第42课时 基因工程的应用和蛋白质工程的崛起.ppt

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1、第42课时 基因工程的应用和蛋白质工 程的崛起 高频考点突破 考点一 基因工程应应用 殊 幼 钎 笋 启 男 舀 去 坷 价 枝 轩 壮 哑 谦 谈 肩 蜜 词 镶 吹 烂 嫉 甄 松 缝 诊 冠 峪 悄 富 禾 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 项项目 具体 应应 用 目的基因作用 受体生 物 备备注 植物基因 工程常用 方法： 农农杆菌 转转化法 基因枪枪 法 花粉管 通道法 抗虫 转转 基 因植 物 抗虫基因: Bt毒蛋白 基因、蛋 白酶抑制 剂剂基因、

2、淀粉酶抑 制剂剂基因 、 植物凝集 素基因 抗虫：Bt毒蛋 白水解成多肽肽 与肠肠上皮细细 胞 结结合,形成穿 孔,细细胞肿胀肿胀 裂解致死;两 种抑制剂剂分 别别 抑制相应应酶活 性,影响消化; 植物凝集素为为 糖蛋白,与肠肠 黏膜结结合,影 响营营养物质质 的 吸收和利用 棉花、 水稻、 玉米 等 抗虫但不抗病 毒、细细菌、真菌 等 培育抗虫作物 优优点：减少环环境 污污染、降低生产产 成本 不同抗虫基因 作用机理不同 Bt毒蛋白基因 来自苏苏云金芽孢孢 杆菌 泛 帆 恰 怔 跑 溺 墒 申 酣 贪 怎 枷 尿 捅 仪 妙 蛀 伐 憋 多 酶 壕 轿 咨 检 喘 譬 偶 肘 清 昏 超 第

3、 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 植物 基因 工程 常用 方法 : 农农 杆菌 转转化 法 基 因枪枪 法 花 粉管 通道 法 抗病 转转基 因植 物 病毒外壳蛋白基因、 病毒复制酶基因、 几丁质质酶基因、抗 毒素合成基因 前两种为为抗 病毒作用;后 两种为为抗真 菌作用 烟草(抗病 毒)、小麦 (抗病毒) 等 引起植物生病 的微生物有病 毒、细细菌、真 菌三大类类 抗逆 转转基 因植 物 调节细调节细 胞渗透压压 基因 抗冻冻蛋白基因(从 鱼鱼体内获获取) 抗除

4、草剂剂基因 通过过改变变 细细胞内渗透 压压,提高抗盐盐 碱、抗旱能力 耐寒能力 提高 抗除草剂剂 烟草(抗旱、 抗盐盐碱); 番茄(抗 寒);大豆、 玉米(抗除 草剂剂) 抗逆指抵抗不 良环环境的能力, 如盐盐碱、干 旱、低温、涝涝 害等 转转基 因改 良植 物的 品质质 含必需氨基酸的 蛋白质编码质编码 基因 控制番茄果实实 成熟的基因 花青素代谢谢有关 的基因 控制合成 的蛋白质质含 必需氨基酸 多 延迟迟番茄 成熟 改变变花瓣 的颜颜色 玉米、番 茄、矮牵牵 牛等 赖赖氨酸、亮氨 酸等都属于必 需氨基酸 掂 相 贺 稳 预 枢 升 叮 踊 鹰 涣 候 栗 忱 股 挎 懂 掇 叹 枫 测

5、 敢 莉 数 耪 选 婴 鸯 丽 郝 娜 肺 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 动动物基因 工程常用 方法：显显 微注射法 受体细细 胞： 一般用受 精卵 提高动动物 生长长速度 生长长激素 基因 促进进生长长 ,提高生 长长速度 鲤鲤 鱼鱼 注意：不能 导导入生长长素 基因 改善畜产产 品的品质质 肠肠乳糖酶 基因 将乳糖分 解,降低 牛奶中乳 糖的含量 奶牛 部分人对对乳 糖会发发生过过 敏反应应 转转基因动动 物生产药产药 物(生物 反应应器或 乳房生物

6、反应应器) 药药用蛋白 基因+乳 腺蛋白基 因+启动动 子 分泌乳汁 来生产产所 需要的药药 品 牛和 山羊 已生产产出的 药药品有抗凝 血酶、血清 蛋白、生长长 激素和 抗胰蛋白酶 渗 奈 醒 甲 嘲 字 靛 琳 供 厢 桥 椰 济 闺 诧 奋 腻 游 颈 盯 构 凿 狈 酸 骡 慈 任 痈 称 端 阂 母 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 动动物基因 工程常用 方法：显显 微注射法 受体细细 胞：一般 用受精卵 转转基因 动动 物作器官 移植的供 体 某种调

7、节调节 因子 设设法除去 抗原决定基 因 抑制 抗原决 定基因 的表达 不能 合成相 应应抗原 猪 选择选择 猪的器 官做人器官替 代品的原因： 其内脏脏构 造、大小、血 管分布与人相 似体内隐隐 藏的致病基因 少 基因工程 药药品 控制药药品合 成的相应应基 因,如人的 胰岛岛素基 因、干扰扰素 基因、乙肝 疫苗基因等 生产产合 成相应应 的药药品 ,如胰 岛岛 素、干 扰扰素、 乙肝疫 苗等 微生物, 如大肠肠 杆菌、 酶母菌 等 选择选择 微生物 作受体的原因 ： 繁殖快、单单 细细胞、遗传遗传 物质质 少 置 撑 邀 甫 贞 吕 庐 厂 嗽 铰 涕 埃 衍 历 颁 豌 袜 袜 都 研

8、忙 灭 痹 嚣 吉 五 赴 懦 茎 糯 鸥 泊 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 基因 检测检测 和基 因治 疗疗 基 因 检检 测测 制作相应应探针针,利用DNA分子杂杂交原 理,快速、准确检测检测 人类类某种疾病 临临床应应用阶阶段 基 因 治 疗疗 把健康的外源基因导导入有基因缺陷 的细细胞中,可分为为体外基因治疗疗和 体内基因治疗疗两种方法 仅处仅处 于实验阶实验阶 段, 仍有许许多问题问题 和困 难难制约该约该 技术术的开 展,所以该该技术术并未 在临

9、临床开展 总结总结 ： 1.四种商业业化应应用的转转基因作物：大豆、棉花、油菜、玉米 2.转转基因作物种植最大的四个国家：美国、阿根延、加拿大、中国 3.基因芯片有多种用途,基本原理是DNA分子杂杂交,检测对检测对 象为为DNA,但 必须须是单链单链 的,即将双链链DNA打开后才能检测检测 辩 褥 壳 云 祟 肄 话 谆 彝 甚 闸 淖 涤 极 洼 址 盎 谢 正 捧 纺 蹦 霍 圆 哺 鲸 券 孩 海 蜀 稠 师 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 提醒 动物基

10、因工程主要为了改善畜产品的品 质,而不是为了产生体型巨大的个体。 基因治疗目前只是处于初期的临床试验阶段,在 临床上未开展、未实现这方面的治疗。 DNA分子制作探针进行检测时应检测单链,即将 双链DNA分子打开。 Bt毒蛋白基因产生Bt毒蛋白并无毒性,进入昆虫 消化道被分解成多肽后产生毒性。 青霉素是青霉菌产生的,不是通过基因工程生 产的。 原核生物基因(如抗虫基因)可做为真核生物(棉 花)的目的基因。 役 绳 句 津 甄 讨 撰 桓 痊 参 惑 绅 半 摈 结 心 厅 倪 棍 牙 晕 恶 菱 艾 颓 裹 伟 锡 诅 滓 松 欧 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质

11、工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 对位训练 1.我国科学家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆 菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出 了抗虫棉。下列叙述不正确的是 ( ) A.RNA聚合酶对于抗虫基因在棉花细胞中的表达 不可缺少 B.重组DNA分子中增加一个碱基对，不一定导致 毒蛋白的毒性丧失 C.抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作 物，从而造成基因污染 D.转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花 对抗生素抗性来确定的 D 樟 癣 熔 扳 讳 庆 剃 谰 熙 拂 令 日 敢 怂 栈 赏 睁 冤 摇 默 吭 耍 屈 撼

12、 窟 详 观 犀 图 楔 罩 巍 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 考点二 蛋白质质工程 1.概念 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与 生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合 成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白 质,以满足人类的生产和生活的需求。 倡 翼 铱 麻 喀 捧 地 椎 何 埠 民 箍 措 局 肥 奉 厢 痔 此 渐 涪 啦 初 篆 甲 兴 梦 牡 右 台 瞩 蛆 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工

13、 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 2.蛋白质工程与基因工程的比较 项项目蛋白质质工程基因工程 区 别别 过过 程 预预期蛋白质质功能设计预设计预 期的 蛋白质结质结 构推测应测应 有的氨基 酸序列推测测相对应对应 的脱氧核 苷酸序列合成DNA表达出 蛋白质质 获获取目的基因构建 基因表达载载体将目 的基因导导入受体细细胞 目的基因的检测检测 与 鉴鉴定 实实 质质 定向改造或生产产人类类所需蛋白 质质 定向改造生物的遗传遗传 特 性,以获获得人类类所需的生 物类类型或生物产产品 结结 果 生产产自然界没有的蛋白质质 一般是生产

14、产自然界已有 的蛋白质质 联联系 蛋白质质工程是在基因工程的基础础上,延伸出来的第二代基因 工程。因为对现为对现 有蛋白质质的改造或制造新的蛋白质质,必须须 通 过过基因修饰饰或基因合成实现实现 鱼 词 裳 错 盯 餐 楼 沟 隙 嘿 儒 冀 跺 琴 畏 尘 撂 寄 显 秒 隆 晃 坤 物 晃 绘 牲 籍 快 忽 昭 馋 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 拓展延伸 蛋白质组计划和人类基因组计划的比较 蛋白质组计划基因组计划 启动时间2001年成立组织1990年正

15、式启动 主要内容 “肝脏蛋白质”和“血 浆蛋白质”的研究 测定人类基因组24条 染色体上全部DNA序列 参加国家 16个国家,80多个实验 室 6个国家,中国是唯一 的发展中国家 我国承 担任务 牵头执行“人类肝脏蛋 白质组计划” 承担1%的测序工作 意义 揭示并确认肝脏(血浆) 蛋白质为重大疾病预防 、诊断、治疗以及新 药研发提供科学基础; 推动支持蛋白质工程 遗传病的诊断和治疗; 揭示基因表达的机理 甄 饼 婉 粮 吞 帝 琉 迎 骤 己 致 侍 动 坐 回 寅 张 七 祖 成 菠 安 砚 逃 援 瞻 鸽 种 匙 炎 宜 之 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质

16、工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 对位训练 2.下列关于蛋白质工程应用的叙述，不正确的是 （ ） A.蛋白质工程可以改造酶的结构，提高酶的热稳 定性 B.通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性 C.利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人 的胰岛素 D.蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰，合 成速效型胰岛素制剂 C 潜 衰 欢 挡 鼠 各 鞠 人 了 箔 抒 童 笼 侨 招 瀑 豺 沁 斑 横 拌 每 扦 肛 帜 灯 匡 敏 烈 冉 射 贡 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第

17、 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 解题思路探究 思维误区警示 易错分析 1.对对乳腺(膀胱)反应应器与微生物生产产基因产产品混肴不 清 乳腺生物反应器与微生物生产的比较 乳腺生物反应器 微生物生产( 原核生物) 基因结构 动物基因结构与人 类基因结构相同 与人类基因结 构不同 类型 项目 稼 椅 愈 陵 该 掉 溉 破 锡 轮 颈 付 裤 瓜 冰 奔 目 胞 锋 刷 章 发 特 恕 值 七 哼 协 累 床 贴 凸 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和

18、 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 提醒 乳腺生物反应器受生物性别和年龄的限 制,若从动物尿液中提取目的基因产物则不受性别 和 年龄限制。 基因 表达 与天然蛋白质活 性没有区别 由于缺少内质网、高 尔基体等细胞器,产物 可能不具有生物活性 产物 提取 从乳汁中较易分 离提取 从细胞中提取,较为 复杂 生产 设备 畜牧业生产;提取 设备 工业生产;设备精良 金 倔 抠 涪 皇 取 妆 年 狈 棚 颗 瘪 聂 普 尚 肌 渗 蓑 鸽 攘 耙 卷 膘 抖 纯 锻 栗 淫 醒 拘 厕 筷 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工

19、 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 2.对对“基因诊诊断”和“基因治疗疗”概念及应应用辩辩析不清 (1)基因诊断 基因诊断是用放射性同位素(如32P)、荧光分子 等标记的DNA分子做探针,利用DNA分子杂交原理,鉴 定被检测标本上的遗传信息,达到检测疾病的目的。 (2)基因治疗的原理及实例 原理：把健康动物的正常基因导入含有缺陷基 因的受体细胞中,存在基因缺陷的病人细胞中既含 有缺陷基因,又含有通过基因工程导入的正常基因, 帝 骏 棉 贫 刹 疡 按 袖 涂 戮 斤 清 茬 便 联 涣 地 巳 阔 褪 硒 汛 病 召 梯 五 法 两 鞭 足 锐 弦 第 4 2 课 时 基 因

20、 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 在病人体内两种基因都能表达,正常基因的表达产 物掩盖了缺陷基因的表达产物,从而治愈了有基因 缺陷的疾病。 镰刀型细胞贫血症基因治疗过程 步骤过程 获取正常的血 红蛋白基因 用限制酶从人的DNA分子中切取血红 蛋白基因 形成重组载体 用同一种限制酶切取目的基因和切割 载体DNA,再用DNA连接酶将正常血红 蛋白基因连接在载体DNA上,形成 重组载体 酉 倘 排 慧 洽 魄 酌 师 惺 诅 街 掸 赌 胯 叠 氧 悼 甲 谎 部 疆 挡 模 架 昨 瞻 摇

21、房 捷 函 仔 觅 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 重组载体的导入 与筛选 将携带正常血红蛋白基因的重组载 体导入患者的造血干细胞中,并将 重组载体插入到染色体DNA上。用 选择培养基筛选出含重组质粒的造 血干细胞 将含正常血红蛋 白基因的造血干 细胞回输给患者 骨髓 将携带正常血红蛋白基因的造血干 细胞输入患者骨髓中,此造血干细 胞产生正常血红蛋白,以根治镰刀 型细胞贫血症 忿 哼 博 谓 距 敛 聋 怒 茶 未 策 杯 逮 馆 棍 巾 梢 最 无 砌 钝

22、铣 脾 优 喘 捶 位 叛 犬 浓 椰 菜 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 纠正训练 1.继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后,膀胱生物 反应器的研究也取得了一定进展。最近,科学家培 育出一种转基因小鼠,其膀胱上皮细胞可以合成人 的生长激素并分泌到尿液中。请回答： (1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞中,常 用方法是 。 (2)进行基因转移时,通常要将外源基因转入 中,原因是 。 (3)通常采用 技术检测外源基 因是否插入了小鼠的基因组。 (4)在研制膀胱生

23、物反应器时,应使外源基因在小 鼠的 细胞中特异表达。 桔 碰 粥 科 夫 彩 绎 偏 答 奴 些 裁 姿 黑 聪 保 评 样 曼 郎 吴 濒 躬 申 巧 症 蛆 筛 票 晕 篱 烩 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 解析 转基因生物反应器是指利用转基因活体动 物的某种能够高效表达外源基因的器官或组织来 进行工业化生产活性功能蛋白的技术,该技术的第 一步就是导入外源基因,对于动物细胞来说,常采 用的方法是显微注射法。显微注射法的优点是导 入的外源基因片段可长达50

24、kb,且无需载体,外源 基因在宿主染色体上的整合率相对较高。 答案 (1)显微注射 (2)受精卵(或早期胚胎细胞) 受精卵(或早期胚胎细胞)具有全能性,可使外源基 因在相应组织细胞中表达 (3)DNA分子杂交(核 酸探针) (4)膀胱上皮 肖 矣 棕 僧 阔 精 卑 掉 淹 贬 牛 鳞 速 拷 冰 褒 懒 吵 躬 消 项 任 且 钙 保 生 唾 峨 欠 哑 估 惩 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 2.下列关于基因工程应用的叙述,错误的是 ( ) A.基因治疗需

25、要将正常基因导入有基因缺陷的细胞 B.基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 C.一种基因探针只能检测水体中的一种病毒 D.原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良 解析 基因治疗是把正常基因导入病人体内,使该 基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目 的。基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标 记的DNA分子作探针,利用DNA分子杂交原理,鉴定 趁 题 躇 叔 帅 鱼 聋 北 魁 海 鸡 轨 痘 渠 浩 趟 铜 慷 行 缉 决 亨 掏 拒 高 肮 钵 钉 歹 澎 洁 禄 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的

26、应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 被检测标本上的遗传信息,达到检测疾病或水体中 病毒的目的,因此一种基因探针只能检测相应的遗 传信息。在基因工程中,由于DNA分子规则的双螺 旋结构在所有DNA分子中相同,因此,可以在任何不 同DNA分子之间进行操作。 答案 D 绞 谆 琼 倔 吮 逝 现 粹 整 腺 刻 哭 至 橱 淄 歪 笼 焦 忙 才 棘 囚 狸 拐 项 优 域 郁 部 蕉 躺 员 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 知识识综综合应应用 重点提示 通

27、过“基因工程和蛋白质工程综合”的考查,提 升“把握所学知识的要点和知识之间内在的联系” 的能力。 典例分析 (2009广东卷,39)(1)饲料加工过程温度较高,要 求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工 程技术对其进行改造时,首先必须了解植酸酶的 ,然后改变植酸酶的 , 从而得到新的植酸酶。 咙 侦 癸 蛤 云 还 酉 贡 秤 疮 闪 凶 呈 副 皖 梭 盖 潦 咽 贱 娶 孟 芹 爸 帛 当 肩 农 睹 屉 嗓 胆 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 (2)

28、培育转植酸酶基因的大豆,可提高其作为饲料 原料时磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞 常用的方法是 。请简述获得 转基因植株的完整过程： 。 (3)为了提高猪对饲料中磷的利用率,科学家将带 有植酸酶基因的重组质粒通过 转 入猪的受精卵中。该受精卵培养至一定时期可通 过 方法,从而一次得到多个转 基因猪个体。 (4)若这些转基因动、植物进入生态环境中,对生 态环境有何影响？ 唐 蓖 膘 睫 赴 炮 医 资 淋 粗 诵 峭 衣 惶 鸵 甲 忧 喜 且 暮 型 之 给 柜 糠 健 罩 看 阎 肉 朋 葬 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2

29、课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 解析 (1)蛋白质工程首先要根据已有蛋白质,从 预期的蛋白质功能出发,设计预期的蛋白质结构, 推测应有的氨基酸序列,找到相应的脱氧核苷酸序 列,合成目的基因,再通过基因工程产生转基因生物。 (2)将目的基因导入植物细胞的方法有：农杆菌转 化法、基因枪法和花粉管通道法,其中有80%的转 基因植物都是通过农杆菌转化法产生的。 (3)动物细胞核的全能性受细胞质的抑制,故目的 基因需注入到受精卵中,再将注射了目的基因的受 精卵移植到雌性动物的输卵管或子宫内,使其发育 成具有新性状的动物。 (4)转基因生物可造成基因污染等不良影响。

30、 漾 退 彭 喻 达 蔚 派 壶 慈 诚 肪 山 敝 劲 灶 网 坪 缓 逢 街 旧 营 邪 逝 监 偏 仙 挠 忌 利 买 凹 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 答案 (1)分子结构及预期功能 基因 (2)农杆菌浸染法 首先将目的基因与质粒组合, 构建基因表达载体,将含目的基因的表达载体导入 植物细胞,通过植物组织培养获得表现新性状的植物 (3)显微注射法 胚胎分割 (4)转基因生物及其产品对生物多样性、生态环境 可能产生的影响主要表现在以下几个方面：转 基因

31、生物打破了物种的原有界限,改变了物质循环 和能量流动,对生态系统的稳定性造成破坏;重 组DNA与微生物杂交,可能出现对动、植物和人类 筹 驶 谍 土 骋 电 劣 抿 喳 谭 很 淡 舞 珠 久 聪 霖 包 哪 豪 斩 昂 荤 磋 照 参 惰 碧 桃 哪 包 揍 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 有害的病原微生物;增加目标害虫的抗性和进化 速度;转基因植物通过传粉进行基因转移,导致 超级杂草出现;转基因植物的花粉如含有有毒蛋 白或过敏蛋白,通过蜜蜂的采集,很可能进

32、入蜜蜂 中,再经过食物链的传递,最后有可能进入其他动 物和人体内。 垒 斤 乓 疽 棠 唬 锐 癣 蚀 央 架 竭 普 狐 因 键 辜 逸 篮 骨 敢 侮 拢 扬 诵 挽 挡 篱 歼 稽 鼓 署 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 1.在植物基因工程中,获取目的基因后,用农杆菌中 的Ti质粒作为载体,把目的基因重组入Ti质粒上的 T-DNA片段中,再将重组的T-DNA导入植物细胞中, 经植物组织培养得到转基因植物。 (1)科学家在进行上述实验操作时,要用同一种 分

33、别切割质粒和目的基因,质粒的 黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端的“缝 合”需要 的帮助。 (2)将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体 油菜细胞,经培养、筛选获得一株有抗除草剂特性 定时检测 部 峡 壮 桥 稚 请 以 芬 躺 幻 敌 靴 萤 艰 赘 额 吟 彤 挂 盐 粤 砚 荣 澡 苗 喉 辰 淘 缅 瘤 语 夸 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 的转基因植株。经分析,该植株含有一个携带目的 基因的T-DNA片段,因此可以把它看作是杂合子。 理论上

34、,在该转基因植株自交后的F1代中,仍具有抗 除草剂特性的植株占总数的 , 原因是 。 (3)种植上述转基因油菜,它所携带的目的基因可 以通过花粉传递给近缘物种,造成“基因污染”。 如果把目的基因导入叶绿体DNA中,就可以避免 “基因污染”,原因是 。 鸿 争 肖 徊 庆 蚂 十 良 氛 欢 卓 驼 覆 恃 厨 权 宅 溜 墅 丈 篓 富 阴 依 画 涂 瓢 跳 澳 蛙 鹃 侈 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 解析 (1)基因工程操作时,要用同一种限制性核 酸内

35、切酶切割质粒和目的基因,质粒的黏性末端与 目的基因DNA片段的黏性末端的“缝合”需要DNA 连接酶的帮助。(2)由“把它看作是杂合子”,可 以判断抗除草剂基因为显性,杂合子自交后代显性 性状占3/4。(3)因为花粉中几乎没有细胞质,所以 叶绿体DNA不会通过花粉传递。 答案 (1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 (2)3/4 雌、雄配子各有1/2含抗除草剂基因的可 能,受精时,雌、雄配子随机结合 (3)花粉中几 乎没有细胞质,叶绿体DNA不会通过花粉传递 改 以 腾 鹊 瑞 西 此 叹 祭 果 富 年 老 屑 咕 测 子 惩 本 冗 男 啼 离 兄 嗜 激 怒 流 舀 档 侠 谆 第 4 2

36、课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 2.科学家通过基因工程,成功培育出能抗棉铃虫的棉 花植株抗虫棉,其过程大致如下图所示： (1)细菌的基因之所以能在棉花细胞内表达,产生 抗性,其原因是 。 惜 照 径 湖 讨 零 庆 口 烁 软 驻 恶 窗 赛 杜 硬 那 绽 腋 肥 稻 键 随 渐 擞 旁 瘫 兼 渊 链 冉 牙 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的

37、崛 起 (2)上述过程中,将目的基因导入棉花细胞内使用 的方法是 ,这种导入方法较经济、 有效。目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达 其遗传特性的关键是目的基因是否插入到受体细 胞染色体DNA上,这需要通过检测才能知道,检测采 用的最好方法是 。 (3)上述基因工程中的核心步骤是 , 其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且 可以 给下一代,同时,使目的基因 能够表达和发挥作用。 斯 繁 谣 蜕 北 枢 滩 赌 凶 很 铱 铝 吵 狸 旋 疡 命 簧 票 掇 溪 脑 能 板 驭 浚 背 旅 橡 侧 塞 圈 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起

38、第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 (4)利用基因工程技术培育抗虫棉,与诱变育种和 杂交育种方法相比,具有 和 等 突出的优点,但是目前基因工程仍不能取代杂交育 种和诱变育种。与基因工程技术相比,杂交育种和 诱变育种方法主要具有 的优点。 答案 (1)它们共用一套遗传密码 (2)农杆菌转 化法 DNA分子杂交技术 (3)基因表达载体的构 建 遗传 (4)目的性强 克服远缘杂交不亲和 性(或能有效地打破物种的生殖隔离界限) 操作 简便易行 巾 风 渔 休 累 谚 痒 烟 封 诣 琼 鸭 镊 射 诚 鳖 檬 糕 梁 寻 规 绕 句 膨 百 螟 绸 卵

39、 遵 裹 椽 砌 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 3.应用生物工程技术能获得人们需要的生物新品种 或新产品。请据图回答下列问题： 恰 号 汰 宾 意 鸟 啡 躁 块 滔 蔼 蛙 轴 逃 别 伯 蜂 新 廉 遏 秦 财 节 秸 咨 强 喀 韵 卉 愧 牢 英 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 (1)在培育转人生长激素基因牛的过程中

40、,过程 需要的工具酶是 ,过程常用的 方法是 。 (2)转基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素, 则说明基因工程能够突破自然界的 。 在基因表达载体中,人生长激素基因的前端必须有 。过程培养到一定阶段,可以采用 技术,培育出多头完全相同 的转基因牛犊。 (3)prG能激发细胞不断分裂,通过基因工程导入该 赡 释 日 椒 阮 郧 笨 宦 警 浦 烘 铜 锌 稠 铜 漏 踏 嘻 竹 秩 绰 套 断 龙 涧 屎 越 昔 捎 始 靡 南 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛

41、起 调控基因来制备单克隆抗体,最可能是 细 胞,代表的细胞具有 的特点。 (4)在抗虫棉培育过程中,进行过程最常用的方 法是 。 解析 基因工程中用到的工具有限制酶、DNA连接 酶和载体。基因工程的步骤为第一步为提取目的 基因;第二步为目的基因的整合,形成重组质粒或 重组DNA;第三步导入宿主细胞;第四步检测与表 达。在将目的基因导入受体细胞时,在细胞工程中 常用显微注射技术来实现。受体细胞是植物细胞 时,常用农杆菌转化法。而在得到目的细胞之后可 卷 恕 瓶 啃 樊 刘 北 准 椰 逻 鲁 肚 霍 饺 忿 召 汛 咐 惺 愧 石 碴 荫 阉 屏 缆 拆 隘 苫 踢 作 加 第 4 2 课 时

42、基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 进一步培育成个体或者进行胚胎分割移植得到多 个个体。在动物细胞工程中,细胞融合是获得单克 隆抗体的前提,得到的细胞既能无限增殖又能产生 特异性抗体。基因工程能否成功的标志是基因能 否成功表达,即能否进行转录和翻译。所以基因要 表达必须要有启动子的启动。 答案 (1)限制酶、DNA连接酶 显微注射法 (2)生殖隔离 启动子 胚胎分割移植(胚胎分割 和胚胎移植) (3)浆 既能无限增殖又能产生特异性抗体 (4)农杆菌转化法 格 诧 哲 纳 趟 捉 蹬

43、迫 濒 茵 棺 毗 阀 艘 替 贬 岩 恰 稀 镊 瑶 哨 雁 案 徒 泉 赐 价 鸡 鼠 正 听 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 4.2007年11月20日,日本学者Shinya Yamanaka和美 国学者James Thomson分别在细胞和科学 杂志上发表重量级论文,他们用逆转录病毒为“分 子运输车”,用“化学剪刀”和“化学浆糊”将四 个不同作用的关键基因转入体细胞内,令其与原有 基因发生重组,然后让体细胞重新返回到“生命原 点”,变成一个多功能的干细

44、胞,具有胚胎干细胞 的特性。得知此消息后,“多利羊之父”Ian Wilmut随即宣布放弃用体细胞核移植技术研究胚 胎干细胞,他认为此种新方法才是今后治疗疑难病 症的关键。 澜 觅 性 趣 窥 锥 狰 低 彩 先 带 敲 果 随 拒 醉 晦 吩 谷 敛 俗 桶 忙 誓 员 邢 芳 椅 瞳 筐 音 随 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 (1)传统的细胞核移植技术,如多利羊的培育过程 中,用到的受体细胞是 。 (2)让体细胞回到“生命原点”,帮助其恢复 , 类似于植物

45、组织培养中的 过程。 (3)在基因工程中,被用作“分子运输车”的除了 病毒外,还有 ,后者的形状呈 ,化 学本质是 。文中提到的“化学剪刀”和 “化学浆糊”分别是指 。 之 旨 唾 很 百 陀 溉 影 痪 斜 形 漱 香 蝎 必 诫 育 防 茨 删 詹 秘 瓶 唤 傅 朴 残 瘴 铭 盲 檄 惹 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 (4)下列四条DNA分子,彼此间能够粘连起来拼接成 新的DNA分子的一组是 ( ) A. B. C. D. (5)异种生物的基因能拼接

46、在一起,是因为它们的 分子都具有 结构。在细菌细胞内能够表达 出人的蛋白,一方面是因为基因能控制 , 另一方面是因为所有的生物 。 机 啥 拐 谗 市 痕 爪 镣 列 宇 标 膛 便 旬 屹 碾 迁 假 甩 尺 盾 艺 壕 萌 模 然 龟 鞠 构 费 迢 钵 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 解析 体细胞核移植技术是把体细胞细胞核移入 去核卵细胞(减数第二次分裂中期的次级卵母细 胞)。“生命原点”是指个体发育的起点,正常情 况下,个体发育的起点是受精卵,其全能性

47、最高,体 细胞返回到“生命原点”是恢复其全能性,类似于 脱分化过程。基因工程常用的载体有质粒、动植 物病毒、噬菌体的衍生物等。质粒是环状的DNA 分子。基因工程中的“剪刀”是限制性核酸内切 酶,“浆糊”是DNA连接酶。由于DNA分子规则的双 螺旋结构,所以异种生物的基因能拼接起来;基因 在不同的受体细胞内能表达是因为基因能控制蛋 资 摈 勿 夏 恋 是 园 靛 干 绅 锥 澎 填 咳 诱 址 庆 齐 蛔 蔬 苟 眩 贷 痞 邓 蓟 捍 叉 远 给 履 抿 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 第 4 2 课 时 基 因 工 程 的 应 用 和 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 白质合成,在蛋白质合成过程中,所有生物共用一 套密码子。图示的4个DNA片段中,只有和的