專(zhuān)題一、基因工程知識(shí)點(diǎn)歸納

專(zhuān)題一 基因工程一【高考目標(biāo)定位】1、專(zhuān)題重點(diǎn)：DNA重組技術(shù)所需的三種基本工具；基因工程的基本操作程謝謝閱讀序四個(gè)步驟;基因工程在農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等方面的應(yīng)用；蛋白質(zhì)工程的原理。謝謝閱讀2、專(zhuān)題難點(diǎn)：基因工程載體需要具備的條件；從基因文庫(kù)中獲取目的基因；感謝閱讀利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因；基因治療；蛋白質(zhì)工程的原理。感謝閱讀二【課時(shí)安排】2課時(shí)三【考綱知識(shí)梳理】第1節(jié) DNA重組技術(shù)的基本工具教材梳理:知識(shí)點(diǎn)一基因工程的概念：基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì),并通過(guò)體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性,從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類(lèi)型和生物產(chǎn)品。由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫做DNA重組技術(shù)。注意：對(duì)本概念應(yīng)從以下幾個(gè)方面理解:精品文檔放心下載操作環(huán)境生物體外知識(shí)操作對(duì)象基因點(diǎn)操作水平DNA分子水平二基本過(guò)程剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)基結(jié)果人類(lèi)需要的基因產(chǎn)物因工程的基本工具1.限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”（1）限制性?xún)?nèi)切酶的來(lái)源：主要是從原核生物中分離純化來(lái)的。感謝閱讀(2）限制性?xún)?nèi)切酶的作用：能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并能將每一條鏈上特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵切開(kāi)。(3）限制性?xún)?nèi)切酶的切割方式及結(jié)果：①在中心軸線(xiàn)兩側(cè)將DNA切開(kāi)，切口是黏性末端。②沿著中心軸線(xiàn)切開(kāi)DNA,切口是平末端。感謝閱讀2。DNA連接酶-—“分子縫合針”（1）來(lái)源：大腸桿菌、T4噬菌體(2）DNA連接酶的種類(lèi)：E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。精品文檔放心下載（3）作用及作用部位：E。coliDNA連接酶作用于黏性末端被切開(kāi)的磷酸感謝閱讀1二酯鍵，T4DNA連接酶作用于黏性末端和平末端被切開(kāi)的磷酸二酯鍵。精品文檔放心下載注意：比較有關(guān)的DNA酶(1）DNA水解酶:能夠?qū)NA水解成四種脫氧核苷酸,徹底水解成膦酸、脫氧核糖和含氮堿基謝謝閱讀(2)DNA解旋酶：能夠?qū)NA或DNA的某一段解成兩條長(zhǎng)鏈，作用的部位是堿基和堿基之間的氫鍵。注意：使DNA解成兩條長(zhǎng)鏈的方法除用解旋酶以外，在適當(dāng)?shù)母邷兀ㄈ?4℃）、重金屬鹽的作用下,也可使DNA解旋.謝謝閱讀(3）DNA聚合酶：能將單個(gè)的核苷酸通過(guò)磷酸二酯鍵連接成DNA長(zhǎng)鏈。（4）DNA連接酶:是通過(guò)磷酸二酯鍵連接雙鏈DNA的缺口.注意比較DNA聚精品文檔放心下載合酶和DNA連接酶的異同點(diǎn)。3.基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體-—“分子運(yùn)輸車(chē)”(1）分子運(yùn)載車(chē)的種類(lèi)：①質(zhì)粒:常存在于原核細(xì)胞和酵母菌中，是一種分精品文檔放心下載子質(zhì)量較小的環(huán)狀的裸露的DNA分子，獨(dú)立于擬核之外。②病毒：常用的謝謝閱讀病毒有噬菌體、動(dòng)植物病毒等。（2）運(yùn)載體作用：①是用它做運(yùn)載工具，將目的基因轉(zhuǎn)運(yùn)到宿主細(xì)胞中去.②是利用它在受體細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。精品文檔放心下載（3）作為運(yùn)載體必須具備的條件：①在宿主細(xì)胞中保存下來(lái)并大量復(fù)制感謝閱讀②有多個(gè)限制性?xún)?nèi)切酶切點(diǎn) ③有一定的標(biāo)記基因，便于篩選。謝謝閱讀思維探究：知識(shí)點(diǎn)3、4、5主要是介紹DNA重組技術(shù)的三種基本工具及其作用。限制酶──“分子手術(shù)刀"，主要是介紹限制酶的作用，切割后產(chǎn)生的結(jié)果。在這部分內(nèi)容學(xué)習(xí)時(shí),應(yīng)關(guān)心的問(wèn)題之一是：限制酶從哪里尋找?我們可以聯(lián)想從前學(xué)過(guò)的內(nèi)容──噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),進(jìn)而認(rèn)識(shí)細(xì)菌等單細(xì)胞生物容易受到自然界外源DNA的入侵。那么這類(lèi)原核生物之所以長(zhǎng)期進(jìn)化而不絕滅，有何保護(hù)機(jī)制？進(jìn)而聯(lián)想到可能是有什么酶來(lái)切割外源DNA，而使之失效，達(dá)到保護(hù)自身的目的”。這樣就對(duì)“限制酶主要是從原核生物中分離純化出來(lái)”的認(rèn)識(shí)提高了一個(gè)層次.感謝閱讀基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體──“分子運(yùn)輸車(chē)"的學(xué)習(xí)內(nèi)容，不能僅僅著眼于記住這幾個(gè)條件,而應(yīng)該深入思考每一個(gè)條件的內(nèi)涵，通過(guò)深思熟慮,才能真正明確為什么要有這些條件才能充當(dāng)載體。感謝閱讀教材拓展：拓展點(diǎn)一 限制酶所識(shí)別序列的特點(diǎn)限制酶所識(shí)別的序列的特點(diǎn)是：呈現(xiàn)堿基互補(bǔ)對(duì)稱(chēng),無(wú)論是奇數(shù)個(gè)堿基還是偶數(shù)個(gè)堿基，都可以找到一條中心軸線(xiàn)，如圖，中軸線(xiàn)兩側(cè)的雙鏈DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ(chēng)重復(fù)排列的。如：以中心線(xiàn)為軸，兩側(cè)堿基互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)；以為軸，兩側(cè)堿基互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)。感謝閱讀拓展點(diǎn)二 DNA連接酶連接的是什么部位？DNA連接酶是將一段DNA片段3′端的羥基與另一DNA片段5′端磷酸謝謝閱讀2基團(tuán)上的羥基連接起來(lái)形成酯鍵，而不是連接互補(bǔ)堿基之間的氫鍵。精品文檔放心下載第2節(jié) 基因工程的基本操作程序教材梳理：基因工程的基本操作步驟為四步曲：目的基因的獲??；基因表達(dá)載體的構(gòu)建；將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞;目的基因的檢測(cè)與鑒定.精品文檔放心下載一．目的基因的獲取1．目的基因：主要是指編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因。2．目的基因的獲取方法：基因組文庫(kù)從基因文庫(kù)中獲取cDNA文庫(kù)人工合成逆轉(zhuǎn)錄法、根據(jù)已知的氨基酸序列推測(cè)脫氧核苷(真核生物）序列、PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因、DNA合成儀合成等。感謝閱讀注:需要重點(diǎn)復(fù)習(xí)的內(nèi)容有：a基因組文庫(kù)與部分基因文庫(kù)的含義及區(qū)別(教材P10表格）,建立基因文庫(kù)的目的？如何從基因文庫(kù)中獲取目的基因?b逆轉(zhuǎn)錄法的過(guò)程cPCR技術(shù)（原理、場(chǎng)所、條件、過(guò)程、特點(diǎn)）DNA復(fù)制與PCR技術(shù)列表比較。如下所示:感謝閱讀(1）從基因文庫(kù)中獲取基因文庫(kù)：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體儲(chǔ)存，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同的基因。感謝閱讀構(gòu)建基因文庫(kù)的目的:為了在不知目的基因序列的情況下，便于獲得所需的目的基因。精品文檔放心下載基因組文庫(kù)：含有一種生物的所有基因。部分基因文庫(kù)（如cDNA文庫(kù)）：含部分基因,可由mRNA反轉(zhuǎn)錄而來(lái)。謝謝閱讀（2）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因PCR：是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。謝謝閱讀原理：DNA雙鏈復(fù)制原料：模板DNA；RNA引物；四種脫氧核苷酸;熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶）；謝謝閱讀方法：DNA受熱變性解旋為單鏈、冷卻后RNA引物與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合、DNA聚合酶作用下延伸合成互補(bǔ)鏈。謝謝閱讀過(guò)程:熱變性(90—95）、退火(55—60)、延伸（70—75）。感謝閱讀特點(diǎn):指數(shù)形式擴(kuò)增二．基因表達(dá)載體的構(gòu)建（基因工程的核心-體外進(jìn)行）31．目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在；可以遺傳給下一代；使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。精品文檔放心下載目的基因：根據(jù)需要來(lái)選擇。2．基因表達(dá) 啟動(dòng)子:位于基因首端，RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄基因.精品文檔放心下載載體的組成 終止子：位于基因尾端，使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來(lái).謝謝閱讀標(biāo)記基因：鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因。3．方法:同種限制酶分別切割載體和目的基因，再用DNA連接酶把兩精品文檔放心下載者連接。目的基因與運(yùn)載體結(jié)合（以質(zhì)粒為運(yùn)載體)4．條件：同種限制酶、DNA連接酶、（目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因）感謝閱讀三．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(guò)程.精品文檔放心下載① 導(dǎo)入植物細(xì)胞：常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（將構(gòu)建的載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌，再讓農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞），基因槍法、花粉管通道法.（過(guò)程重精品文檔放心下載點(diǎn)介紹）②導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞:顯微注射法（將基因表達(dá)載體提純，用顯微儀注射到受精卵中）（過(guò)程重點(diǎn)介紹）謝謝閱讀③導(dǎo)入微生物細(xì)胞：Ca2＋處理受體細(xì)胞成為感受態(tài)細(xì)胞，再進(jìn)行混合。精品文檔放心下載提示：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的原理是利用農(nóng)桿菌(胞內(nèi)寄生菌)對(duì)植物的感染精品文檔放心下載而把目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。四．目的基因的檢測(cè)和鑒定分子檢測(cè)：導(dǎo)入檢測(cè)+表達(dá)檢測(cè)①導(dǎo)入檢測(cè)：利用DNA分子雜交技術(shù)，目的基因DNA一條鏈（作探針）與受體細(xì)胞中提取的DNA雜交，看是否有雜交帶。謝謝閱讀②表達(dá)檢測(cè)：目的為了檢測(cè)是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，利用DNA-mRNA分子雜交技術(shù)，目的基因DNA一條鏈（作探針）與受體細(xì)胞中提取的mRNA雜交，看是否有雜交帶。謝謝閱讀③表達(dá)檢測(cè)：目的為了檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)。抗體與蛋白質(zhì)進(jìn)行抗原－抗體雜交，看是否有雜交帶。感謝閱讀個(gè)體水平的鑒定：進(jìn)行抗蟲(chóng)、抗病的接種實(shí)驗(yàn)，根據(jù)其性狀判斷是否表達(dá)。感謝閱讀提示:①DNA分子雜交技術(shù)首先提取受體細(xì)胞中的DNA,然后高溫解成單鏈,謝謝閱讀4再與同位素標(biāo)記的DNA探針雜交；②抗原－抗體雜交所用到的抗體是用表達(dá)出的蛋白質(zhì)注射動(dòng)物進(jìn)行免疫，產(chǎn)生相應(yīng)的抗體,并提取出而來(lái)的謝謝閱讀第3節(jié)基因工程的應(yīng)用教材梳理：知識(shí)點(diǎn)一 植物基因工程的應(yīng)用植物基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力（如抗除草劑、抗蟲(chóng)、抗病、抗干旱和抗鹽堿等）以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物等方面.謝謝閱讀1.提高抗逆性(1）常用抗蟲(chóng)基因：用于抗蟲(chóng)(殺蟲(chóng)）的基因主要是Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等。謝謝閱讀（2）常用抗病基因:a.抗病毒基因有：病毒外殼蛋白基因和病毒的復(fù)制酶基因；b.抗真菌基因有：幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因精品文檔放心下載（3）其他抗逆基因:環(huán)境條件對(duì)農(nóng)作物的生產(chǎn)會(huì)造成很大影響，并且這些影響是多方面的,因此，抗逆性基因也有多種多樣，如:抗鹽堿和干旱的調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓基因、抗凍基因、抗除草劑基因等等。謝謝閱讀2.改良植物品質(zhì)由于人們的食品含有的營(yíng)養(yǎng)不平衡，不能滿(mǎn)足人們對(duì)食品的要求,這樣，可以通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，使植物能夠合成某些本來(lái)不能合成的物質(zhì)。如科學(xué)家將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胫参镏?或者改變這些氨基酸合成途徑中某種關(guān)鍵酶的活性，以提高氨基酸的含量。精品文檔放心下載知識(shí)點(diǎn)二 動(dòng)物基因工程的應(yīng)用1.用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度：由于外援生長(zhǎng)激素基因的表達(dá)可以使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生長(zhǎng)得更快,將這類(lèi)基因?qū)雱?dòng)物體內(nèi),以提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速率。如：轉(zhuǎn)基因綿羊和轉(zhuǎn)基因鯉魚(yú)。謝謝閱讀2。用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì):基因工程可用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)。如：有些人對(duì)牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后會(huì)出現(xiàn)過(guò)敏、腹瀉、惡心等不適癥狀，科學(xué)家將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M,這樣所獲得的牛奶其成分不受影響，但乳糖的含量大大減低。謝謝閱讀生產(chǎn)藥物基因工程不但促進(jìn)了傳統(tǒng)技術(shù)的變革，也為人類(lèi)提供了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)難以得到的許多昂貴藥品,并已形成基因工程制藥業(yè)的雛形。目前諸如人胰島素、人生長(zhǎng)激素、人腦激素、α－干擾素、乙肝疫苗、蛋白C、組織血纖維蛋白溶酶原激活劑等數(shù)十種基因工程藥物已實(shí)現(xiàn)商品化。此外，還有促紅細(xì)胞生成素、白細(xì)胞介素－2、腎素、心鈉素等一大批珍貴藥品正處于試用或臨床試驗(yàn)階段。精品文檔放心下載54.用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物做器官移植的供體：目前，人體移植器官短缺是一個(gè)世界性的難題，用其它動(dòng)物的器官替代，又會(huì)出現(xiàn)免疫排斥現(xiàn)象，現(xiàn)在，科學(xué)家正試圖利用基因工程方法對(duì)一些動(dòng)物的器官進(jìn)行改造，培育出沒(méi)有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆器官。謝謝閱讀知識(shí)點(diǎn)三 基因治療1.概念：基因治療是把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的，這是治療遺傳病的最有效的手段。精品文檔放心下載2.方法：體外基因治療和體內(nèi)基因治療體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種相關(guān)細(xì)胞，進(jìn)行培養(yǎng)，然后在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)，這種方法叫做體外基因治療。感謝閱讀體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治療方法叫做體內(nèi)基因治療.感謝閱讀說(shuō)明：對(duì)于遺傳病的治療最根本的方法是進(jìn)行基因替換或修復(fù)?；蛑委煹淖罴褧r(shí)期理論上是受精卵時(shí)期，這樣可以使個(gè)體的每個(gè)細(xì)胞都含有正常基因,但在現(xiàn)實(shí)生活中是不可能的，因?yàn)椴豢赡苋巳嗽谑芫褧r(shí)期進(jìn)行基因檢查。其次是對(duì)患者進(jìn)行相關(guān)細(xì)胞的基因替換,如：對(duì)于遺傳性糖尿病患者，只對(duì)胰腺的B細(xì)胞進(jìn)行基因替換,該個(gè)體就能正常分泌胰島素,糖尿病得以治療;但這種局部細(xì)胞的基因替換，并沒(méi)有改變其它部位細(xì)胞的基因,如精原細(xì)胞，其后代很大可能還會(huì)患遺傳性糖尿病。精品文檔放心下載教材拓展拓展點(diǎn)一該節(jié)內(nèi)容是對(duì)第2節(jié)知識(shí)的綜合運(yùn)用，是近幾年及今后幾年高考的主考點(diǎn)。在學(xué)習(xí)這部分知識(shí)時(shí)，要注意以下幾點(diǎn):1。熟練、靈活掌握第2節(jié)的基礎(chǔ)知識(shí)，形成系統(tǒng)的、完善的知識(shí)體系精品文檔放心下載2.目的基因來(lái)自其他生物，目的基因和受體細(xì)胞的基因構(gòu)成基因重組，這謝謝閱讀是基因工程的原理.3。常考知識(shí)為基因操作的基本步驟4。相關(guān)知識(shí)為DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制、基因控制蛋白質(zhì)的合成及對(duì)性狀的控制、基因突變、酶的性質(zhì)和作用、其他生物工程等謝謝閱讀5.解決的方法是學(xué)好相關(guān)知識(shí)，達(dá)到靈活運(yùn)用程度，進(jìn)行知識(shí)遷移。謝謝閱讀拓展點(diǎn)二 基因治療的過(guò)程（以鐮刀形細(xì)胞貧血癥的治療為例）感謝閱讀步驟 過(guò)程獲取正常的血紅 用限制性核酸內(nèi)切酶從人的DNA分子中切取血紅蛋精品文檔放心下載蛋白基因 白基因6形成重組載體 用同一種限制性核酸內(nèi)切酶在載體DNA上切開(kāi)一個(gè)感謝閱讀切口，用DNA連接酶將正常血紅蛋白基因連接在載體DNA上,形成重組載體重組載體的轉(zhuǎn)化 將攜帶正常血紅蛋白基因的重組載體導(dǎo)入患者的精品文檔放心下載與篩選 造血干細(xì)胞中，并將重組載體插入到染色體。用選精品文檔放心下載擇培養(yǎng)基篩選出含重組質(zhì)粒的造血干細(xì)胞。將含正常血紅蛋 將攜帶正常血紅蛋白基因的造血干細(xì)胞輸入患者精品文檔放心下載白基因的造血干 骨髓中，此造血干細(xì)胞產(chǎn)生含正常血紅蛋白的紅細(xì)感謝閱讀細(xì)胞回輸給患者 胞，以根治鐮刀形細(xì)胞貧血癥骨髓拓展點(diǎn)三 利用微生物生產(chǎn)藥物的優(yōu)越性所謂利用微生物生產(chǎn)蛋白質(zhì)類(lèi)藥物,是指將人們需要的某種蛋白質(zhì)的編碼基因，構(gòu)建成表達(dá)載體后導(dǎo)入微生物，然后利用微生物發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)蛋白質(zhì)類(lèi)藥物。與傳統(tǒng)的制藥相比有以下優(yōu)越性：精品文檔放心下載1。利用活細(xì)胞作為表達(dá)系統(tǒng)，表達(dá)效率高,無(wú)需大型裝置和大面積廠房就可以生產(chǎn)出大量藥品。謝謝閱讀2.可以解決傳統(tǒng)制藥中原料來(lái)源的不足。例如，胰島素是治療