第3章 基因工程 章末小结与质量评价(课件PPT)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版2019）

一、系统整合·理清大概念知识关联 (一)本章主要概念 基因工程赋予生物新的遗传特性 1．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。 [形成生物大概念] 2．基因工程是一种DNA操作技术，需要借助限制酶、DNA连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。 3．基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面有广阔的应用前景。 4．蛋白质工程是基因工程的延伸，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，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。蛋白质工程在医药及其他工农业生产中有很大的应用价值。 (二)本章概念联系 二、长句作答·应用大概念分析问题 1．限制酶来源于原核生物，原核生物的限制酶不切割自身的DNA分子的可能原因是___________________________________________ ________________。 2．基因表达载体要含有启动子，启动子的作用是_________________ _________________________________。 3．利用PCR扩增目的基因时，要用2种不同的引物的原因是________ _________________________________________________________ _____________________________________。 原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰 RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动基因转录出mRNA DNA是两条反向平行的双链结构，而复制时只能从固定的方向(模板链的3′端)开始，所以引物的碱基序列是不同的 4．在用土壤农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞的过程中，一定要将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上的原因是___________________ ___________________________________________________。 5．生产乳腺生物反应器构建基因表达载体时有什么特别要求？为什么？ 提示：必须把药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控元件重组在一起。因为只有连接了乳腺蛋白基因的启动子，才能保证相应的目的基因在雌性动物泌乳期，在其乳腺细胞内得以表达。 Ti质粒上T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体DNA上 6．对天然蛋白质进行改造，是通过对基因的操作来实现，而不是对蛋白质直接改造，原因是什么？ 提示：①蛋白质具有十分复杂的空间结构，基因的结构相对简单，容易改造；②改造后的基因可以遗传给下一代，被改造的蛋白质无法遗传。 [课题串知融会通] 课题探究 CRISPR/Cas9基因编辑系统 　　CRISPR/Cas9基因编辑系统是由Cas9核酸酶与单链向导RNA(sgRNA)形成的稳定核糖核蛋白复合物，能识别和切割特定的核苷酸片段，该系统可用于基因的敲除、编辑、表达调控等诸多领域。图为酿脓链球菌Cas9 核酸酶(SpyCas9)在sgRNA指导下，对靶位点进行切割产生DNA双链断裂的过程示意图。 [串知设计] (1)CRISPR/Cas9系统所含有的化学组分与细胞内细胞器__________相似。 (2)CRISPR/Cas9基因编辑技术的应用有一些限制条件：首先，待编辑的区域附近需要存在相对保守的PAM 序列(NGG，N为任意碱基)；其次，sgRNA的______端要与PAM上游的序列碱基互补配对。sgRNA双链区和识别序列的杂合区相比较，后者特有的碱基配对方式是________。对PAM序列的依赖妨碍了CRISPR/Cas9的应用，研究人员尝试通过突变的方法拓宽PAM序列的范围，研制出的SpG突变体需要的PAM序列为NGN，该突变将PAM序列的范围扩大到原来的____