选择性必修3 第十四单元 基因工程和生物技术的安全性与伦理问题-【创新方案】2024版高考生物一轮复习（新教材版Ⅰ）

第十四单元基因工程和生物技术的安全性与伦理问题 第一讲基因工程的基本工具和操作程序 5.1.3闸明基因工程的基本操作程序主要包括目的 5.1.1 概述基因工程是在遗传学、微生物学、生物化 标 基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导人受 学和分子生物学等学科基础上发展而来的 要 5,1.2阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性 体细胞和目的基因及其表达产物的检测鉴定等步骤 求 5.L.4举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业 内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具 的广泛应用改善了人类的生活品质 3单 1自主学习单：基础为主打·学生为主体 教学 (主题化整合·学柴式编写·大概念下的系统串知设计) 一，基因工程的概念 3.基因进入受体细胞的载体一“分子运输车” 提供 表达目的基因 类型 最常用：质粒：其他：噬菌体、动植物病毒等 供体 受体 ①稳定并自我复制或整合到受体DNA上，使目 原理 操作环境 体外 基因 的基因 且数量可扩增： 基因在 本质 工程 操作水平 ②具有一个至多个 ,供外源 体内的表达 水平 条件 优点 DNA片段插放： 克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的 ③具有特殊的标记基因，便于重组DNA分子的 筛选 二、重组DNA技术的基本工具 1.限制性内切核酸酶 一“分子手术刀” 作用 携带外源DNA片段进人受体细胞 存在 主要存在于 生物中 三，基因工程的基本操作程序 识别双链DNA分子的特定 ,并使 作用 1.目的基因的筛选与获取 每一条链中特定部位的 断开 (1)目的基因：在基因工程的设计和操作中，用于 种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序 特性 改变受体细胞 或获得预期 等的 列，并且能在特定的位点上切割DNA分子 基因。 结果 产生黏性末端或平末端 (2)筛选合适的目的基因 [微提醒] ①从相关的已知 清晰的基因中进 将一个基因从DNA分子上切割下来需要切两 行筛选是较为有效的方法之一。 处，同时产生四个黏性末端或平末端。 ②利用 和序列比对工具进行筛选。 2.DNA连接酶 “分子缝合针” (3)目的基因的获取 ①人工合成 是 种类 E.coli DNA连接酶 T4DNA连接酶 ②常用 特异性地快速扩增目的基因。 来源 T4噬菌体 ③构建 获取目的基因 缝合黏性末端和 特点 只缝合 末端 (4)利用PCR获取和扩增目的基因 末端 ①原理： 作用 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的 ②条件：DNA模板，2种引物、耐高温的DNA聚 ,连接两个DNA片段 合酶和4种脱氧核苷酸。 铺355 创新方案 高三总复习生物学 ③扩增过程 续表 过程 说明 图解 类型 植物 动物 微生物 温度超过 多工g 将日的基因插 将含有目的基Ca+处理细胞 变性 双链DNA解聚 入Ti质粒的 因的表达载体 ·感受态细胞 为单链 3Trrs'S'TTTr3 中转 提纯→取卵（受 ·重组表达载 温度下降到 转化 入农杆菌→侵 精卵)·显微体(DNA分子) 左右，两种引 gTgT' 过程 染植物细胞→ 注射→受精卵与感受态细胞 复性物通过碱基互补 引物1 整合到受体细发育→胚胎移 混合→感受态 配对与两条单链 5'm工g 胞的染色体 植→获得具有 细胞吸收DNA 引物 DNA结合 DNA上→表达 新性状的动物 分子 温度上升到72℃ 4.目的基因的检测与鉴定 左右，溶液中的4 (1)分子水平检测 种脱氧核苷酸在耐 多工工g 引物I 延伸 高温的 检测方法 检测目的 判断标准 的作用下，根据碱 山工g影 …5 引物Ⅱ 目的基因是否插入转基因 是否出现相 基互补配对原则合 生物的染色体DNA上 应的电泳条 成新的DNA链 和电泳鉴定 目的基因是否转录出了 带或是否出 mRNA 现杂交带 2.基因表达载体的构建一基因工程的核心 (1)目的：使目的基因 目的基因是否翻译出蛋是否出现杂 ,同时，使目的基因能 技术白质 交带 够表达和发挥作用。 (2)基因表达载体的组成及作用 (2)个体水平鉴定 启动子：位于基因的上游，它是 例如：通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定 识别和 结合的部位，驱动转录出mRNA B:基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。 目的基因位于此区间 四、基因工程的应用 自动子 1.基因工程在农牧业方面的应用 终止子：位于基因的 可启动 复制原点终止 (1)转基因抗虫植物： 下游，它是使 抗生素抗 “复制过程” 终止的一段有特殊 (2)转基因抗病植物： 结构的DNA短片段 (3)转基因抗除草剂植物： (4)改良植物的品质： 标记基因可作为制各筛选工程南株选择培养基的“参照” (5)提高动物的 3.将目的基因导入受体细胞 (6)改善畜产品的品质。 (1)转化的含义：目的基因进入受体细胞内，并且 2.基因工程在医药卫