選修三 基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題

學(xué)案42基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題二、基因工程的基本工具三、基因工程的操作程序四、基因工程的應(yīng)用五、蛋白質(zhì)工程第一部分基因工程一、基因工程的含義選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題一、基因工程的含義基因工程DNA重組技術(shù)(基因拼接技術(shù))=基因工程含義:(1)按照人們意愿,

____改造生物遺傳特性的技術(shù)(2)在__________水平進(jìn)行操作(3)是在_________進(jìn)行的人為基因重組(4)一旦成功,便可________定向DNA分子體外遺傳選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題二、基因工程的基本工具分子手術(shù)刀/剪刀：分子縫合針/針線：

分子運輸車/運載體：

選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題1、分子手術(shù)刀/剪刀——限制性核酸內(nèi)切酶二、基因工程的基本工具①、來源：②、特點：③、作用化學(xué)鍵：④、切割后產(chǎn)生

種DNA片段末端

分別為：

和

。2原核生物(主要是微生物)專一識別一種特定的核苷酸序列，能在特定的切點上切割DNA分子。平末端黏性末端磷酸二酯鍵選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題注：限制性酶是一大類酶，不是一種酶。限制性核酸內(nèi)切酶是一種能專一識別一種特定的核苷酸序列，能在特定的切點上切割DNA分子的酶×選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題2、分子縫合針/針線——DNA連接酶二、基因工程的基本工具作用：種類：E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶只能連接黏性末端能連接黏性末端和平末端兩條DNA片段，恢復(fù)磷酸二酯鍵選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題DNA連接酶與DNA聚合酶區(qū)別？將雙鏈DNA片斷“縫合”起來，實質(zhì)是恢復(fù)被限制酶切開了的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵，不需要模板是將單個核苷酸加到已有的DNA片斷，需要模板思考選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題3、分子運輸車——載體二、基因工程的基本工具載體的作用：作為運載工具，將外源基因(抗蟲基因)轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞(棉花細(xì)胞)中去。載體的種類：質(zhì)粒必需滿足的條件：質(zhì)粒λ噬菌體的衍生物動植物病毒選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題1）酶的切割位點2）具備復(fù)制能力（復(fù)制原點）3）有標(biāo)記基因4）安全質(zhì)粒必需滿足的條件：3、分子運輸車——載體二、基因工程的基本工具選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題三、基因工程的操作程序(一)、目的基因的獲取(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(四)、目的基因的檢測與鑒定核心選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題三、基因工程的操作程序(一)、目的基因的獲取1、從基因文庫中獲取2、用PCR技術(shù)擴增目的基因3、人工合成選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題三、基因工程的操作程序(一)、目的基因的獲取1、從基因文庫中獲取(2)、基因文庫種類(1)、基因文庫概念(區(qū)別基因庫)：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中存儲，各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因，稱為基因文庫?；蚪M文庫cDNA文庫選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題三、基因工程的操作程序(一)、目的基因的獲取2、用PCR技術(shù)擴增目的基因①概念：PCR全稱為_______________，是一項在生物____復(fù)制___________的核酸合成技術(shù)②原理：__________聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體外特定DNA片段DNA雙鏈復(fù)制的基本原理選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題PCR技術(shù)與DNA復(fù)制DNA復(fù)制需要什么？模板DNA解旋酶DNA聚合酶4種脫氧核苷酸PCR技術(shù)需要什么？模板DNADNA聚合酶（Taq酶）引物4種脫氧核苷酸三、基因工程的操作程序(一)、目的基因的獲取2、用PCR技術(shù)擴增目的基因選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題PCR技術(shù)擴增過程1、高溫變性2、低溫退火復(fù)性3、中溫延伸4、循環(huán)：重復(fù)上述過程三、基因工程的操作程序(一)、目的基因的獲取2、用PCR技術(shù)擴增目的基因解開雙鏈接上引物復(fù)制延伸選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題三、基因工程的操作程序(二)、基因表達(dá)載體的構(gòu)建1、目的：2、基因表達(dá)載體的組成：3、步驟：使目的基因在受體細(xì)胞中能穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時，使目的基因能表達(dá)和發(fā)揮作用目的基因;啟動子/終止子;標(biāo)記基因;復(fù)制原點選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題三、基因工程的操作程序(二)、基因表達(dá)載體的構(gòu)建3、步驟：1）用一定的限制酶切割質(zhì)粒，使其出現(xiàn)一個切口，露出黏性末端。

2）用同一種限制酶切斷目的基因，使其產(chǎn)生

相同的黏性末端。

3）將切下的目的基因片段插入質(zhì)粒的切口處，再加入適量DNA連接酶，形成了一個

重組DNA分子（重組質(zhì)粒）選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題三、基因工程的操作程序(三)、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞轉(zhuǎn)化：目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程轉(zhuǎn)化方法：導(dǎo)入植物細(xì)胞導(dǎo)入動物細(xì)胞導(dǎo)入微生物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法顯微注射技術(shù)感受態(tài)細(xì)胞Ca2+處理選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題三、基因工程的操作程序(四)、目的基因的檢測與鑒定分子檢測（分子雜交技術(shù)）2.個體生物學(xué)水平檢測抗原－抗體雜交DNA分子雜交技術(shù)－－DNA與DNA雜交分子雜交技術(shù)－－DNA與mRNA雜交選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題選修三基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題２、蛋白質(zhì)工程中直接需要進(jìn)行操作的對象是（）Ａ．氨基酸結(jié)構(gòu)B．蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)C．肽鏈結(jié)構(gòu)D．基因結(jié)構(gòu)課堂練習(xí)：Ｄ３、下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法錯誤的是（）A．蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類的需要B．蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)C．蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子D．蛋白質(zhì)工程與基因工程密不可分，又被稱為第二代基因工程Ｂ課堂練習(xí)：５、蛋白質(zhì)工程的基本流程正確的是（）①蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計②DNA合成③預(yù)期蛋白質(zhì)功能④根據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列A．①②③④B．④②①③