高中生物-基因工程专题复习课教学课件设计

选修三专题一基因工程科目：生物年级：高二主讲教师：工作单位：基因工程考纲要求：1。基因工程的诞生考查基因工程的概念、优点及在生产生活中的实际意义。2.基因工程的原理及技术（含PCR技术）主要考查基因工程的操作过程、工具、基因表达载体导入受体细胞的方法、目的基因的检测与鉴定等。PCR技术的原理、过程及与细胞中DNA复制的区别。（2015•新课标Ⅰ）HIV属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体，回答下列问题：（1）用基因工程方法制备HIV的某蛋白（目的蛋白）时，可先提取HIV中的

，以其作为模板，在

的作用下合成

，获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞．RNAcDNA逆转录酶考察目的基因获取的方法（2017•新课标Ⅰ）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具有的切除内含子对应的RNA序列的机制．已知在人体中基因A（有内含子）可以表达出某种特定蛋白（简称蛋白A）．回答下列问题：（1）某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是．（2）若用家蚕作为表达基因A的载体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用

作为载体，其原因是

．

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的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A噬菌体噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕

考查基因表达载体构建具体要求（2017•新课标Ⅰ）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具有的切除内含子对应的RNA序列的机制．已知在人体中基因A（有内含子）可以表达出某种特定蛋白（简称蛋白A）．回答下列问题：（3）若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体．因为与家蚕相比，大肠杆菌具有

（答出两点即可）等优点．（4）若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是

（填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”）．繁殖快、容易培养蛋白A的抗体

考查目的基因的检测与鉴定转入荧光素酶蛋白基因的发荧光烟草转基因的重要成果展思考：重温转基因烟草的获得过程？考点一、基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，通过体外DNA重组和转基因技术，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在

水平上进行设计和施工的,又叫做探究：基因工程的特点：(1)操作水平：(2)原理:(3)优点：①与杂交育种相比：②与诱变育种相比：(4)本质:甲(供体提供目的基因)乙(受体表达目的基因),即基因未变、合成蛋白质未变,只是合成场所的转移。DNA分子DNA重组技术。【跟踪训练】1．下列叙述符合基因工程概念的是（）

A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因

B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株

C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株

D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上A考点2基因工程的工具与操作程序一、基因工程的工具1.限制酶(1)存在:

中。(2)作用:

,并使每一条链中特定部位的两个核苷

酸之间的

断开。(3)形成末端类型

原核生物识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列

磷酸二酯键

E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源

特点只“缝合”

末端黏性末端和平末端都可“缝合”2.DNA连接酶(1)作用:将双链DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。(2)种类大肠杆菌

T4噬菌体

黏性3.载体(1)条件:能在受体细胞中复制并稳定保存;具有一至多个限制酶切点;具有标记基因。(2)种类

(3)作用:

。[知能拓展]

(1)基因工程中有3种工具,但工具酶只有2种。(2)限制酶具有特异性,即一种限制酶只能识别特定的碱基序列,并在特定的位点上进行切割;限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。(3)限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶等相关酶的分析比较携带外源DNA片段进入受体细胞

名称作用部位作用底物形成产物限制酶磷酸二酯键DNA分子带黏性末端或平末端的DNA片段DNA连接酶磷酸二酯键DNA片段重组DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯键脱氧核苷酸子代DNA分子热稳定DNA聚合酶磷酸二酯键脱氧核苷酸子代DNA分子DNA(水解)酶磷酸二酯键DNA分子游离的脱氧核苷酸解旋酶碱基对间的氢键DNA分子脱氧核苷酸长链RNA聚合酶磷酸二酯键核糖核苷酸单链RNA分子考点三、基因工程的基本操作程序1.目的基因的获取(1)目的基因:主要指

的基因,也可以是一些具

作用的因子。(2)方法

编码蛋白质调控[知识拓展]

(1)基因组文库与部分基因文库基因文库类型基因组文库部分基因文库(cDNA文库)构建基因文库的过程某种生物全部DNA

许多DNA片段

受体菌群体某种生物发育的某个时期的mRNA

cDNA

受体菌群体知识拓展(2)PCR技术（聚合酶链式反应）①原理:DNA复制②需要条件:模板DNA、引物、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)③过程:DNA受热变性解旋为单链、冷却后RNA引物与单链相应互补序列结合,然后在DNA聚合酶作用下延伸合成互补链。2.基因表达载体的构建——基因工程的核心(1)目的: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

,同时使目的基因能够表达和发挥作用。(2)基因表达载体的组成

(3)构建过程

思考：1、使用同一种限制酶的目的是什么？2、为什么有的题目中明确使用不同种的限制酶？生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法

受体细胞

转化过程将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上→导入农杆菌→侵染植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达将含有目的基因的表达载体提纯→取卵

(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得

具有新性状的动物Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子3.将目的基因导入受体细胞(1)受体细胞种类不同,导入方法不同农杆菌转化法

显微注射法

Ca2+处理法受精卵体细胞原核细胞(2)基因工程产物不同、选择的受体细胞类型也不相同①培育转基因植物:受体细胞可以是受精卵、体细胞(需经植物组织培养成为完整植株)②培育转基因动物:受体细胞为受精卵,若用体细胞作为受体细胞,则需经核移植技术培养成转基因动物。③生产蛋白质产品:一般选用大肠杆菌等原核生物作为受体细胞,因原核生物具有一些其他生物没有的特点,如繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。4.目的基因的检测与鉴定[易混辨析]

(1)目的基因的插入位点不是随意的,基因表达需要启动子与终止子的调控,目的基因应插入启动子与终止子之间的部位。(2)基因工程操作过程中只有第三步(将目的基因导入受体细胞)没有碱基互补配对现象。(3)农杆菌转化法原理:农杆菌易感染双子叶植物和裸子植物,并将其Ti质粒上的T-DNA转移并整合到受体细胞染色体DNA上。【跟踪训练】2

.为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。

（1）获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的____处，DNA连接酶作用于_____处。（填“a”或“b”）（2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和

法。（3）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的_________作探针进行分子杂交检测，又要用

方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。aa花粉管通道法耐盐基因浇灌一定浓度的盐水考点四、基因工程的应用及蛋白质工程1.基因工程的应用(1)植物：抗

、抗

、抗

转基因植物，利用转基因

。(2)动物：提高动物生长速度、改善畜产品

、

用转基因动物生产

。(3)基因治疗：把正常的

导入病人体内，

使该基因表达产物发挥作用。分为体内基因治疗

和

基因治疗。

实例：重度免疫缺陷症的基因治疗。(4)基因工程药物：干扰素、

、

等。【跟踪训练】3.下列说法正确的是（）A.用基因工程方法培育抗虫植物也能抗病毒B.基因工程在畜牧业上应用的目的是培育体型巨大、

品质优良的动物C.任何一种假单孢杆菌都能分解四种石油成分，

因此，假单孢杆菌是“超级细菌”D.基因工程在农业生产上的应用主要是培育高产、

稳产、品质优良和具有抗性的农作物D2.蛋白质工程(1)蛋白质工程的目标是：根据

，对

进行分子设计。(2)蛋白质工程的手段：对蛋白质的结构进行设计改造，最终必须通过

来完成。(3)基本途径：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列比较基因工程和蛋白质工程的产物：基因工程在原则上只能生产自然界已______的蛋白质，而蛋白质工程产物是自然界原本_______的新的蛋白质。【跟踪训练】4.（1）饲料加工过程温度较高，要