2025届高三生物二轮复习课件第38讲 基因工程（第2课时）

1.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 2.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 3.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 4.举例说出日常生活中的转基因产品 5.探讨转基因技术在应用过程中带来的影响 课标要求 第2课时 基因工程的应用 6.举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题 7.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 8.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 9.认同我国反对生物武器及其技术和设备的扩散 10.教学活动:(1)DNA的提取和鉴定;(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 课标要求 第2课时 基因工程的应用 DNA的相关实验 考点一 必 备 知 识 (2)实验过程 ①方法步骤 4 方法步骤 取2支试管 对照组: ＋ NaCl 白色丝状物或沉淀物 实验组： 不作处理 ＋ 二苯胺 1.DNA的粗提取与鉴定 沸水浴 (3)注意事项 ①本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料,原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核(无DNA)。可选用鸡血细胞作为实验材料。 ②利用动物细胞提取DNA破碎细胞的方法:动物细胞无细胞壁,可直接吸水涨破。 ③研磨液的主要作用是保护目标DNA,也有助于破坏细胞壁和细胞膜,释放出DNA。 ④加入酒精和用玻璃棒搅拌时,动作要轻缓,以免加剧DNA分子的断裂,导致DNA分子不能形成絮状沉淀。 ⑤预冷的酒精具有以下优点:a.可抑制核酸水解酶的活性,进而抑制DNA降解;b.抑制分子运动,使DNA易形成沉淀析出;c.低温有利于增加DNA分子的柔韧性,减少其断裂。 ⑥过滤不能用滤纸代替纱布,因为DNA会被吸附到滤纸上而大量损失,影响最终提取的DNA量。 必 备 知 识 2.DNA片段的扩增及电泳鉴定 (1)原理 ①扩增:PCR利用了DNA的　　　　原理,通过调节　　　　来控制DNA双链的解聚与结合。  ②鉴定 a.DNA分子具有可解离的基团,在一定的pH下,这些基团可以带上正电荷或负电荷,在电场的作用下,这些带电分子会向着　　　　　　　　　　　　　　移动(即电泳)。  b.PCR的产物一般通过　　　　　　　　　来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的　　　　　　　　　等有关。  c.凝胶中的DNA分子通过染色,可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来。 必 备 知 识 热变性 与它所带电荷相反的电极　 温度 大小和构象 琼脂糖凝胶电泳　 (2)探究过程 ①DNA片段的扩增 a.准备:用　　　　　　　　　按照PCR反应体系的配方或PCR试剂盒的说明书,在微量离心管中依次加入各组分。  b.离心:待所有的组分都加入后,盖严离心管的盖子,将　　　　　　放入离心机中,离心约10 s,使反应液集中在管的　　　　。  c.扩增:设置好PCR仪的循环程序,将装有反应液的微量离心管放入________中进行反应。  必 备 知 识 微量移液器　 PCR仪 微量离心管　 底部　 ②电泳鉴定 必 备 知 识 电泳　 缓冲液　 核酸染料　 加样孔 电泳 缓冲液 主要的原因是保持琼脂凝胶和周围的缓冲体系保持相同的pH值 能够与核酸分子结合，使其在紫外光或荧光显微镜下可见 确保电场在凝胶的截面上均匀分布，从而避免因电场不均匀导致的电泳效果不佳‌ 必 备 知 识 PCR产物　 凝胶载样缓冲液 微量移液器　 指示剂前沿　 紫外灯 若先加样再让电泳缓冲液没过凝胶，缓冲液可能会进入加样孔，将点好的样品冲出，导致实验失败‌ 先加缓冲液再加样品，可防止样品被冲出加样孔 便于在实验过程中观察DNA分子的迁移情况 以防DNA跑出凝胶 [注意]①在PCR过程中实际加入的原料为dNTP(即dATP、dGTP、dTTP、dCTP),dNTP既可作为合成DNA子链的原料,又可为DNA的合成提供能量。 ②复性温度过高,则引物难以与模板链结合,温度过低则易造成引物与模板的结合位点增加,非特异性产物增多。 ③为避免外源DNA等因素的污染,PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理。 ④在向微量离心管中添加反应组分时,每吸取一种试剂后,移液器上的枪头都必须更换,避免试剂的污染。 ⑤电泳时,DNA的相对分子质量越大,迁移速率越慢;DNA的相对分子质量越小,迁移速率越快。 必 备 知 识 基因工程的应用和蛋白质工程 考点二 2.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。 手段 目的 联系：在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程 基础 (1)概念 可以人工合成目的基因、或PCR技术扩增； 应用基因定点突变技术来进行碱基的替换、增添等进而改造基因； 蛋白质 （三维结构） 预期功能 生物功能 翻译 折叠 行使 转录 设计 推测 改造或合成 mRNA 目的基因 ①预期蛋白质的功能 ②设计预期蛋白质的结构 ③推测应有的氨基酸序列 ④找到并改变相应的脱氧核苷酸序列 ⑤获得所需蛋白 (2)基本思路 2.蛋白质工程 必 备 知 识 (3)蛋白质工程的应用 ①医药工业方面:研发药物,如延长干扰素的保存时间;降低小鼠单克隆抗体诱发免疫反应的强度。 ②其他工业方面:改进　　　　　　或开发新的　　　　　　。  ③农业方面:通过改造某些参与　　　　　　　　　　,增加粮食产量;改造微生物　　　　　　　,设计优良微生物农药,增强防治病虫害效果。  蛋白质的结构 酶的性能 工业用酶　 调控光合作用的酶　 (4)蛋白质工程与基因工程的区别和联系 必 备 知 识 蛋白质　 目的基因　 氨基酸　 序列　 检测与鉴定　 蛋白质　 遗传特性 生物技术的安全性与伦理问题 考点三 必 备 知 识 2.关注生殖性克隆人 (1)治疗性克隆和生殖性克隆 项目 治疗性克隆 生殖性克隆 概念 利用克隆技术产生___________ ____________,用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官,从而达到　 的目的  通过克隆技术产生独立生存的新个体 目的 用于医学研究或治疗疾病 用于　　　　,产生新个体  水平 　　　　水平  个体水平 联系 都属于无性生殖,产生的新个体或新组织的遗传物质均不发生变化 组织和器官 特定的细胞、 治疗疾病 生育 细胞 必 备 知 识 3.试管婴儿和设计试管婴儿的比较 遗传学诊断　 有性生殖 遗传学诊断　 不孕不育 白血病、贫血病　 早期胚胎发育　 胚胎移植　 $$