讲基因工程蛋白质工程

类型举例策略识记性错误32.（1)甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行“叶绿体色素提取和分离”实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，其中呈黄绿色的色素带为＿＿。少讲,反复训练,强化记忆思维型错误74．在生态系统中，以植食性动物为食的动物称为A．第二营养级

B．三级消费者

C．次级消费者

D．初级消费者提醒即可六、关注、收集学生的错误类型举例策略知识缺陷型错误41．“基因在染色体上”结论的得出没有用到下列哪种方法？A．类比推理法B．实验论证法C．假说演绎法D．实物模拟法查漏补缺.结合试题详细讲评。能力性错误(迁移,辨析,应用)52.图甲为某生物种群的年龄组成曲线图，如果有一外来物种以该种群的幼体为食，这将使该种群的年龄组成发生变化，则这种变化与图乙中的哪个坐标曲线相符?详细讲评,辅以变式训练.需要反复重复的部分内容●原核生物与真核生物的区别●人类遗传病的分类●能量的单向流动●生物多样性的三个层次;间接价值与直接价值的区别●健那绿与甲基绿,吡咯红在检测物质的区别●神经调节中正负离子分布,单向传导与双向传导的辨析●内环境的组成;免疫调节●蛋白质的功能,DNA、染色体、基因之间的关系●大脑皮层V、S、W、H区的功能特点●其他植物激素的作用●生物抗性产生的原因（自然选择）每天一道综合题下图示不同温度下酵母菌发酵时气体产生量与反应时间的关系。由图可知①有多种酶参与②最适合pH是7③最适温度是40℃④50℃时酶逐渐失活⑤0℃时酶逐渐失活

A．①③B．②⑤

C．③④D．④⑤右图是电子显微镜视野中观察到的某细胞的一部分，下列有关该细胞的叙述中，不正确的是（)

A.此细胞是真核细胞而不可能是原核细胞B.此细胞是动物细胞而不可能是植物细胞C.结构2不含磷脂，在间期倍增D.结构1、3、5能发生碱基互补配对线粒体中心体核糖体染色质B60讲选修3第一讲《基因工程蛋白质工程》拒绝浮躁，踏踏实实，牢固掌握基础知识1两条长链反向平行，脱氧核糖与磷酸交替排列在外侧，顺序稳定。成为DNA分子的基本骨架。2碱基在内侧.两条链上的碱基通过氢键连成碱基对。碱基互补配对（A—T，G—C）【注意氢键数目及与DNA稳定性】3、DNA的空间结构：两条脱氧核苷酸单链反向平行盘旋成规则的双螺旋【判断方向】ACAGTCATTGAAT2对照图形描述DNA的平面结构3’末端5’末端3’末端5’末端磷酸二酯键外侧P211走进高考第一题一基因工程的定义和原理：定义—课本原理：基因工程实现异种生物的基因转移，可以使受体获得新基因，表现出新性状，是一种广义的基因重组。在体外完成。自然界的实例：噬菌体感染细菌后其DNA整合到细菌的DNA上，属基因重组，但是在生物体内完成。1不同生物的DNA分子具有相同结构2基因是控制生物性状的基本结构单位和功能单位。3各种生物共用一套遗传密码4中心法则二基因工程或DNA重组技术的基本工具：1工具酶：（1）限制性核酸内切酶——基因剪刀✄或手术刀（2）DNA连接酶——基因缝合针或针线2运载体——基因的运输工具1.1DNA重组技术的基本工具T磷酸二酯键1234512345A1限制性核酸内切酶——基因剪刀✄或手术刀工具（1）来源（2）特性：①识别DNA分子特定的核苷酸序列（识别的核苷酸序列有6、4、5、8个脱氧核苷酸）；②有特定的酶切位点。（3）作用部位：两个相邻核苷酸的磷酸二酯键（而不是脱氧核苷酸内部的酯键）什么叫黏性末端？例EcoRⅠ限制酶识别的回文序列

被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的脱氧核糖核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。限制酶特点？专一性识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。不识别RNA(4)结果：产生黏性末端或平末端（由于切割方式不同造成的）什么叫平末端？例SmaⅠ限制酶识别的回文序列2基因的针线——DNA连接酶

DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。DNA连接酶对所连接的两端的核苷酸序列无专一性磷酸二酯键工具(1)作用部位是:

限制酶切割后有两种不同的结果，一种产生黏性末端，一种产生平末端。那么恢复它们的连接时，所用DNA连接酶是否可以不加选择？E.coliDNA连接酶：只连接黏性末端T4DNA连接酶：连接黏性末端和平末端DNA连接酶对所连接的两端的核苷酸序列无专一性(2)分两类：DNA连接酶DNA聚合酶限制酶连接两个DNA分子成一个双链连接单个脱氧核苷酸成一条DNA单链一个DNA分子作用部位在两DNA片段之间形成磷酸二酯键将单个核苷酸加到已存在的核酸片段的3’末端的羟基上，形成磷酸二酯键切断两个相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键作用结果将存在的DNA片段连接成重组DNA分子合成新的DNA分子形成黏性末端或平末端作用实质：都是催化两个相邻脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键作用底物区别DNA连接酶、DNA聚合酶、限制酶3、基因进入细胞的载体——分子运输车能复制并带着插入的目的基因一起复制有切割位点有标记基因的存在，将来可用含青霉素的培养基鉴别、筛选。1种类：2载体具备三个的条件：对受体细胞无害每种酶切位点最好只有一个，避免环状DNA分子打开，丢失某些片断。3最常用的是质粒，且经过人工改造的4受体细胞：（1）种类（2）导入受体细胞方式

其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端，可以互补结合？其正确的末端互补序列为何？

BamHI和BgIⅡ；末端互补序列－GATC－2．(2010年江苏卷)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：总结：1同一种限制酶分别切割目的基因与运载体

这是最简单的一种方法，用同一种酶切割后能产生相同的粘性末端，末端之间能发生碱基互补配对而形成重组DNA分子。缺点：①目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，即目的基因自身环化。②产生载体--载体连接物；目的基因--载体连接物、目的基因--目的基因连接物。

2用两种限制酶分别同时切割含目的基因的DNA片段和质粒:优点：双酶切可以克服单酶切的两大缺点，①由于目的基因、运载体的两侧的粘性末端不相同，因此可以防止目的基因与质粒自身连接体的发生；②同时只能产生1种重组质粒。缺点切操作较复杂。3有时两种酶切割序列不完全相同，但却能产生相同的粘性末端，这类酶被称为同尾酶。同尾酶的切割产物可以通过DNA连接酶将这类末端连接起来，但原来的酶切位点将被破坏。重组后的序列没有上述两种酶的切割位点.补：原核细胞的基因结构非编码区非编码区编码区编码区上游编码区下游与RNA聚合酶结合位点启动子终止子RNA聚合酶能够识别调控序列中的结合位点，并与其结合。

转录开始后，RNA聚合酶沿DNA分子移动，并以DNA分子的一条链为模板合成RNA。

转录完毕后，RNA链释放出来，紧接着RNA聚合酶也从DNA模板链上脱落下来。2.2、基因工程操作的步骤：①不能转录为信使RNA，不能编码蛋白质。：能转录相应的信使RNA，能

编码蛋白质

编码区非编码区原核细胞的基因结构②有调控遗传信息表达的核苷酸序列，在该序列中，最重要的是位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点。非编码区非编码区编码区编码区上游编码区下游启动子终止子补：真核细胞的基因结构编码区非编码区非编码区与RNA聚合酶结合位点内含子外显子能够编码蛋白质的序列叫做外显子不能够编码蛋白质的序列叫做内含子启动子终止子编码区上游编码区下游内含子：外显子：真核细胞的基因结构编码区非编码区外显子：能编码蛋白质的序列内含子：不能编码蛋白质的序列：有调控作用的核苷酸序列，包括位于编码区上游的RNA

聚合酶结合位点即启动子。非编码序列：包括非编码区和内含子（不能转录为信使RNA）原核细胞真核细胞不同点编码区是_____的编码区是间隔的、_____的相同点都由能够编码蛋白质的______和具有调控作用的______区组成的原核细胞与真核细胞的基因结构比较编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核细胞与真核细胞基因结构一样长吗？不一样长连续不连续编码区非编码培养微生物的培养基中一般含水、碳源（提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）、无机盐1.第一步：获取目的基因（1）方法：①从基因文库中获取目的基因②利用PCR技术扩增目的基因③人工合成目的基因（2）比较基因、基因文库、目的基因的区别（3）目的基因的扩增呈指数形式扩增（2n）2.2、基因工程操作的步骤：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定反转录法：

以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需的基因。目的基因的mRNA单链DNA(cDNA)反转录酶DNA聚合酶双链DNA(目的基因)cDNA文库与基因组文库的区别1.第一步：获取目的基因（1）方法：①从基因文库中获取目的基因②利用PCR技术扩增目的基因③人工合成目的基因（2）比较基因、基因文库、目的基因的区别（3）目的基因的扩增呈指数形式扩增（2n）2.2、基因工程操作的步骤：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定细胞内DNA复制条件作用1、解旋酶断开氢键打开DNA双链2、DNA母链提供复制的模板3、4种脱氧核苷酸合成子链的原料4、DNA聚合酶催化合成DNA子链5、引物使DNA聚合酶能够从引物

3’端开始连接脱氧核苷酸6、能量5’AAAAAAAAAAAAAOH3’3’TTTTTTTTTTTTTTp5’1）利用PCR技术扩增目的基因1）PCR技术过程：a、DNA变性（90℃-95℃）：双链DNA模板在高温作用下，_____断裂，形成___________b、退火（复性55℃-65℃）：系统温度降低，引物与DNA模板结合，形成局部________。c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下，从引物的5′端→3′端延伸，合成与模板互补的________。氢键单链DNA双链DNA链5’AAAAAAAAAAAAAOH3’3’TTTTTTTTTTTTTTp5’反转录法获得所需的目的基因：

以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需的基因。PCR技术即聚合酶链式反应：在体外复制特定的DNA的技术课时作业P299第三题反转录法获得所需的目的基因区别细胞内DNA的复制和体外的模拟即PCR技术模板（母链）细胞内源外源加入打开双链解旋酶加热变性引物引物合成酶外源加入底物dNTP细胞内源外源加入聚合酶细胞内源耐高温的、外源加入反应环境细胞内环境缓冲液退火时为何引物优先与母链结合？引物分子较小，运动较快，和母链碰撞的机会要多得多，所以优先与母链结合，而不是两条母链结合。引物PCR反应体系中所需的引物为单链DNA片段，一般为20—30个核苷酸长度。可以与待扩增基因母链一端互补配对。所以，待扩增基因应有一段已知序列。引物可以人工设计合成。反应前需要加入足量的两种引物反应前需要加入足量的dNTP，一般达到200μmol/L这样就足够反应进行30--40次循环----酶可以重复利用2）、人工合成目的基因的方法：用DNA合成仪适用于分子较小的基因前提：基因小，核苷酸序列已知（1）目的基因的mRNA合成DNA（反转录法）：以目的基因转录成的信使RNA为模板，推测出互补的单链DNA核苷酸序列，可以得到双链DNA，从而获得所需的基因。目的基因的mRNA单链DNA(cDNA)反转录酶化学合成双链DNA(目的基因)（2）根据已知的氨基酸序列合成DNA法：

根据已知蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使RNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测出它的结构基因的核苷酸序列，再通过化学方法，以单核苷酸为原料合成目的基因。蛋白质的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列推测推测目的基因化学合成2.第二步：基因表达载体的构建（核心）（1）目的：使目的基因1在受体细胞中稳定存在并可遗传给下一代；2表达和发挥作用（2）以质粒为载体，将目的基因与质粒结合的步骤：①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有黏性末端的切口；②用同种限制酶切断目的基因，产生相同的黏性末端；③将切下的目的基因片段，插入到质粒的切口处，再加入适量DNA连接酶，使两者结合成重组质粒。3.第三步：将目的基因导入受体细胞（1）概念：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，称为转化。（2）常用的转化方法（见《导与练》P210）①导入植物细胞：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法操作过程：P12②导入动物细胞受精卵：显微注射技术（最多、最有效）操作过程：P13③导入微生物细胞：感受态细胞法（3）基因表达载体的组成：①目的基因：②启动子：③终止子：④标记基因思考：为什么要用Ca2＋处理细胞？因为大肠杆菌等细菌的细胞壁成分主要是肽聚糖，因此一般要先用Ca2＋处理，以增加细菌细胞壁的通透性。(一)基因工程与遗传育种类型传统遗传育种基因工程育种实例转基因植物所需时间较长，无法完成远缘亲本的杂交所需时间较短，无远缘亲本难杂交的限制①抗逆性，抗病虫害的植物②优良品质植物转基因动物费时，费力所需时间较短①生长速度较快的转基因鱼、猪等②具有抗病能力的转基因鸡和牛等①能打破生物种属的界限；②在分子水平上定向改变生物的遗传(二)基因工程与疾病治疗1.基因工程药物药物成分用途传统方法基因工程胰岛素蛋白质治疗胰岛素依赖型糖尿病从猪和羊的胰腺中提取通过基因工程技术利用大肠杆菌生产干扰素糖蛋白治疗病毒性肝炎和肿瘤从人血液中提取通过人白细胞干扰素基因在受体细胞中的克隆和表达获取乙型肝炎疫苗蛋白质预防乙型肝炎无通过基因工程技术利用酵母菌或哺乳动物细胞生产4.第四步：目的基因的检测与鉴定（1）内容：①检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因（关键）用标记的目的基因作探针②检测目的基因是否转录出了mRNA③检测目的基因是否翻译成蛋白质（2）常用的技术：①DNA分子杂交技术－－DNA与DNA杂交②分子杂交技术－－DNA与RNA杂交③蛋白质分子（抗原－抗体）间的杂交2.基因治疗

(1)含义：向目标细胞中引入正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。(1)成果：将腺苷脱氨酶基因转入患者淋巴细胞中，治疗复合型免疫缺陷症。(2)方法：①体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，如T淋巴细胞，进行培养。然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞进行扩增培养，最后重新输入患者体内。

(2)实例：重度免疫缺陷症的基因治疗②体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移基因的治疗方法。如1994年美国科学家利用经过修饰的腺病毒作载体，成功地将治疗遗传性囊性纤维化病的正常基因转入患者肺组织中。2．蛋白质工程与基因工程的比较项目蛋白质工程基因工程区别过程预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→推测脱氧核苷酸序列

→合成DNA→表达出蛋白质获取目的基因→构建表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定实质定向改造或生产人类所需蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品(基因的异体表达)项目蛋白质工程基因工程区别结果生产自然界没有的蛋白质生产自然界中已有的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的