第3章 基因工程（讲考点·课件）-备战2024年高考生物一轮复习考点帮（新教材新高考）

第35讲　基因工程以及生物技术的安全性与伦理问题 考点一　基因工程的工具与基本操作程序 考点二　基因工程的应用与蛋白质工程 考点三　DNA的相关实验 考点四　生物技术的安全性与伦理问题 内容要求 学业要求 1.概述基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等学科基础上发展而来的；2.阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具；3.阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因及其表达产物的检测与鉴定等；4.举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质；5.概述人们根据基因工程原理,进行蛋白质设计和改造,可以获得性状和功能更符合人类需求的蛋白质；6.举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程；7.举例说出日常生活中的转基因产品；8.探讨转基因技术在应用过程中带来的影响；9.举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题；10.分析说明我国为什么不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验；11.举例说明历史上生物武器对人类造成了严重的威胁与伤害；12.认同我国反对生物武器及其技术和设备的扩散；13.活动:(1)DNA的粗提取和鉴定;(2)利用聚合酶链式反应(PCR)扩增DNA片段并完成电泳鉴定,或运用软件进行虚拟PCR实验； ①结合生活或生产实例,举例说出基因工程及相关技术的基本原理(生命观念)②针对人类生产或生活的某一需求,在基因工程中选取恰当的技术和方法,尝试提出初步的工程学构想,进行简单的设计和制作(生命观念、科学探究)③面对日常生活或社会热点话题中与生物技术和工程有关的话题,基于证据运用生物学基本概念和原理,就生物技术与工程的安全与伦理问题表明自己的观点并展开讨论(科学思维、社会责任) 基因工程是指按照人们的愿望,通过转基因等技术,赋予生物新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看,由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,因此又叫作重组DNA技术。  别名 重组DNA技术 原理 基因重组 操作水平 分子水平  结果 　创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品 优点 　克服远缘杂交不亲和的障碍;定向改造生物的遗传性状 考点一　基因工程的工具与基本操作程序 一、基因工程概念 1.限制性内切核酸酶(简称:限制酶)——“分子手术刀” （2）功能: （1）来源: 能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 主要是从原核生物中分离纯化出来的。  （4）结果: 产生黏性末端或平末端 二、重组DNA技术的基本工具 （3）特性: 一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列；大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成 平末端:限制酶在识别序列的中心轴线处切开时形成的。 识别序列为GAATTC, 切割位点在A和G之间。  黏性末端:限制酶在识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时形成的。 识别序列为CCCGGG, 切割位点在C和G之间。  中轴线 中轴线 EcoRⅠ限制酶→ SmaⅠ限制酶→ 2.DNA连接酶——“分子缝合针” （2）种类 （1）作用 将双链DNA片段 连接起来,作用部位是磷酸二酯键。  来源 作用 E.coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端,又可以“缝合” 双链DNA片段的平末端,但连接平末端的效率相对较低。  只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来，不能连接平末端的DNA片段。  大肠杆菌 T4噬菌体 名称 作用部位 作用底物 作用结果 限制酶 磷酸二酯键 DNA 将DNA切成两个片段 DNA连接酶 磷酸二酯键 DNA片段 将两个DNA片段连接起来 DNA聚合酶 磷酸二酯键 脱氧核苷酸 将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端 DNA水解酶 磷酸二酯键 DNA 将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸 解旋酶 氢键 DNA 将双链DNA分子局部解旋为单链 RNA聚合酶 磷酸二酯键 核糖核苷酸 将单个核糖核苷酸依次连接到单链末端 3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 噬菌体、动植物病毒等。  一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外,并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。 （1）载体的种类 质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点,供外源DNA片段(基因)插入其中。  含有特殊的标记基因,便于重组DNA分子的筛选。  能在细胞中进行自我复制或整合到受体DNA上,随受体DNA同步复制。  （2）载体应具备的条件 质粒 （3）用作载体的质粒是天然质粒基础上进行人工改造的