高考生物总复习第11单元第37讲基因工程及其安全性学案

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1、第37讲基因工程及其安全性[考纲点击]　1.基因工程的诞生(Ⅰ)　2.基因工程的原理及技术(Ⅱ)　3.基因工程的应用(Ⅱ)　4.蛋白质工程(Ⅰ)5．转基因生物的安全性(Ⅰ)　6.生物武器对人类的威胁(Ⅰ)一、基因工程的基本工具1．限制性核酸内切酶(1)来源：主要从原核生物中分离纯化而来。(2)作用：识别特定的核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键。(3)结果：产生黏性末端或平末端。2．DNA连接酶(1)作用：将限制酶切割下来的DNA片段拼接成DNA分子。(2)类型常用类型E·coliDNA连接酶T4DN

2、A连接酶来源大肠杆菌T4噬菌体功能连接黏性末端连接黏性末端和平末端结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键3.载体(1)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。(2)质粒特点二、基因工程的操作程序—↓—组成↓—方法　↓三、基因工程的应用技术名称应用植物基因工程培育抗虫转基因植物、抗病转基因植物和抗逆转基因植物，利用转基因技术改良植物的品质动物基因工程提高动物生长速度，改善畜产品的品质，用转基因动物生产药物，用转基因动物作器官移植的供体基因治疗把正常基因导入病人体内，使其表达产物发挥功能，从而治疗疾病

3、，分为体内基因治疗和体外基因治疗四、蛋白质工程111．目标：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。2．操作手段：基因修饰或基因合成。3．设计流程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。五、转基因生物的安全性1．转基因成果(1)工程菌——DNA重组微生物。(2)基因制药。(3)转基因动物——生物反应器。(4)转基因农作物。2．安全性问题(1)食物安全：滞后效应(产生毒性蛋白质)、新的过敏原、营养成分改变。(2)生物安全：生物入侵，破坏

4、生物多样性。(3)环境安全：破坏生态系统的稳定性和人类生活环境。3．理性看待转基因技术(1)需要正确的社会舆论导向，趋利避害，不能因噎废食。(2)制定符合本国利益的政策和法规，最大程度地保证转基因技术和产品的安全性。六、禁止生物武器1．种类：病菌、病毒、生化毒剂及经过基因重组的致病菌。2．我国政府态度：任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。1．基因工程的基本工具(1)两种工具酶：限制酶、DNA连接酶。(2)一种运输工具：载体。2．载体的种类和条件(1)常见三种类型：质粒、

5、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。(2)四条件：能够自我复制、有多个限制酶切割位点、具有标记基因、对受体细胞无伤害。3．基因工程的基本操作程序的四个主要步骤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。4．目的基因的获取与检测(1)三种获取方法：基因文库直接获得、PCR扩增、人工合成。(2)四种检测方法：DNA分子杂交、DNA—mRNA分子杂交、抗原—抗体杂交、个体生物学水平的抗性检测。考法一　基因工程的操作工具1．限制性核酸内切酶(1)识别序列的特点：呈现碱基互补对称，

6、无论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线。如图，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。如11　以中心线为轴，两侧碱基互补对称；以为轴，两侧碱基互补对称。(2)切割后产生末端的种类——黏性末端和平末端。①黏性末端：是限制酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开时形成的(错位切)，如下图所示：②平末端：是限制酶在识别序列的中轴线切开时形成的(平切)，如下图所示：2．限制酶与DNA连接酶的关系(1)限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。(2)限制酶不切割自身DNA的原因是

7、原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。(3)DNA连接酶起作用时，不需要模板。3.载体具备的条件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　确定限制酶的种类(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PstⅠ。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SmaⅠ。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

8、基因和质粒，如图甲也可选择用PstⅠ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，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SmaⅠ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