高中生物-基因工程操作程序課件-新人教版選修3

基因工程的基本操作程序基因操作的根本步驟基因工程的根本操作程序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)與鑒定目的基因主要是指______________________編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因目的基因的獲取供體細(xì)胞受體細(xì)胞獲得目的基因的方法1〕從基因文庫(kù)中獲取目的基因2〕2〕利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因3〕人工合成一、目的基因的獲取〔一〕從基因文庫(kù)中直接獲取1.基因文庫(kù)：概念見P92.基因文庫(kù)的分類:按外源DNA片段的來源分類種類基因組DNA文庫(kù)：含有一種生物的全部基因局部基因文庫(kù)：只包含了一種生物的局部基因，如：cDNA文庫(kù)3.獲取目的基因的根據(jù)：見課本P9PCR技術(shù)—多聚酶鏈?zhǔn)椒错?/p>

原理：前提：條件：DNA復(fù)制一段目的基因的核苷酸序列四種脫氧核苷酸一對(duì)引物DNA聚合酶DNA的兩條鏈為模板溫度控制作用：短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因場(chǎng)所：PCR擴(kuò)增儀〔體外〕利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因PCR技術(shù)擴(kuò)增過程a、變性〔90℃-95℃〕：雙鏈DNA模板在熱作用下，斷裂，形成_______b、復(fù)性〔55℃-60℃〕：系統(tǒng)溫度降低，引物與DNA模板結(jié)合，形成局部________。c、延伸〔70℃-75℃〕：在Taq酶的作用下，從引物的5′端→3′端延伸，合成與模板互補(bǔ)的________。氫鍵單鏈DNA雙鏈DNA鏈目的基因的mRNA單鏈DNA(cDNA〕雙鏈DNA(即目的基因)反轉(zhuǎn)錄合成1〕反轉(zhuǎn)錄法：以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板，反轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需的基因。蛋白質(zhì)的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列目的基因推測(cè)推測(cè)化學(xué)合成2〕根據(jù)的氨基酸序列合成DNA法〔化學(xué)合成法〕：1.用_____________切斷目的基因和質(zhì)粒，使其產(chǎn)生_________________?！诵?、再參加適量___________，形成了一個(gè)重組DNA分子〔重組質(zhì)?！惩环N限制酶DNA連接酶相同的黏性末端(二)基因表達(dá)載體的構(gòu)建目的基因與運(yùn)載體的結(jié)合過程，實(shí)際上是不同來源的基因重組的過程?；虮磉_(dá)載體的組成：目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。a、目的基因b、啟動(dòng)子c、終止子d、標(biāo)記基因(三)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞常用的受體細(xì)胞：動(dòng)植物細(xì)胞、大腸桿菌、土壤農(nóng)桿菌、枯草桿菌等。將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的原理：借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的途徑。轉(zhuǎn)化——目的基因進(jìn)入_________內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持_____和_____的過程受體細(xì)胞穩(wěn)定表達(dá)方法導(dǎo)入植物細(xì)胞導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞導(dǎo)入微生物細(xì)胞——顯微注射法——感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（最常用）基因槍法花粉管通道法目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物細(xì)胞整合到受體細(xì)胞的染色體上目的基因的遺傳特性得以維持穩(wěn)定和表達(dá)1.農(nóng)桿菌特點(diǎn)：易感染雙子葉植物和裸子植物。Ti質(zhì)粒的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞的染色體上2.轉(zhuǎn)化將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞〔動(dòng)物細(xì)胞〕顯微注射法將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞〔微生物細(xì)胞〕Ca2+處理2.微生物作受體細(xì)胞原因：將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞3.轉(zhuǎn)化方法：大腸桿菌繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)少

處理細(xì)胞→

細(xì)胞→表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合→_________細(xì)胞吸收DNA分子。Ca2+感受態(tài)感受態(tài)1.常用菌：(四)目的基因的檢測(cè)與鑒定——檢查是否成功檢測(cè)—鑒定—①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等方法——方法——方法——DNA分子雜交DNA分子雜交抗原-抗體雜交1.下表關(guān)于基因工程中有關(guān)基因操作的名詞及對(duì)應(yīng)的內(nèi)容，正確的組合是 2、以下屬于獲取目的基因的方法的是()①利用mRNA反轉(zhuǎn)錄形成②從基因組文庫(kù)中提?、蹚氖荏w細(xì)胞中提?、芾肞CR技術(shù)⑤利用DNA轉(zhuǎn)錄 ⑥人工合成A.①②③⑤B.①②⑤⑥C.①②③④D.①②④⑥3.細(xì)菌的質(zhì)粒分子帶有一個(gè)抗菌素抗性基因，該抗性基因在基因工程中的主要作用是A．提高受體細(xì)胞在自然環(huán)境中的耐藥性B．有利于對(duì)目的基因是否導(dǎo)入進(jìn)行檢測(cè)C．增加質(zhì)粒分子的分子量D．便于與外源基因連接4.有關(guān)基因工程的表達(dá)正確的選項(xiàng)是A．限制酶只在獲得目的基因時(shí)才用B．重組質(zhì)粒的形成是在細(xì)胞內(nèi)完成的C．質(zhì)粒都可作為運(yùn)載體D．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料5.哪項(xiàng)不是基因表達(dá)載體的組成局部()A.啟動(dòng)子B.終止密碼C.標(biāo)記基因D.目的基因6.以下哪項(xiàng)不是將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法()A．基因槍法B．顯微注射法 C.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法D．花粉管通道法專題1基因工程重難點(diǎn)聚焦考點(diǎn)1基因工程的理論根底1.基因拼接的理論根底〔1〕DNA是主要的遺傳物質(zhì)；〔2〕DNA的根本組成單位都是四種脫氧核糖核苷酸；〔3〕DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。2.外源基因表達(dá)的理論根底〔1〕基因是控制生物性狀獨(dú)立遺傳的單位；〔2〕遺傳信息的傳遞都遵循中心法那么；〔3〕生物界共用一套遺傳密碼。3.技術(shù)支持：基因轉(zhuǎn)移載體的發(fā)現(xiàn)；工具酶的創(chuàng)造；DNA體外重組的實(shí)現(xiàn)；重組DNA表達(dá)實(shí)驗(yàn)的成功。重難點(diǎn)聚焦考點(diǎn)2基因工程的工具1.“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶〔限制酶〕〔1〕來源：主要是從原核生物中別離純化出來的。這種酶在原核生物中的作用是防止外來病原物的侵害，將外源DNA切割保證自身平安?！?〕作用特點(diǎn)：①切割外源DNA，對(duì)自身的DNA不起作用，到達(dá)保護(hù)自身的目的。②專一性：能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開?！?〕作用結(jié)果：經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式——黏性末端和平末端。黏性末端：錯(cuò)位切，切下后的兩端形成一種回文式的單鏈末端平末端：平切，在兩條鏈的特定序列的相同部位切割，形成一個(gè)無黏性末端的平口〔4〕作用實(shí)質(zhì)：使特定部位的兩個(gè)脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。

2.“分子縫合針”——DNA連接酶(1)類型：有兩種DNA連接酶，E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。①相同點(diǎn)：都縫合磷酸二酯鍵。②區(qū)別：E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源：T4噬菌體作用：既能連接黏性末端，也能連接平末端，但后者效率低來源：大腸桿菌作用：使黏性末端之間連接(2)與DNA聚合酶作用的比較〔3〕與限制酶的比較3.“分子運(yùn)輸車”——載體〔1〕作用：①作為運(yùn)載工具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞內(nèi)。②利用載體在宿主細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因大量復(fù)制?！?〕具備的條件：①能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。②具有一至多個(gè)限制酶切點(diǎn)，供外源DNA片段插入。③具有標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇?！?〕種類：①最常用的載體是質(zhì)粒,它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的、獨(dú)立于細(xì)菌染色體之外，并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。②其他載體：λ噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒。考點(diǎn)3基因工程的根本操作程序1.目的基因的獲取〔1〕直接別離基因：從自然界已有的物種中別離，如從基因組文庫(kù)中或者cDNA文庫(kù)中別離。〔2〕人工合成的方法：目前人工合成基因的方法主要有兩條途徑。①逆轉(zhuǎn)錄法：以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板，反轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需要的基因。②化學(xué)方法合成：核苷酸序列的小片段基因，直接利用DNA合成儀用化學(xué)方法合成，不需要模板。如人的血紅蛋白基因、胰島素基因等就可以通過人工合成基因的方法獲得?！?〕利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因PCR是一種細(xì)胞外擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)，叫聚合酶鏈?zhǔn)椒错憽Ｔ硎抢昧薉NA的熱變性原理，通過控制溫度來控制雙鏈的解旋與結(jié)合。PCR的反響過程包括①變性：高溫下雙鏈DNA在熱作用下，氫鍵斷裂，形成兩條單鏈DNA。②復(fù)性：低溫兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么與兩條單鏈DNA結(jié)合。③延伸:中溫條件下,在TaqDNA聚合酶的作用下，以四種脫氧核糖核苷酸為原料，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么，合成DNA新鏈。

2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建〔1〕基因表達(dá)載體的組成：目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因?！?〕構(gòu)建方法

3.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4.目的基因的檢測(cè)與鑒定〔1〕分子水平的檢測(cè)①導(dǎo)入檢測(cè)：DNA分子雜交技術(shù)，即使用放射性同素標(biāo)記的含目的基因的DNA片段作為探針檢測(cè)。②表達(dá)檢測(cè)轉(zhuǎn)錄檢測(cè)：分子雜交法，即以目的基因作為探針與mRNA雜交翻譯檢測(cè)：抗原—抗體雜交法〔2〕個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定：對(duì)轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)行抗蟲或抗病的接種實(shí)驗(yàn)。5.用基因工程的方法，使大腸桿菌生產(chǎn)出鼠的β-珠蛋白。〔1〕從小鼠中克隆出β-珠蛋白基因的編碼序列〔cDNA〕?！?〕將cDNA連接上在大腸桿菌中可以適用的啟動(dòng)子，另外加上抗四環(huán)素基因，構(gòu)建成一個(gè)表達(dá)載體?！?〕將表達(dá)載體導(dǎo)入無四環(huán)素抗性的大腸桿菌中，然后在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)大腸桿菌。如果表達(dá)載體未進(jìn)入大腸桿菌中，大腸桿菌會(huì)因不含有抗四環(huán)素基因而死掉；如果培養(yǎng)基上長(zhǎng)出大腸桿菌菌落，那么說明β-珠蛋白基因已進(jìn)入其中?！?〕培養(yǎng)進(jìn)入了β-珠蛋白基因的大腸桿菌，收集菌體，破碎后從中提取β-珠蛋白。例1農(nóng)桿菌是一種在土壤中生活的微生物，能在自然條件下感染植物，因而在植物基因工程中得到了廣泛的運(yùn)用。如圖為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的示意圖，試答復(fù)以下問題：〔1〕一般情況下農(nóng)桿菌不能感染的植物是，利用農(nóng)桿菌自然條件下感染植物的特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)。具體原理是在農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上存在T-DNA片段，它具有可轉(zhuǎn)移典例分析至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞上的特點(diǎn)，因此只要將攜帶外源基因的DNA片段插入到〔部位〕即可?！?〕根據(jù)T-DNA的這一轉(zhuǎn)移特點(diǎn)，推測(cè)該DNA片段上可能含有控制〔酶〕合成的基因?！?〕圖中c過程中，能促進(jìn)農(nóng)桿菌向植物細(xì)胞轉(zhuǎn)移的物質(zhì)是類化合物?！?〕要獲取能表現(xiàn)出新性狀的植株，d過程涉及的生物學(xué)技術(shù)是?！?〕植物基因工程中除了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法之外，還可采取等?！仓辽賹懗鰞煞N〕解析：〔1〕一般農(nóng)桿菌不能感染的植物是單子葉植物，可感染雙子葉植物和裸子植物，利用其感染性，可實(shí)現(xiàn)將目的基因?qū)氲街参锛?xì)胞。真正可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上的是農(nóng)桿菌T-DNA片段，因此目的基因必須插入到該部位才能成功轉(zhuǎn)移。〔2〕根據(jù)T-DNA這一轉(zhuǎn)移特點(diǎn)，可以推測(cè)該DNA片段可控制合成DNA連接酶、限制酶，才能實(shí)現(xiàn)與雙子葉植物細(xì)胞染色體DNA的整合?！?〕植物細(xì)胞受傷后可產(chǎn)生酚類物質(zhì)，促進(jìn)農(nóng)桿菌向植物細(xì)胞轉(zhuǎn)移。〔4〕d過程涉及的生物學(xué)技術(shù)是植物組織培養(yǎng)，通過脫分化、再分化，最終形成完整的植物體?！?〕植物基因工程中除了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法之外，還可采用基因槍法和花粉管通道法等。答案：〔1〕單子葉植物將目的基因?qū)氲街参锛?xì)胞染色體的DNAT-DNA片段〔內(nèi)部〕〔2〕DNA連接酶、限制酶〔3〕酚〔4〕植物組織培養(yǎng)〔5〕基因槍法、花粉管通道法1.以下關(guān)于基因工程的表達(dá)，錯(cuò)誤的〔〕A.目的基因和受體細(xì)胞均可來自動(dòng)植物或微生物B.限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶C.人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原無生物活性D.載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞和促進(jìn)目的基因的表達(dá)

解析：選D。大腸桿菌為原核生物，不含有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等細(xì)胞器，不能對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行加工，其合成的胰島素原無生物活性。載體中的抗性基因?yàn)闃?biāo)記基因，其作用是有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞，但不能促進(jìn)目的基因的表達(dá)。課堂達(dá)標(biāo)2.采用基因工程技術(shù)將人凝血因子基因?qū)肷窖蚴芫眩嘤隽宿D(zhuǎn)基因羊。但是人凝血因子只存在于該轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中。以下有關(guān)表達(dá)正確的選項(xiàng)是〔〕A.人體細(xì)胞中凝血因子基因的堿基對(duì)數(shù)目，小于凝血因子氨基酸數(shù)目的3倍B.可用顯微注射技術(shù)將含有人凝血因子基因的重組DNA分子導(dǎo)入羊的受精卵C.在該轉(zhuǎn)基因羊中，人凝血因子基因只存在于乳腺細(xì)胞，而不存在于其他體細(xì)胞中D.人凝血因子基因開始轉(zhuǎn)錄后，DNA連接酶以DNA分子的一條鏈為模板合成mRNA

解析：選B。人體細(xì)胞內(nèi)遺傳信息的表達(dá)過程中存在終止密碼子等不編碼氨基酸的情況，因此，細(xì)胞中凝血因子基因的堿基對(duì)數(shù)目應(yīng)大于凝血因子氨基酸數(shù)目的3倍；在該轉(zhuǎn)基因羊中，人凝血因子基因存在于所有的體細(xì)胞中；催化mRNA合成的酶是RNA聚合酶?？键c(diǎn)4基因工程的應(yīng)用

1.植物基因工程應(yīng)用

2.動(dòng)物基因工程應(yīng)用

3.基因治療治療遺傳性囊性纖維化病治療復(fù)合型免疫缺陷癥成果舉例操作簡(jiǎn)單，成功率低操作復(fù)雜，但成功率高特點(diǎn)外源基因→載體攜帶體內(nèi)相應(yīng)組織細(xì)胞①?gòu)牟∪梭w內(nèi)獲得某種細(xì)胞②細(xì)胞培養(yǎng)③體外完成基因轉(zhuǎn)移④篩選并擴(kuò)增培養(yǎng)⑤重新輸入患者體內(nèi)過程治療遺傳性囊性纖維化病的基因腺苷酸脫氨酶基因外源基因類型及舉例體內(nèi)基因治療體外基因治療類型項(xiàng)目轉(zhuǎn)移4.乳腺生物反響器與微生物生產(chǎn)的比較①如果工程菌為原核生物，因其沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體，所以不能生產(chǎn)糖蛋白類物質(zhì)。②基因治療能從根本上治療遺傳病，不能治療傳染病，但由于尚未全面了解基因調(diào)控機(jī)制和疾病的分子機(jī)理，只處于初期的試驗(yàn)階段。③乳腺生物反響器受生物性別的限制，但從動(dòng)物的尿液中提取的目的基因產(chǎn)物那么不受性別限制。特別提醒

5.蛋白質(zhì)工程例2〔1〕飼料加工過程溫度較高，要求植酸酶具有較好的高溫穩(wěn)定性。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改造時(shí)，首先必須了解植酸酶的，然后改變植酸酶的，從而得到新的植酸酶?！?〕培育轉(zhuǎn)植酸酶基因的大豆，可提高其作為飼料原料時(shí)磷的利用率。將植酸酶基因?qū)氪蠖辜?xì)胞常用的方法是。請(qǐng)簡(jiǎn)述獲得轉(zhuǎn)基因植株的完整過程：。〔3〕為了提高豬對(duì)飼料中磷的利用率，科學(xué)家將帶有植酸酶基因的重組質(zhì)粒通過轉(zhuǎn)入豬的受精卵中。該受精卵培養(yǎng)至一定時(shí)期后可通過方法，從而一次得到多個(gè)轉(zhuǎn)基因豬個(gè)體。典例分析（4）若這些轉(zhuǎn)基因動(dòng)、植物進(jìn)入生態(tài)環(huán)境中，對(duì)生態(tài)環(huán)境有何影響？

解析：〔1〕蛋白質(zhì)工程的原理是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)推測(cè)出蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，從而推測(cè)出相應(yīng)的氨基酸序列，再對(duì)基因進(jìn)行改造從而得到新的蛋白質(zhì)。不能直接改造蛋白質(zhì)，因?yàn)樗荒苓z傳?！?〕基因?qū)胫参锛?xì)胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。轉(zhuǎn)基因植株培育的完整過程必須包含四個(gè)步驟，即基因工程的四個(gè)操作程序?！?〕導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞常用顯微注射法，想得到多個(gè)具有相同遺傳物質(zhì)的個(gè)體的方法是胚胎分割移植?！?〕轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)入生態(tài)環(huán)境，對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響應(yīng)從正反兩方面評(píng)價(jià)，只要答案合理就可以。答案：〔1〕空間結(jié)構(gòu)氨基酸序列〔2〕農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化法外源植酸酶基因→農(nóng)桿菌→大豆細(xì)胞→大豆植株再生→鑒定〔3〕顯微注射法胚胎分割〔4〕減少環(huán)境中磷的污染，但基因可能擴(kuò)散到環(huán)境中。3.有關(guān)基因工程的成果及應(yīng)用的說法中正確的選項(xiàng)是〔〕A.用基因工程方法培育的抗蟲植物也能抗病毒B.蛋白質(zhì)工程就是提高蛋白質(zhì)產(chǎn)量的工程C.基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗逆性的農(nóng)作物D.目前，在興旺國(guó)家，基因治療已用于臨床實(shí)踐

解析：選C。運(yùn)用基因工程方法培育的抗蟲植物只能防御害蟲，不能抵抗病毒；基因治療目前處于初期的臨床試驗(yàn)階段。課堂達(dá)標(biāo)4.蛋白質(zhì)工程與基因工程相比，其突出特點(diǎn)是〔〕A.基因工程原那么上能生產(chǎn)任何蛋白質(zhì)B.蛋白質(zhì)工程能對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造出一種新的蛋白質(zhì)C.蛋白質(zhì)工程可以不通過轉(zhuǎn)錄和翻譯來實(shí)現(xiàn)D.蛋白質(zhì)工程是在基因工程的根底上延伸出來的第三代基因工程

解析：選B。蛋白質(zhì)工程通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造出一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求，是延伸出來的第二代基因工程。第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用課標(biāo)領(lǐng)航1．簡(jiǎn)述基因工程的根本原理。2．舉例說出基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用。3．關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的平安性。【重點(diǎn)】基因工程的根本原理；基因工程的平安性問題?！倦y點(diǎn)】基因工程的根本原理；轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品的平安性。

核心要點(diǎn)突破知能過關(guān)演練第2節(jié)

基因工程及其應(yīng)用根底自主梳理基礎(chǔ)自主梳理一、基因工程1．概念：又叫基因拼接技術(shù)或_________技術(shù)，通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種_______提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。2．原理：不同生物間的_____________。3．根本工具(1)基因的“剪刀”：限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)。DNA重組基因基因重組(2)基因的“針線”：________________。(3)基因的運(yùn)載體：常用的有_______、噬菌體和動(dòng)植物病毒等。4．操作步驟(1)提取_____________。(2)目的基因與__________體結(jié)合。(3)將目的基因?qū)隷______________。(4)目的基因的檢測(cè)與鑒定。DNA連接酶質(zhì)粒目的基因運(yùn)載受體細(xì)胞思考感悟1．運(yùn)載體和載體相同嗎？【提示】不同。①運(yùn)載體是將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞的運(yùn)輸工具。②載體是位于細(xì)胞膜上的載體蛋白質(zhì)，與物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞有關(guān)。二、基因工程的應(yīng)用1．基因工程與作物育種(1)目的：獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物，培育出具有各種__________的作物新品種。(2)實(shí)例：抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。(3)意義：抗蟲基因作物的使用，不僅減少了農(nóng)藥的用量、大大降低了生產(chǎn)本錢，而且還減少抗逆性重組了農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染。2．基因工程與藥物研制(1)實(shí)例：用基因工程方法生產(chǎn)胰島素。(2)過程：胰島素基因與大腸桿菌的DNA分子__________，并且在大腸桿菌內(nèi)獲得成功的___________。表達(dá)2．利用大腸桿菌生產(chǎn)出的胰島素沒有生物活性，還需進(jìn)一步加工，這與大腸桿菌中的哪些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)？【提示】大腸桿菌中無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等加工分泌蛋白的細(xì)胞器，所以形成的胰島素還不成熟，需進(jìn)一步加工。思考感悟3．基因工程與環(huán)境保護(hù)實(shí)例：利用轉(zhuǎn)基因細(xì)菌降解有毒有害的化合物，吸收環(huán)境中的重金屬，分解泄漏的石油、處理工業(yè)廢水等。三、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的平安性核心要點(diǎn)突破酶工具作用的比較1．限制酶與DNA連接酶的區(qū)別2．DNA連接酶與DNA聚合酶的比較例1以下關(guān)于限制酶的說法正確的選項(xiàng)是()A．限制酶廣泛存在于各種生物中，但微生物中很少B．一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列C．不同的限制酶切割DNA后都會(huì)形成黏性末端D．限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氫鍵【思路點(diǎn)撥】從限制酶的來源、作用部位及特性入手分析。【嘗試解答】B【解析】此題考查限制酶的來源、特性及作用部位。具體分析如下：【探規(guī)尋律】理解限制酶需注意以下幾點(diǎn)①限制酶主要存在于微生物中，尤其是原核生物中。②限制酶具有特異性，不同的限制酶切割DNA的位點(diǎn)一般不同。③限制酶的作用主要是切割出目的基因?；蚬こ痰牟襟E及成功的基礎(chǔ)1．基因工程步驟中的幾個(gè)問題(1)四個(gè)步驟中只有第三步將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞不涉及到堿基互補(bǔ)配對(duì)。(2)目的基因必須與運(yùn)載體結(jié)合后才能導(dǎo)入受體細(xì)胞，才能穩(wěn)定地保存，并進(jìn)行復(fù)制。(3)受體細(xì)胞常用微生物的原因：繁殖快、代謝快、目的產(chǎn)物多。(4)培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，受體細(xì)胞一般選用受精卵。(5)目的基因的檢測(cè)利用質(zhì)粒中的標(biāo)記基因。2．基因工程成功的理論根底(1)運(yùn)載體與目的基因結(jié)合成功的根底①根本單位相同：不同生物的DNA分子都是由脫氧核苷酸構(gòu)成的。②空間結(jié)構(gòu)相同：不同生物的DNA分子都是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈形成的規(guī)那么的雙螺旋結(jié)構(gòu)。③堿基配對(duì)方式相同：不同生物的DNA分子中兩條鏈之間的堿基配對(duì)方式都是A與T配對(duì)，G與C配對(duì)。(2)表現(xiàn)出相同性狀的根底是密碼子相同，即不同生物的相同密碼子所對(duì)應(yīng)的氨基酸是相同的。基因工程根本操作流程如圖，請(qǐng)據(jù)圖分析答復(fù)：例2(1)圖中A是________；在基因工程中，需要在________酶的作用下才能完成剪接過程。(2)圖中遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么的步驟有________。(用圖中序號(hào)表示)(3)從分子水平分析不同種生物之間的基因移植能夠成功的主要原因是________，也說明了不同生物共用一套________________________?！緡L試解答】(1)運(yùn)載體限制酶和DNA連接(2)②④(①②④)(3)不同生物的DNA分子根本結(jié)構(gòu)是相同的遺傳密碼【解析】圖中A與目的基因結(jié)合形成重組DNA分子，所以A應(yīng)為運(yùn)載體；基因工程中的“剪”需要限制酶，“接”需要DNA連接酶；圖中的“拼接”和“擴(kuò)增”過程需進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)，如果目的基因的獲取方法是人工合成法，也需進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)；不同種生物之間基因移植成功的原因，也就是基因工程的理論根底即生物界共用一套遺傳密碼和所有生物的DNA分子的結(jié)構(gòu)根本相同?！净?dòng)探究】如果目的基因是人的胰島素基因，選擇的工程菌為大腸桿菌，那么能表達(dá)出有活性的胰島素嗎？【提示】不能。由于大腸桿菌沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，不能對(duì)核糖體合成的胰島素前體進(jìn)行加工，所以大腸桿菌是無法產(chǎn)生有活性的胰島素的，還需進(jìn)行體外加工，才具活性。2011高考導(dǎo)航高考點(diǎn)擊1.基因工程的誕生、原理及應(yīng)用(Ⅱ)2．蛋白質(zhì)工程(Ⅰ)3．植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和體細(xì)胞克隆(Ⅱ)4．動(dòng)物細(xì)胞融合和單克隆抗體(Ⅱ)5．動(dòng)物胚胎發(fā)育的根本過程與胚胎工程的理論根底(Ⅱ)2011高考導(dǎo)航高考點(diǎn)擊6．胚胎干細(xì)胞的移植(Ⅱ)7．胚胎工程的應(yīng)用(Ⅱ)8．轉(zhuǎn)基因生物的平安性(Ⅱ)9．生物技術(shù)中的倫理問題(Ⅰ)10．生物武器對(duì)人類的威脅(Ⅰ)11．生態(tài)工程的原理(Ⅰ)12．生態(tài)工程的實(shí)例(Ⅱ)2011高考導(dǎo)航考綱解讀1.理解植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的原理及過程。2．理解動(dòng)物細(xì)胞融合及單克隆抗體的制備過程。3．了解基因工程誕生的歷程掌握原理、根本工具及操作步驟。4．了解基因工程在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等方面的應(yīng)用。5．了解蛋白質(zhì)工程的原理及其與基因工程的區(qū)別與聯(lián)系。2011高考導(dǎo)航考綱解讀6．掌握動(dòng)物胚胎發(fā)育的根本過程及理論根底。7．掌握胚胎干細(xì)胞移植過程，理解胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用途徑及與基因工程、細(xì)胞工程的聯(lián)系。8．了解轉(zhuǎn)基因生物存在平安性的原因。9．了解生物技術(shù)的倫理問題及我國(guó)對(duì)“克隆”的法律規(guī)定。10．了解生態(tài)工程遵循的五項(xiàng)根本原理及應(yīng)用，并分析生態(tài)工程實(shí)例及其所用的根本原理。根底知識(shí)梳理一、DNA重組技術(shù)的根本工具基因工程又叫，指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，通過體外DNA重組和等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。其操作水平是在上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，操作環(huán)境是在生物體外。DNA重組技術(shù)轉(zhuǎn)基因DNA分子水平根底知識(shí)梳理1．限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”(1)主要來源：

生物。(2)特點(diǎn)：能夠識(shí)別DNA特定的

，切開兩個(gè)核苷酸之間的

。(3)DNA末端：限制酶切割DNA產(chǎn)生的DNA末端有兩種形式：

和

。原核核苷酸序列磷酸二酯鍵平末端黏性末端根底知識(shí)梳理2．DNA連接酶——“分子縫合針”(1)作用：將雙鏈

“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的

。(2)種類①E·coliDNA連接酶：只能縫合DNA的

。②T4DNA連接酶：即可縫合DNA的黏性末端，又可縫合雙鏈DNA的

。DNA片段磷酸二酯鍵黏性末端平末端根底知識(shí)梳理3．基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”(1)載體的種類①質(zhì)粒：是一種裸露、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外，并具有

能力的

。②

的衍生物。③動(dòng)植物病毒。自我復(fù)制雙鏈環(huán)狀DNA分子λ噬菌體根底知識(shí)梳理(2)質(zhì)粒載體的特點(diǎn)①能夠在細(xì)胞內(nèi)。②具有一個(gè)或多個(gè)，便于供外源DNA片段插入其中。③具有特殊的，供重組DNA的鑒定和選擇。(3)質(zhì)粒載體的處理：真正被用作載體的質(zhì)粒，都必須在天然質(zhì)粒的根底上進(jìn)行。自我復(fù)制限制酶切割位點(diǎn)遺傳標(biāo)記基因人工改造根底知識(shí)梳理二、基因工程的根本操作程序1．目的基因的獲取(1)目的基因：指編碼蛋白質(zhì)的。(2)獲取目的基因的方法①?gòu)幕蛭膸?kù)中獲取目的基因a．基因文庫(kù)的含義：將含有某種生物不同基因的許多，導(dǎo)入的群體中儲(chǔ)存，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫(kù)。結(jié)構(gòu)基因受體菌DNA片段根底知識(shí)梳理b.基因文庫(kù)和種類所有一局部c．目的基因的獲取依據(jù)：(ⅰ)基因的

序列；(ⅱ)基因的功能；(ⅲ)基因在染色體上的位置；(ⅳ)基因的

產(chǎn)物mRNA；(ⅴ)基因的翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)。核苷酸轉(zhuǎn)錄根底知識(shí)梳理②利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因a．PCR的含義：是一項(xiàng)在生物體外特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。b．條件：基因的。c．過程：目的基因受熱形成，與引物結(jié)合，在的作用下延伸形成DNA。d．方式：指數(shù)擴(kuò)增＝2n(n為擴(kuò)增循環(huán)的次數(shù))復(fù)制核苷酸序列單鏈DNADNA聚合酶根底知識(shí)梳理③人工合成法：假設(shè)基因較小、序列，可以人工合成。核苷酸根底知識(shí)梳理2．基因表達(dá)載體的構(gòu)建(1)表達(dá)載體的組成：目的基因＋

＋終止子＋標(biāo)記基因。(2)表達(dá)載體的功能①使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且

給下一代。②使目的基因

和發(fā)揮作用。(3)啟動(dòng)子：位于基因的

，它是

識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA。啟動(dòng)子遺傳RNA聚合酶表達(dá)首端根底知識(shí)梳理(4)終止子：位于基因的尾端，終止

。(5)標(biāo)記基因：

是否含有目的基因。mRNA的轉(zhuǎn)錄鑒別受體細(xì)胞根底知識(shí)梳理3．將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞轉(zhuǎn)化的含義：目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并在受體細(xì)胞內(nèi)維持

的過程。穩(wěn)定和表達(dá)根底知識(shí)梳理(1)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞方法：①農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法a．農(nóng)桿菌特點(diǎn)：易感染

植物和裸子植物，對(duì)大多數(shù)單子葉植物沒有感染能力；Ti質(zhì)粒的

可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上。雙子葉T－DNA根底知識(shí)梳理Ti質(zhì)粒的TDNA上根底知識(shí)梳理(2)將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞①方法：

注射技術(shù)。②操作程序：目的基因表達(dá)載體提純―→取卵(受精卵)―→顯微注射―→

―→新性狀的動(dòng)物。(3)將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞①原核生物特點(diǎn)：繁殖快、多為

、遺傳物質(zhì)少。②轉(zhuǎn)化：

處理細(xì)胞―→感受態(tài)細(xì)胞―→表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合―→

細(xì)胞吸收DNA分子。顯微移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)單細(xì)胞用Ca2＋促感受態(tài)根底知識(shí)梳理4.目的基因的檢測(cè)與鑒定(1)檢測(cè)①方法：采用

技術(shù)，抗原－抗體雜交技術(shù)。②內(nèi)容：a．檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的

上的目的基因。b．檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA。c．檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)。(2)鑒定：

鑒定、抗病鑒定等。DNA分子雜交染色體DNA抗蟲核心要點(diǎn)突破一、限制性核酸內(nèi)切酶與DNA連接酶的比較核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用1.(2010年南通模擬)限制酶是一種核酸內(nèi)切酶，可識(shí)別并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。以下圖為四種限制酶BamHI、EcoRI、HindⅢ和BglⅡ的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)核心要點(diǎn)突破BamHⅠEcoRⅠHindⅢBglⅡ↓↓↓↓GGATCCGAATTCAAGCTTAGATCTCCTAGGCTTAAGTTCGAATCTAGA↑↑↑↑切割出來的DNA黏性末端可以互補(bǔ)配對(duì)的是()核心要點(diǎn)突破A．BamHⅠ和EcoRⅠB．BamHⅠ和HindⅢC．BamHⅠ和BglⅡD．EcoRⅠ和HindⅢ解析：選C。只有黏性末端相同才可互補(bǔ)，BamHⅠ和BglⅡ切出的末端相同。核心要點(diǎn)突破二、基因工程根本操作程序1．目的基因的獲取途徑(1)直接別離：從自然界已有的物種中別離，如從基因文庫(kù)中獲取。(2)人工合成目的基因常用的方法有：①核苷酸序列的較小基因，直接利用DNA合成儀用化學(xué)方法合成，不需要模板。②以RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下人工合成。核心要點(diǎn)突破(3)PCR技術(shù)與DNA復(fù)制的比較核心要點(diǎn)突破2．基因表達(dá)載體的構(gòu)建(1)基因表達(dá)載體的組成：?jiǎn)?dòng)子、目的基因、終止子以及標(biāo)記基因等。核心要點(diǎn)突破(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建方法核心要點(diǎn)突破【易誤警示】導(dǎo)入的目的基因的表達(dá)需要調(diào)控序列，因此在插入目的基因的部位之前需有啟動(dòng)子，之后需有終止子。核心要點(diǎn)突破3．將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞核心要點(diǎn)突破4.目的基因的檢測(cè)與鑒定(1)分子水平檢測(cè)①導(dǎo)入檢測(cè)：DNA分子雜交技術(shù)，即使用放射性同位素標(biāo)記的含目的基因的DNA片段作探針檢測(cè)。核心要點(diǎn)突破②表達(dá)檢測(cè)(2)個(gè)體生物學(xué)水平鑒定：對(duì)轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)行抗蟲或抗病的接種實(shí)驗(yàn)。核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用2.以下關(guān)于基因表達(dá)載體構(gòu)建的相關(guān)表達(dá)，不正確的選項(xiàng)是()A．需要限制酶和DNA連接酶B．必須在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行C．抗生素抗性基因可作為標(biāo)記基因D．啟動(dòng)子位于目的基因的首端答案：B核心要點(diǎn)突破3．目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，只有通過鑒定與檢測(cè)才能知道。以下屬于目的基因檢測(cè)和鑒定的是()①檢測(cè)受體細(xì)胞中是否有目的基因②檢測(cè)受體細(xì)胞中是否有致病基因③檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA④檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④答案：C(2009年高考上海卷)人體細(xì)胞內(nèi)含有抑制癌癥發(fā)生的p53基因，生物技術(shù)可對(duì)此類基因的變化進(jìn)行檢測(cè)。高頻考點(diǎn)例析考點(diǎn)一基因工程操作的根本工具例1高頻考點(diǎn)例析

高頻考點(diǎn)例析(1)目的基因的獲取方法通常包括和。(2)上圖表示從正常人和患者體內(nèi)獲取的p53基因的局部區(qū)域。與正常人相比，患者在該區(qū)域的堿基對(duì)發(fā)生改變，在上圖中用方框圈出發(fā)生改變的堿基對(duì)；這種變異被稱為______________________。高頻考點(diǎn)例析

(3)限制酶E識(shí)別序列為CCGG，假設(shè)用限制酶E分別完全切割正常人和患者的p53基因局部區(qū)域(見上圖)，那么正常人的會(huì)被切成個(gè)片段；而患者的那么被切割成長(zhǎng)度為對(duì)堿基和對(duì)堿基的兩種片段。(4)如果某人的p53基因局部區(qū)域經(jīng)限制酶E完全切割后，共出現(xiàn)170、220、290和460堿基對(duì)的四種片段，那么該人的基因型是(以P+表示正?；颍琍-表示異?；?。高頻考點(diǎn)例析

【解析】(1)目的基因既可以從供體細(xì)胞中直接提取，也可人工合成。(2)基因內(nèi)部個(gè)別堿基對(duì)的替換為基因突變。(3)據(jù)圖分析可知，正常人會(huì)被切成三個(gè)片段。(4)由正常人被限制酶E切出來的具體片段可知，該人的基因型是P＋P－。高頻考點(diǎn)例析

【答案】(1)從細(xì)胞中別離通過化學(xué)方法人工合成(2)見以下圖基因堿基對(duì)的替換(基因突變)高頻考點(diǎn)例析

(3)3460220(4)P+P-高頻考點(diǎn)例析考點(diǎn)二基因工程的操作過程分析例2(2010年南京市質(zhì)量檢測(cè))SARS是由一種RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒外表的S蛋白是主要的病毒高頻考點(diǎn)例析

抗原，在SARS病人康復(fù)后的血清中有抗S蛋白的特異性抗體。某研究小組為了研制預(yù)防SARS病毒的疫苗，開展了前期研究工作，其簡(jiǎn)要的操作流程如下：高頻考點(diǎn)例析

高頻考點(diǎn)例析

(1)實(shí)驗(yàn)步驟①所代表的反響過程是_____。(2)步驟②構(gòu)建重組表達(dá)載體A和重組表達(dá)載體B必須使用限制酶和________酶，后者的作用是將用限制酶切割的________和________連接起來。(3)如果省略步驟②而將大量擴(kuò)增的S蛋白基因直接導(dǎo)入大腸桿菌，一般情況下，不能得到表達(dá)的S蛋白，其原因是S蛋白基因在大腸桿菌中不能________，也不能________。高頻考點(diǎn)例析

(4)為了檢驗(yàn)步驟④所表達(dá)的S蛋白是否與病毒S蛋白有相同的免疫反響特征，可用________與________進(jìn)行抗原—抗體特異性反響實(shí)驗(yàn)，從而得出結(jié)論。(5)步驟④和⑥的結(jié)果相比，原核細(xì)胞表達(dá)的S蛋白與真核細(xì)胞表達(dá)的S蛋白的氨基酸序列________(填“相同”或“不相同”)，根本原因是________________________。高頻考點(diǎn)例析

【解析】(1)利用RNA獲取DNA，一般采用逆轉(zhuǎn)錄的方法，在這一過程中需要逆轉(zhuǎn)錄酶；(2)目的基因與載體結(jié)合，先用限制酶在目的基因和載體上切出相同的黏性末端，將目的基因片段插入載體的切口處，再參加適量的DNA連接酶，將黏性末端連接起來；(3)選擇性擴(kuò)增后得到的含有遺傳信息的DNA片段(S蛋白基因)，直接導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，在不與其DNA整合的情況下，不進(jìn)行復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，得不到相應(yīng)的蛋白質(zhì)；高頻考點(diǎn)例析

(4)通過大腸桿菌合成的S蛋白，結(jié)構(gòu)和功能可能會(huì)發(fā)生變化，可與人體內(nèi)產(chǎn)生的抗S蛋白的抗體進(jìn)行抗原—抗體特異性反響，以此進(jìn)行檢測(cè)；(5)各種生物都共用一套遺傳密碼，因此轉(zhuǎn)入相同的目的基因，表達(dá)出的蛋白質(zhì)一般應(yīng)相同。高頻考點(diǎn)例析

【答案】(1)逆轉(zhuǎn)錄(2)DNA連接載體S蛋白基因(3)復(fù)制合成S蛋白基因的mRNA(4)大腸桿菌中表達(dá)的S蛋白SARS康復(fù)病人血清(5)相同表達(dá)蛋白質(zhì)所用的基因相同隨堂即時(shí)穩(wěn)固點(diǎn)擊下載根底知識(shí)梳理一、基因工程的應(yīng)用1．植物基因工程的成果提高農(nóng)作物的能力、改進(jìn)農(nóng)作物的品質(zhì)、利用植物生產(chǎn)等。(1)抗蟲轉(zhuǎn)基因植物①方法：將導(dǎo)入植物體，使其具有抗蟲性。抗逆藥物殺蟲基因根底知識(shí)梳理②成果：各種抗蟲作物，如抗蟲水稻、抗蟲棉、抗蟲玉米等。③意義：減少，降低生產(chǎn)本錢，減少環(huán)境污染。④主要?dú)⑾x基因：、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等。農(nóng)藥用量Bt毒蛋白基因根底知識(shí)梳理(2)抗病轉(zhuǎn)基因植物①方法：將

導(dǎo)入植物體中，使其具有抗病特性。②成果：多種抗病作物，如抗病的煙草、小麥、甜椒、番茄等。③意義：提高作物抗病力，增產(chǎn)。④主要抗病基因：抗病毒的

和病毒的復(fù)制酶基因；抗真菌的

基因和抗毒素合成基因?？共』虿《就鈿さ鞍谆驇锥≠|(zhì)酶根底知識(shí)梳理(3)抗逆轉(zhuǎn)基因植物①方法：將

基因?qū)胫参矬w，獲得抗逆作物。②成果：多種抗逆植物，如抗鹽堿和干旱的煙草、抗寒番茄、抗除草劑大豆和玉米等。③意義：提高作物抗逆能力，穩(wěn)定高產(chǎn)。④主要抗逆基因：抗鹽堿、抗干旱的

基因、耐寒的

基因、抗除草劑基因?？鼓鏉B透壓調(diào)節(jié)抗凍蛋白根底知識(shí)梳理(4)利用轉(zhuǎn)基因改進(jìn)植物的品質(zhì)①方法：將優(yōu)良性狀基因?qū)胫参矬w，獲得。②成果：含量較高的玉米、耐儲(chǔ)存番茄、新花色的矮牽牛。③意義：改進(jìn)植物的某些品種。④主要優(yōu)良性狀基因：的蛋白質(zhì)編碼基因、控制番茄果實(shí)成熟的基因、與植物花青素代謝有關(guān)的基因。優(yōu)良品質(zhì)植物賴氨酸提高必需氨基酸含量根底知識(shí)梳理2．動(dòng)物基因工程的成果(1)提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速度①生長(zhǎng)基因：外源

基因。②成果：轉(zhuǎn)基因綿羊、轉(zhuǎn)基因鯉魚。(2)改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)①優(yōu)良基因：腸

基因。②成果：轉(zhuǎn)基因牛乳汁中

含量少。生長(zhǎng)激素乳糖酶乳糖根底知識(shí)梳理(3)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物①基因來源：藥用蛋白基因＋乳腺蛋白基因的。②成果：乳腺生物反響器。(4)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體①器官供體：抑制或除去。②成果：利用培育沒有免疫排斥反響的豬器官。啟動(dòng)子抗原決定基因克隆技術(shù)根底知識(shí)梳理3．基因工程藥物(1)來源：轉(zhuǎn)基因

。(2)成果：

、抗體、疫苗、激素等。(3)作用：預(yù)防和治療人類腫瘤、心血管疾病、遺傳病、各種傳染病、

、類風(fēng)濕等疾病。工程菌淋巴因子糖尿病根底知識(shí)梳理4．基因治療(1)特點(diǎn)：把導(dǎo)入病人體內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而到達(dá)治療疾病的目的。(2)成果：將腺苷酸脫氨酶基因?qū)牖颊叩?，治療?fù)合型免疫缺陷癥。(3)方法：分為體外基因治療法和基因治療法。正?；蝮w內(nèi)淋巴細(xì)胞根底知識(shí)梳理二、蛋白質(zhì)工程1．蛋白質(zhì)工程的崛起(1)實(shí)質(zhì)：將一種生物的

轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，后者產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，從而產(chǎn)生新性狀。(2)目的：生產(chǎn)符合人們生活需要的、并非自然界已存在的

?；虻鞍踪|(zhì)根底知識(shí)梳理(3)實(shí)例：天冬氨酸激酶和的活性受細(xì)胞內(nèi)的影響，當(dāng)賴氨酸濃度到達(dá)一定量時(shí)會(huì)抑制這兩種酶的活性，改變兩種酶的特性后，玉米游離賴氨酸含量提高。二氫吡啶二羧酸合成酶賴氨酸濃度根底知識(shí)梳理2．蛋白質(zhì)工程原理(1)目的：根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。(2)原理：

。(3)過程：預(yù)期蛋白質(zhì)功能―→設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)―→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列―→找到對(duì)應(yīng)的

序列(基因)。3．蛋白質(zhì)工程進(jìn)展前景廣闊，但目前成功的例子不多。基因改造預(yù)期的蛋白質(zhì)脫氧核苷酸核心要點(diǎn)突破一、基因工程的應(yīng)用成果1．乳腺生物反響器與微生物生產(chǎn)的比較核心要點(diǎn)突破【易誤警示】乳腺生物反響器受生物性別的限制，假設(shè)從動(dòng)物尿液中提取目的基因產(chǎn)物那么不受性別限制。核心要點(diǎn)突破2．基因治療核心要點(diǎn)突破【易誤警示】基因治療是治療人類遺傳病的根本方法，但由于尚未全面了解基因調(diào)控機(jī)制和疾病的分子機(jī)理，基因治療只處于初期的臨床試驗(yàn)階段。核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用1.(2010年黃岡模擬)科學(xué)家已能運(yùn)用基因工程技術(shù)，讓羊合成并由乳腺分泌抗體，相關(guān)表達(dá)中正確的選項(xiàng)是()①該技術(shù)將導(dǎo)致定向變異②DNA連接酶把目的基因與載體黏性末端的堿基對(duì)連接起來③蛋白質(zhì)中的氨基酸序列可為合成目的基因提供資料④受精卵是理想的受體核心要點(diǎn)突破A．①②③④B．①③④C．②③④D．①②④答案：B核心要點(diǎn)突破2．(2010年江蘇省南京市模擬)如圖是將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)爰?xì)菌B細(xì)胞內(nèi)制造“工程菌”的示意圖。細(xì)菌B細(xì)胞內(nèi)不含質(zhì)粒A，也不含質(zhì)粒A上的基因。判斷以下說法正確的選項(xiàng)是()核心要點(diǎn)突破A．將重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌B常用的方法是顯微注射法B．將完成導(dǎo)入過程后的細(xì)菌涂布在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能生長(zhǎng)的只是導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的細(xì)菌C．將完成導(dǎo)入過程后的細(xì)菌涂布在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，能生長(zhǎng)的就是導(dǎo)入了質(zhì)粒A的細(xì)菌D．目的基因成功表達(dá)的標(biāo)志是受體細(xì)胞能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)答案：C核心要點(diǎn)突破二、蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破【易誤警示】(1)二者都屬于分子水平上的操作。(2)蛋白質(zhì)工程的本質(zhì)是通過改造基因進(jìn)而形成自然界不存在的蛋白質(zhì)，所以被形象地稱為第二代基因工程。(3)對(duì)基因進(jìn)行改造后，編碼的蛋白質(zhì)可以遺傳下去，而直接改造蛋白質(zhì)卻不能遺傳。核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用3.蛋白質(zhì)工程與基因工程相比，其突出特點(diǎn)是()A．基因工程原那么上能生產(chǎn)任何蛋白質(zhì)B．蛋白質(zhì)工程能對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造出一種新的蛋白質(zhì)C．蛋白質(zhì)工程可以不通過轉(zhuǎn)錄和翻譯來實(shí)現(xiàn)D．蛋白質(zhì)工程是在基因工程的根底上延伸出來的第三代基因工程答案：B(2009年高考江蘇卷)蘇云金桿菌(Bt)能產(chǎn)生具有殺蟲能力的毒素蛋白。以下圖是轉(zhuǎn)Bt毒素蛋白基因植物的培育過程示意圖(ampr為抗氨芐青霉素基因)，據(jù)圖答復(fù)以下問題。高頻考點(diǎn)例析考點(diǎn)一基因工程的應(yīng)用例1高頻考點(diǎn)例析

高頻考點(diǎn)例析

(1)將圖中①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反響管中有種DNA片段。(2)圖中②表示HindⅢ與BamHⅠ酶切、DNA連接酶連接的過程，此過程可獲得種重組質(zhì)粒；如果換用BstⅠ與BamHⅠ酶切，目的基因與質(zhì)粒連接后可獲得________種重組質(zhì)粒。高頻考點(diǎn)例析(3)目的基因插入質(zhì)粒后，不能影響質(zhì)粒的________。(4)圖中③的Ti質(zhì)粒調(diào)控合成的vir蛋白，可以協(xié)助帶有目的基因的T-DNA導(dǎo)入植物細(xì)胞，并防止植物細(xì)胞中________對(duì)T-DNA的降解。高頻考點(diǎn)例析

(5)轉(zhuǎn)基因植物中毒素蛋白只結(jié)合某些昆蟲腸上皮細(xì)胞外表的特異受體，使細(xì)胞膜穿孔，腸細(xì)胞裂解，昆蟲死亡。而該毒素蛋白對(duì)人類的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小，原因是人類腸上皮細(xì)胞_________________________。(6)生產(chǎn)上常將上述轉(zhuǎn)基因作物與非轉(zhuǎn)基因作物混合播種，其目的是降低害蟲種群中的________基因頻率的增長(zhǎng)速率。高頻考點(diǎn)例析

【解析】此題重點(diǎn)考查轉(zhuǎn)基因技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，需特別注意基因工程的步驟、DNA的復(fù)制、基因工程的操作工具等知識(shí)。此題需特別注意圖示過程，從中獲取有效信息，然后結(jié)合課本知識(shí)即可正確解答?！敬鸢浮?1)4(2)21(3)復(fù)制(4)DNA水解酶(5)外表無相應(yīng)的特異性受體(6)抗性高頻考點(diǎn)例析考點(diǎn)二蛋白質(zhì)工程及其綜合應(yīng)用例2(2009年高考廣東卷)(1)飼料加工過程溫度較高，要求植酸酶具有較好的高溫穩(wěn)定性。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改造時(shí)，首先必須了解植酸酶的________，然后改變植酸酶的________，從而得到新的植酸酶。高頻考點(diǎn)例析

(2)培育轉(zhuǎn)植酸酶基因的大豆，可提高其作為飼料原料時(shí)磷的利用率。將植酸酶基因?qū)氪蠖辜?xì)胞常用的方法是________。請(qǐng)簡(jiǎn)述獲得轉(zhuǎn)基因植株的完整過程。(3)為了提高豬對(duì)飼料中磷的利用率，科學(xué)家將帶有植酸酶基因的重組質(zhì)粒通過________轉(zhuǎn)入豬的受精卵中。該受精卵培養(yǎng)至一定時(shí)期后可通過________方法，從而一次得到多個(gè)轉(zhuǎn)基因豬個(gè)體。(4)假設(shè)這些轉(zhuǎn)基因動(dòng)、植物進(jìn)入生態(tài)環(huán)境中，對(duì)生態(tài)環(huán)境有何影響？高頻考點(diǎn)例析【解析】(1)蛋白質(zhì)工程首先要根據(jù)已有蛋白質(zhì)，從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列，找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列，合成目的基因，再通過基因工程產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因生物。(2)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法，其中有80%的轉(zhuǎn)基因植物都是通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法產(chǎn)生的。高頻考點(diǎn)例析

(3)動(dòng)物細(xì)胞核的全能性受細(xì)胞質(zhì)的抑制，故目的基因需注入到受精卵中，再將注射了目的基因的受精卵移植到雌性動(dòng)物的輸卵管或子宮內(nèi)，使其發(fā)育成具有新性狀的動(dòng)物。(4)轉(zhuǎn)基因生物可造成基因污染等不良影響。高頻考點(diǎn)例析【答案】(1)分子結(jié)構(gòu)及預(yù)期功能基因(2)農(nóng)桿菌侵染法首先將目的基因與質(zhì)粒組合，構(gòu)建基因表達(dá)載體，將含目的基因的表達(dá)載體導(dǎo)入植物細(xì)胞，通過植物組織培養(yǎng)獲得表現(xiàn)新性狀的植物。(3)顯微注射法胚胎分割高頻考點(diǎn)例析

(4)轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品對(duì)生物多樣性、生態(tài)環(huán)境可能產(chǎn)生的影響主要表現(xiàn)在以下幾方面：①轉(zhuǎn)基因生物打破了物種的原有界限，改變了物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成破壞；②重組DNA與微生物雜交，可能出現(xiàn)對(duì)動(dòng)、植物和人類有害的病原微生物；③增加目標(biāo)害蟲的抗性和進(jìn)化速度；④轉(zhuǎn)基因植物通過傳粉進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致超級(jí)雜草出現(xiàn)；⑤轉(zhuǎn)基因植物的花粉如含有有毒蛋白或過敏蛋白，通過蜜蜂的采集，很可能進(jìn)入蜂蜜中，再經(jīng)過食物鏈的傳遞，最后有可能進(jìn)入其他動(dòng)物和人體內(nèi)。隨堂即時(shí)穩(wěn)固點(diǎn)擊下載課題22.DNA分子的復(fù)制需要哪些條件？1.DNA分子的復(fù)制的過程是怎樣的？回憶堿基OHOOPOHOOHOOPOHO堿基OHOH脫氧核糖磷酸基團(tuán)堿基脫氧核糖堿基堿基脫氧核糖5′3′多脫氧核苷酸鏈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖OOPOHO堿基OOHOOPOHOOH堿基5′5′3′3′

DNA模板溫度設(shè)備:PCR儀自動(dòng)調(diào)控四種脫氧核苷酸引物耐熱的DNA聚合酶一定的緩沖溶液一、PCR反響的條件二、PCR反響的過程變性(90-95℃)復(fù)性(55-60℃)延伸(70-75℃)生物選修3

現(xiàn)代生物科技專題標(biāo)志：1973年重組DNA技術(shù)的誕生目錄專題1基因工程專題2細(xì)胞工程專題3胚胎工程專題4生物技術(shù)的平安性和倫理問題專題5生態(tài)工程專題1基因工程2010年7月7日基因工程又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。該技術(shù)是在生物體外，通過對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。什么是基因工程？1.1DNA重組技術(shù)的根本工具1.2基因工程的根本操作程序1.3基因工程的應(yīng)用1.4蛋白質(zhì)工程的崛起專題1基因工程1.1DNA重組技術(shù)的根本工具準(zhǔn)確切割DNA的工具〔“分子手術(shù)刀”〕——限制性內(nèi)切酶DNA片段的連接工具〔“分子縫合針”〕——DNA連接酶基因轉(zhuǎn)移工具〔“分子運(yùn)輸車”〕——運(yùn)載體概述：切割DNA的工具是限制性核酸內(nèi)切酶，又稱限制酶。這類酶主要是從原核生物中別離純化出來的。一、限制性核酸內(nèi)切酶—“分子手術(shù)刀”一、限制性核酸內(nèi)切酶—“分子手術(shù)刀”特點(diǎn)：限制酶能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且在特定序列的特定的位點(diǎn)切割DNA分子?！矊Ｒ恍浴忱纾捍竽c桿菌(E.coli)的EcoRⅠ限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開。黏性末端黏性末端如何切割DNA分子呢？DNA分子磷酸二酯鍵切割DNA分子實(shí)質(zhì)是斷開兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。一、限制性核酸內(nèi)切酶—“分子手術(shù)刀”切割DNA分子后形成什么呢？產(chǎn)物：黏性末端〔在中軸線兩側(cè)切割DNA〕平末端〔在中軸線處切割DNA〕一、限制性核酸內(nèi)切酶—“分子手術(shù)刀”GAA

TTCCTT

AAG

CCC

GGG

GGG

CCCCTT

AA

G

AA

TTC

G

黏性末端平末端CCC

GGG

GGG

CCC限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別特定的核苷酸序列：1.酶的種類：二、DNA連接酶—“分子縫合針”〔1〕E·coliDNA連接酶只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間連接起來?！?〕T4DNA連接酶〔噬菌體〕兩種酶的區(qū)別：〔1〕E·coliDNA連接酶〔大腸桿菌〕〔2〕T4DNA連接酶都能連接黏性末端和平末端，但連接平末端之間的效率比較低。2.酶的作用：將雙鏈DNA分子片段“縫合”起來，恢復(fù)兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。二、DNA連接酶—“分子縫合針”AATTGCCTTAAG磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵DNA連接酶和DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？

不是。兩者的差異在于〔1〕DNA聚合酶只能將單個(gè)的核苷酸加到已有的核酸片段的3‘末端的羥基上，形成磷酸二脂鍵，而DNA連接酶是在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二脂鍵?！?〕DNA聚合酶是以一條DNA為模板，將單個(gè)核苷酸通過形成磷酸二脂鍵形成一條與摸板互補(bǔ)的DNA鏈；而DNA連接酶是將雙鏈上的兩個(gè)缺口同時(shí)連接起來。因此DNA連接酶不需要摸板。要讓一個(gè)從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來的基因在乙生物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，首先得將這個(gè)基因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去。能將外源基因送入細(xì)胞的工具就是運(yùn)載體。常用的載體是質(zhì)粒，還有λ噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等。三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體—“分子運(yùn)輸車”1、通常以質(zhì)粒作為載體

質(zhì)粒——細(xì)菌細(xì)胞中一種很小的環(huán)狀DNA分子。

裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于細(xì)菌之外，并且有自我復(fù)制能力

質(zhì)粒結(jié)構(gòu)氨芐青霉素抗性基因質(zhì)粒擬核大腸桿菌細(xì)胞目的基因插入位點(diǎn)復(fù)制原點(diǎn)作為基因工程運(yùn)載體的條件①能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存。②具多種限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接。③具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選。④載體是平安的，不能對(duì)受體細(xì)胞有害。⑤載體DNA分子大小應(yīng)適宜，以便提取和在體外進(jìn)行操作。。1.2基因工程的根本操作程序分為四個(gè)步驟1、從基因文庫(kù)中獲取將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同的基因，稱為基因文庫(kù)。一、目的基因的獲取基因組文庫(kù)含有一種生物全部基因的基因文庫(kù)局部基因文庫(kù)含有一種生物局部基因的基因文庫(kù)像國(guó)家圖書館像市圖書館如cDNA文庫(kù)基因文庫(kù)像“圖書館”每個(gè)基因是一本書①概念：PCR全稱為_______________，是一項(xiàng)在生物____復(fù)制___________的核酸合成技術(shù)③條件：___________________、_______________、______(做啟動(dòng)子)、___________.②原理：__________④方式：以_____方式擴(kuò)增，即____〔n為循環(huán)的次數(shù)〕⑤結(jié)果：聚合酶鏈?zhǔn)椒错戵w外特定DNA片段DNA復(fù)制基因的核苷酸序列四種脫氧核苷酸引物DNA聚合酶指數(shù)2n使目的基因的片段在短時(shí)間內(nèi)成百萬倍地?cái)U(kuò)增2、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因一、目的基因的獲?、捱^程：a、DNA變性〔95℃〕：雙鏈DNA模板在熱作用下，_____斷裂，形成___________b、退火〔復(fù)性25℃〕：系統(tǒng)溫度降低，引物與DNA模板結(jié)合，形成局部________。c、延伸〔72℃〕：在Taq酶的作用下，從引物的5′端→3′端延伸，合成與模板互補(bǔ)的________。氫鍵單鏈DNA雙鏈DNA鏈引物模板DNAdCTPdATPdGTPdTTP熱穩(wěn)定DNA聚合酶〔Taq酶〕DNA解鏈引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈Taq酶從引物起始進(jìn)行互補(bǔ)鏈合成加熱至70~75℃加熱至90~95℃冷卻至55~60℃假設(shè)基因較小，核苷酸序列，也可以通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成。3、人工合成一、目的基因的獲取質(zhì)粒DNA分子限制酶處理一個(gè)切口兩個(gè)黏性末端兩個(gè)切口獲得目的基因DNA連接酶重組DNA分子〔重組質(zhì)?！惩环N1.過程:二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建復(fù)制原點(diǎn)+目的基因+啟動(dòng)子+終止子+標(biāo)記基因二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞轉(zhuǎn)化——方法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法花粉管通道法——顯微注射法——用鈣離子處理細(xì)胞〔感受態(tài)細(xì)胞〕目的基因進(jìn)入_________內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持_____和_____的過程受體細(xì)胞穩(wěn)定表達(dá)1、將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞〔1〕農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法雙子葉植物中常用方法〔2〕基因槍法〔3〕花粉管通道法單子葉植物常用的轉(zhuǎn)化方法，本錢較高我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的轉(zhuǎn)化方法如：我國(guó)的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉三、轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞顯微注射技術(shù)注入的是含有目的基因的表達(dá)載體是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物中采用最多、最有效的一種將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞的方法。2、將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞用原核細(xì)胞作為受體細(xì)胞的原因？繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等大腸桿菌應(yīng)用最為廣泛大腸桿菌細(xì)胞最常用的轉(zhuǎn)化方法：Ca2+處理細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→重組表達(dá)載體DNA溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合→在一定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子→完成轉(zhuǎn)化過程。3、將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞DNA分子雜交示意圖采用一定的技術(shù)手段，將兩種生物的DNA分子的單鏈放在一起，如果這兩個(gè)單鏈具有互補(bǔ)的堿基序列，那么，互補(bǔ)的堿基序列就會(huì)結(jié)合在一起，形成雜合雙鏈區(qū)；在沒有互補(bǔ)堿基序列的部位，仍然是兩條游離的單鏈。四、目的基因的檢測(cè)和鑒定四、目的基因的檢測(cè)和鑒定〔一〕首先要檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體上的DNA上是否插入了目的基因檢測(cè)方法是采用DNA分子雜交技術(shù)DNA—DNA〔二〕其次，還需要檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA這是檢測(cè)目的基因是否發(fā)揮功能的第一步檢測(cè)方法是采用分子雜交技術(shù)DNA—mRNA——檢查是否成功檢測(cè)〔分子水平〕—鑒定〔個(gè)體水平〕——①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等方法——方法——方法——DNA分子雜交分子雜交〔注意與上不同之處〕抗原抗體雜交〔抗原是轉(zhuǎn)基因生物中提取的蛋白質(zhì)，假設(shè)出現(xiàn)雜交帶，說明形成了目的基因?qū)?yīng)的蛋白質(zhì)〕四、目的基因的檢測(cè)和鑒定第三節(jié)基因工程的應(yīng)用一、基因工程的應(yīng)用二、轉(zhuǎn)基因生物的平安性問題三、生物武器的危害性1、抗蟲轉(zhuǎn)基因植物——從某些生物中別離出具有殺蟲活性的基因，將其導(dǎo)入作物中，使其具有抗蟲性。已問世的轉(zhuǎn)基因抗蟲植物主要有水稻、棉、玉米、馬鈴薯、番茄、大豆、蠶豆、煙草、蘋果、核桃、楊、菊花和白花三葉草等。用于殺蟲的基因主要是：

Bt毒蛋白基因蛋白酶抑制劑基因淀粉酶抑制劑基因植物凝集素基因等

例如，我國(guó)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉就是轉(zhuǎn)入Bt毒蛋白基因培育出來的，它對(duì)棉鈴蟲具有較強(qiáng)的抗性。一、轉(zhuǎn)基因植物2、抗病轉(zhuǎn)基因植物引起植物生病的微生物稱為病原微生物，主要有病毒、真菌和細(xì)菌等。目前，人們已獲得抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草和抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥、甜椒、番茄等多種作物。用于抗病轉(zhuǎn)基因植物的基因主要是：

病毒外殼蛋白（CP）基因病毒的復(fù)制酶基因用于抗真菌轉(zhuǎn)基因植物的基因主要是：幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因3、其它抗逆轉(zhuǎn)基因植物利用調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因，來提高農(nóng)作物的抗鹽堿和抗干旱的能力。將魚的抗凍蛋白基因?qū)霟煵莺头?，使煙草和番茄的耐寒能力均有提高。將抗除草劑基因?qū)氪蠖?、玉米等作物，噴灑除草劑時(shí)，殺死田間雜草而不損傷作物。4、利用轉(zhuǎn)基因改進(jìn)植物的品質(zhì)將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因，導(dǎo)入植物中，或者改變這些氨基酸合成途徑中某種關(guān)鍵酶的活性，以提高氨基酸的含量。富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米

用基因重組藍(lán)玫瑰將控制番茄果實(shí)成熟的基因?qū)敕?，獲得轉(zhuǎn)基因延熟番茄。將與植物花青素代謝有關(guān)的基因?qū)牖ɑ苤参锇珷颗?/p>