选修三 基因工程、生物技术的安全性和伦理问题

学案42基因工程、生物技术的安全性和伦理问题选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题二、基因工程的基本工具三、基因工程的操作程序四、基因工程的应用五、蛋白质工程第一部分基因工程一、基因工程的含义选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题一、基因工程的含义基因工程DNA重组技术(基因拼接技术)=基因工程含义:(1)按照人们意愿,

____改造生物遗传特性的技术(2)在__________水平进行操作(3)是在_________进行的人为基因重组(4)一旦成功,便可________定向DNA分子体外遗传选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题二、基因工程的基本工具分子手术刀/剪刀：分子缝合针/针线：

分子运输车/运载体：

选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题1、分子手术刀/剪刀——限制性核酸内切酶二、基因工程的基本工具①、来源：②、特点：③、作用化学键：④、切割后产生

种DNA片段末端

分别为：

和

。2原核生物(主要是微生物)专一识别一种特定的核苷酸序列，能在特定的切点上切割DNA分子。平末端黏性末端磷酸二酯键选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题注：限制性酶是一大类酶，不是一种酶。限制性核酸内切酶是一种能专一识别一种特定的核苷酸序列，能在特定的切点上切割DNA分子的酶×选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题2、分子缝合针/针线——DNA连接酶二、基因工程的基本工具作用：种类：E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶只能连接黏性末端能连接黏性末端和平末端两条DNA片段，恢复磷酸二酯键选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题DNA连接酶与DNA聚合酶区别？将双链DNA片断“缝合”起来，实质是恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，不需要模板是将单个核苷酸加到已有的DNA片断，需要模板思考选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题3、分子运输车——载体二、基因工程的基本工具载体的作用：作为运载工具，将外源基因(抗虫基因)转移到受体细胞(棉花细胞)中去。载体的种类：质粒必需满足的条件：质粒λ噬菌体的衍生物动植物病毒选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题1）酶的切割位点2）具备复制能力（复制原点）3）有标记基因4）安全质粒必需满足的条件：3、分子运输车——载体二、基因工程的基本工具选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题三、基因工程的操作程序(一)、目的基因的获取(二)、基因表达载体的构建(三)、将目的基因导入受体细胞(四)、目的基因的检测与鉴定核心选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题三、基因工程的操作程序(一)、目的基因的获取1、从基因文库中获取2、用PCR技术扩增目的基因3、人工合成选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题三、基因工程的操作程序(一)、目的基因的获取1、从基因文库中获取(2)、基因文库种类(1)、基因文库概念(区别基因库)：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中存储，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。基因组文库cDNA文库选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题三、基因工程的操作程序(一)、目的基因的获取2、用PCR技术扩增目的基因①概念：PCR全称为_______________，是一项在生物____复制___________的核酸合成技术②原理：__________聚合酶链式反应体外特定DNA片段DNA双链复制的基本原理选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题PCR技术与DNA复制DNA复制需要什么？模板DNA解旋酶DNA聚合酶4种脱氧核苷酸PCR技术需要什么？模板DNADNA聚合酶（Taq酶）引物4种脱氧核苷酸三、基因工程的操作程序(一)、目的基因的获取2、用PCR技术扩增目的基因选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题PCR技术扩增过程1、高温变性2、低温退火复性3、中温延伸4、循环：重复上述过程三、基因工程的操作程序(一)、目的基因的获取2、用PCR技术扩增目的基因解开双链接上引物复制延伸选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题三、基因工程的操作程序(二)、基因表达载体的构建1、目的：2、基因表达载体的组成：3、步骤：使目的基因在受体细胞中能稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能表达和发挥作用目的基因;启动子/终止子;标记基因;复制原点选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题三、基因工程的操作程序(二)、基因表达载体的构建3、步骤：1）用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个切口，露出黏性末端。

2）用同一种限制酶切断目的基因，使其产生

相同的黏性末端。

3）将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了一个

重组DNA分子（重组质粒）选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题三、基因工程的操作程序(三)、将目的基因导入受体细胞转化：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转化方法：导入植物细胞导入动物细胞导入微生物细胞农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法显微注射技术感受态细胞Ca2+处理选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题三、基因工程的操作程序(四)、目的基因的检测与鉴定分子检测（分子杂交技术）2.个体生物学水平检测抗原－抗体杂交DNA分子杂交技术－－DNA与DNA杂交分子杂交技术－－DNA与mRNA杂交选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题选修三基因工程、生物技术的安全性和伦理问题２、蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（）Ａ．氨基酸结构B．蛋白质空间结构C．肽链结构D．基因结构课堂练习：Ｄ３、下列关于蛋白质工程的说法错误的是（）A．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类的需要B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构C．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子D．蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二代基因工程Ｂ课堂练习：５、蛋白质工程的基本流程正确的是（）①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能④根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列A．①②③④B．④②①③