高考生物一轮总复习课件：专题25基因工程（含转基因生物的安全性与生物武器）

专题二十五基因工程(含转基因生物的

安全性与生物武器)考点一基因工程1.基因工程的基本工具(1)限制性内切酶原核生物磷酸二酯键特定的核苷酸序列黏性末端平末端(2)DNA连接酶常用类型E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源_______________________T4噬菌体功能连接黏性末端连接_________________大肠杆菌黏性末端或平末端(3)运载体②对载体的分析条件目的稳定并能复制目的基因稳定存在且数量可扩大有一个至多个限制酶切割位点可携带多个或多种外源基因具有特殊的标记基因便于重组DNA的鉴定和选择质粒小型环状DNA分子动植物病毒等2.基因工程的操作程序(四步曲)基因文库PCR启动子首端尾端标记基因鉴别和筛选农杆菌转化法花粉管通道显微注射DNA分子杂交分子杂交抗原—抗体杂交个体生物学水平限制酶种类的确定方法(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择Pst

Ⅰ。②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择Sma

Ⅰ。③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用Pst

Ⅰ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致，以确保具有相同的黏性末端。②质粒作为载体必须具备标记基因等结构，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶Sma

Ⅰ会破坏标记基因；如果所选酶的切点不止一个，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。基因工程操作程序关键分析(1)基因工程操作的“一个核心”——基因表达载体的构建①基因表达载体的组成：②构建过程：(2)将目的基因导入不同受体细胞的方法归纳受体细胞种类植物细胞动物细胞微生物细胞(大肠杆菌)常用方法农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法显微注射技术Ca2＋处理法受体细胞体细胞受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入Ti质粒的T－DNA上→导入农杆菌→侵染植物细胞→目的基因整合到受体细胞的DNA上，稳定维持和表达将含有目的基因的基因表达载体提纯→取受精卵→显微注射→受精卵移植→获得具有新性状的动物Ca2＋处理大肠杆菌细胞→感受态细胞→将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)目的基因的检测与鉴定的4个层面考点二蛋白质工程及基因工程的安全性1.概念理解基因修饰新的蛋白质蛋白质结构2.蛋白质工程的设计流程功能蛋白质结构氨基酸序列脱氧核苷酸序列3.基因工程的应用举例表现方面具体内容植物基因工程①抗虫转基因植物②抗病转基因植物③抗逆转基因植物④利用转基因改良植物品质动物基因工程①提高动物生长速度②用转基因动物生产药物(如乳腺生物反应器)③用转基因动物作器官移植的供体④用于改善畜产品的品质基因工程药物控制药品合成的相应基因基因治疗①体外基因治疗②体内基因治疗4.巧记转基因生物安全性中的“三、三、二”(1)转基因生物存在安全性的“三大”原因(2)转基因生物安全性的“三个”层面基因的结构异种生物随机(3)对待转基因技术的“两种”态度5.生物武器的五大特点及五条传播途径(1)五大特点①传染性强；②污染面广，危害时间长；③难以防治；④具有一定的潜伏期；⑤受自然条件影响大(2)五条传播途径①经食物和水传播；②空气传播；③接触传播；④虫媒传播；⑤病原体直接传播。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→表达出蛋白质目的基因的获取→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→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)结果生产自然界中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第二代基因工程，因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现转基因生物的优缺点归纳优点缺点①解决粮食短缺问题②大大减少农药的使用量，减少环境污染③增加食物营养，提高附加值④增加食物种类，提升食物品质⑤提高生产效率，带动相关产业发展①可能出现新的过敏原或重组形成新病毒②可能产生抗除草剂的杂草③可能使疾病的传播跨越物种障碍④可能会损害生物多样性⑤可能会对人类生活环境造成二次污染1.误认为目的基因的插入是“随机”的点拨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，所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位，若目的基因插入到启动子内部，启动子将失去原功能。2.混淆启动子与起始密码子，终止子与终止密码子，不明确标记基因的作用点拨启动子≠起始密码子，终止子≠终止密码子(1)启动子：一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端。它是RNA聚合酶识别、结合的部位。(2)终止子：一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。作用是使转录过程停止。(3)起始密码子和终止密码子位于mRNA上，分别控制翻译过程的启动和终止。(4)标记基因：一般为抗生素抗性基因或荧光基因等，其作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因(目的基因是否导入成功)，从而将含目的基因的细胞筛选出来。3.误认为切取目的基因与切取载体时“只能”使用“同一种酶”点拨

(1)在获取目的基因和切割载体时通常用同种限制酶，以获得相同的黏性末端。但如果用两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同时，在DNA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。(2)为了防止载体或目的基因的黏性末端自己连接即所谓“环化”，可用不同的限制酶分别处理目的基因和载体，使目的基因两侧及载体上具有两个不同的黏性末端。4.界定基因诊断和基因治