗遗传传性性糖尿病。糖尿病。37高考总复习高考总复习.生物生物基础梳理蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过_或_，对现有蛋白质进行_，或制造一种_，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产_的蛋白质）蛋白蛋白质工程的崛起工程的崛起 自然界已存在自然界已存在 基因修饰基因修饰基因合成基因合成改造改造新的蛋白质新的蛋白质38高考总复习高考总复习.生物生物归纳整合一、蛋白质工程一、

37、蛋白质工程1.蛋蛋白白质质工工程程的的目目的的：生生产产符符合合人人们们生生活活需需要要的的并并非非自自然然界已存在的蛋白质。界已存在的蛋白质。2.蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的基本原理蛋蛋白白质质工工程程的的目目标标是是根根据据人人们们对对蛋蛋白白质质功功能能的的特特定定要要求求，对对蛋蛋白白质质基基本本结结构构进进行行分分子子设设计计。由由于于基基因因决决定定蛋蛋白白质质，因因此此，要要对对蛋蛋白白质质结结构构进进行行设设计计改改造造，还还必必须须从从基基因因入入手。手。3.蛋白质工程的流程图蛋白质工程的流程图预预期期功功能能蛋蛋白白质质三三维维结结构构氨氨基基酸酸序序列列（多多肽肽链链

38、）基因基因具有预期功能的蛋白质具有预期功能的蛋白质39高考总复习高考总复习.生物生物项目项目基因工程基因工程蛋白质工程蛋白质工程操作环境操作环境生物体外生物体外生物体外生物体外操作对象操作对象基因基因基因基因操作水平操作水平DNA分子水平分子水平DNA分子水平分子水平基本过程基本过程剪切剪切拼接拼接导导入入表达表达确定蛋白质功能确定蛋白质功能应应有的高级结构有的高级结构应具应具备的折叠状态备的折叠状态应有应有的氨基酸序列的氨基酸序列应有应有的碱基序列的碱基序列改造的改造的蛋白质蛋白质二、基因工程和蛋白质工程的比较二、基因工程和蛋白质工程的比较40高考总复习高考总复习.生物生物跟踪训练科科学学家

39、家将将干干扰扰素素基基因因进进行行定定点点突突变变导导入入大大肠肠杆杆菌菌表表达达，使使干干扰扰素素第第17位位的的半半胱胱氨氨酸酸改改变变成成丝丝氨氨酸酸，结结果果大大大大提提高高干干扰扰素素的的抗抗病病性性活活性性，并并且且提提高高了了储储存存稳稳定定性性，该该生生物技术为（物技术为（ ）A.基因工程基因工程 B.蛋白质工程蛋白质工程C.基因突变基因突变 D.细胞工程细胞工程 答案答案 :B41高考总复习高考总复习.生物生物 【答案】 D42高考总复习高考总复习.生物生物易错归纳1.在在基基因因工工程程中中，限限制制性性内内切切酶酶和和DNA连连接接酶酶的的作作用用部部位位是是磷磷酸酸二二酯酯键键，粘粘性性末末端端的的连连接接靠靠氢氢键键。在在选选择择酶酶时时一一定定要适当，否则达不到目的。要适当，否则达不到目的。2.当当用用细细菌菌质质粒粒作作运运载载体体时时，利利用用细细菌菌感感染染寄寄主主细细胞胞，将将质粒释放到细胞内，而不能把质粒直接导入细胞内。质粒释放到细胞内，而不能把质粒直接导入细胞内。43个人观点供参考，欢迎讨论