2027届高考生物人教版一轮复习课件 第32课 基因工程、生物技术的安全性与伦理问题

该高中生物学高考复习课件聚焦“生物技术与工程”单元，覆盖基因工程工具与操作程序、DNA粗提取与鉴定、蛋白质工程及安全性伦理等高考核心考点，依据高考评价体系分析出基因工程操作程序（占比35%）、工具酶应用（占比25%）等高频考点，通过“考点梳理-正误判断-考向例析-真题体验”四步复习法构建知识网络。 课件亮点在于“真题情境+方法建模+素养提升”，如以农杆菌转化法为典例解析限制酶选择与载体构建的科学思维方法，结合PCR扩增实验培养探究实践能力，特设易错点警示（如启动子与起始密码子辨析）和答题模板，助力学生掌握基因工程流程图解等题型得分技巧，教师可依托此课件实现考点精准突破与高效复习指导。

第九单元 生物技术与工程 第31课 基因工程、生物技术的安全性与伦理问题 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 一、基因工程及其诞生与发展 1.基因工程的概念 （1） 操作场所：__________。 生物体外 （2） 操作技术：________等技术。 转基因 （3） 操作结果：赋予生物新的__________，创造出更符合人们需要的新的__________和生物产品。 遗传特性 生物类型 （4） 操作水平：__________水平。 DNA分子 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 一、基因工程及其诞生与发展 2.基因工程的诞生和发展 （1） 基因工程的诞生 ① 1944年，艾弗里等人通过肺炎链球菌转化实验不仅证明了________________，还证明了____________________________________________。 遗传物质是DNA DNA可以在同种生物的不同个体之间转移 ② 1953年，沃森和克里克建立了________________模型并提出了________________________________的假说。 DNA双螺旋结构 遗传物质自我复制 ③ 1961年，尼伦伯格和马太破译了__________________________。 第一个编码氨基酸的密码子 ④ 20世纪70年代初，____________酶、____________酶和__________酶被相继发现，为DNA的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。 多种限制 DNA连接 逆转录 ⑤ 1973年，科学家证明质粒可以作为基因工程的载体，构建__________，使外源基因在原核细胞中成功表达，并实现物种间的基因交流。 重组DNA 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 一、基因工程及其诞生与发展 （2） 基因工程的发展 ① 1982年，第一个基因工程药物——______________被批准上市。 重组人胰岛素 ② 1984年，我国科学家朱作言领导的团队培育出______________________。 世界上第一条转基因鱼 ③ 1985年，穆里斯等人发明______，为获取目的基因提供了有效手段。 PCR ④ 1990年，____________计划启动。2003年，该计划的测序任务顺利完成。 人类基因组 ⑤ 21世纪以来，科学家发明了多种________________，可以实现低成本测定大量核酸序列，加速了人们对基因序列的了解。 高通量测序技术 ⑥ 2013年，华人科学家张锋及其团队首次报道利用最新的________________技术编辑了哺乳动物基因组。 基因组编辑技术 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 二、重组DNA技术的基本工具 1.限制性内切核酸酶（又称限制酶）——“分子手术刀” （1） 来源：主要来自__________。 原核生物 （2） 功能：能够识别双链DNA分子的某种特定____________，并使每一条链中特定部位的____________断开。 核苷酸序列 磷酸二酯键 （3） 结果：产生__________或________。 黏性末端 平末端 （4） 应用：已知限制酶 EcoRⅠ和 Sma Ⅰ识别的碱基序列和酶切位点分别为G↓AATTC和 CCC↓GGG，在图中写出两种限制酶切割DNA后产生的末端并写出末端的种类。 EcoRⅠ限制酶和 SmaⅠ限制酶识别的__________不同，切割位点______（填“相同”或“不同”），说明限制酶具有________。 碱基序列 不同 专一性 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 二、重组DNA技术的基本工具 2.DNA连接酶——“分子缝合针” （1） 作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的____________。 磷酸二酯键 （2） 种类： 种类 比较 𝐸.𝑐𝑜𝑙𝑖 DNA 连接酶 T4 DNA 连接酶 来源 __________ ___________ 特点 只能连接__________ 既可以连接黏性末端，又可以连接________ 大肠杆菌 T4噬菌体 黏性末端 平末端 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 二、重组DNA技术的基本工具 3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” （1） 质粒： ① 质粒的本质：是一种裸露的、结构简单，独立于__________________或________________________之外，并具有__________能力的环状双链DNA分子. 真核细胞的细胞核 原核细胞拟核DNA 自我复制 ② 质粒适于作基因运载体的特点： a.质粒分子上有一个至多个____________位点，供外源DNA片段插入其中。 b.携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，能在细胞中______________，或__________________，随________________同步复制。 c.人工改造的质粒常带有特殊的__________，便于____________________。 限制酶切割 进行自我复制 整合到受体DNA上 受体细胞DNA 标记基因 重组DNA分子的筛选 （2）噬菌体、动植物病毒等。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 三、DNA的粗提取与鉴定 1.实验原理 （1） ______不溶于酒精，________溶于酒精。 DNA 蛋白质 （2） DNA在不同浓度的 NaCl 溶液中的溶解度不同，它能溶于_______________溶液。 2mol/L的NaCl （3） 在一定温度下，DNA遇________试剂会呈现蓝色。 二苯胺 2.实验步骤 （1）称取 30g 洋葱，切碎，加入 10mL 研磨液，充分研磨。 （2） 漏斗中垫上______，将研磨液过滤到烧杯中，___ ℃ 处理，取上清液。 纱布 4 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 三、DNA的粗提取与鉴定 （3） 在上清液中加入体积相等的、预冷的_______________________溶液，静置2~3min，用玻璃棒沿同一方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸去水分。 体积分数为 95%的酒精 （4） 取两支20 mL 的试管编号A、B，各加入 2 mol/L 的______溶液 5 mL，将丝状物溶于B试管的 NaCl 溶液中。然后向两支试管中各加入 4 mL 的_____________________。混匀后，将试管置于______中加热 5 min。 ↓ NaCl 二苯胺试剂 沸水 （5） 结果观察：A试管________，B试管________。 不变蓝 变蓝色 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向一 基因工程的操作工具 1.基因工程的概念 别名 转基因技术或重组DNA技术 原理 基因重组 操作环境 生物体外 操作水平 分子水平 结果 创造出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 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向一 基因工程的操作工具 2.基因工程的操作工具 （1）限制性内切核酸酶（简称限制酶） ①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 ②作用：识别双链DNA分子的特定的核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 ③结果：产生黏性末端或平末端。 种类 𝐸.𝑐𝑜𝑙𝑖 DNA 连接酶 T4 DNA 连接酶 来源 大肠杆菌 T4 噬菌体 特点 只缝合黏性末端 缝合黏性末端和平末端 作用 恢复被限制酶切开的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键 （2）DNA连接酶 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向一 基因工程的操作工具 （3）载体 ①作用：携带外源DNA片段进入受体细胞。 ②种类：质粒、噬菌体、动植物病毒等。 ③条件 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向一 基因工程的操作工具 典例1 图（a）中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和 Sau3AⅠ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图（b）为某种表达载体的示意图（载体上的 EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的）。 图（a） 图（b） （1） 经 BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被__________酶切后的产物连接，理由是____________________________________________。 Sau3AⅠ 两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向一 基因工程的操作工具 图（c） （2） 若某人利用图（b）所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图（c）所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有________，不能表达的原因是__________________________ ________________________________________ ________________________________________。 甲和丙 甲中目的基因插入在启动子 的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游， 二者的目的基因均不能被转录（其合理即可） （3） DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有________________________________和_______________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是___________________________。 E.coliDNA连接酶 T4DNA连接酶 T4DNA连接酶 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向一 基因工程的操作工具 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片段连接为一个DNA分子 DNA聚合酶或耐高温的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 方法技巧1.与DNA有关的酶的比较 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向一 基因工程的操作工具 名称 作用部位 作用底物 作用结果 解旋酶 碱基对之间的氢键 DNA 将双链DNA分子局部解旋为单链，形成两条长链 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 方法技巧1.与DNA有关的酶的比较 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向一 基因工程的操作工具 （1）限制酶不切割自身DNA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。 （2）在获取目的基因和切割载体时通常用同一种限制酶，以获得相同的黏性末端。但如果用两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同，在DNA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。 （3）为了防止载体和目的基因的自身环化以及目的基因与载体的反向连接，可用不同的限制酶分别处理含目的基因的DNA和载体，使目的基因两侧及载体上各自具有两个不同的黏性末端。 方法技巧2.限制酶的特点与使用 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向一 基因工程的操作工具 （1）根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 ①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ。 ②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。 ③为避免目的基因和质粒的自身环化和反向连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用 PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶（但要确保质粒上也有这两种酶的切点）切割。 方法技巧 3.如何选择限制酶 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向一 基因工程的操作工具 （2）根据质粒的特点确定限制酶的种类 ①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致，以确保具有相同的黏性末端。 ②质粒作为载体必须具有启动子、终止子、复制原点和标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构。 （3）在基因表达载体中，启动子应位于目的基因的首端，终止子应位于目的基因的尾端，这样目的基因才能表达，即酶切位点应位于启动子与终止子之间。 方法技巧 3.如何选择限制酶 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向一 基因工程的操作工具 变式训练1 下列关于基因工程相关工具的说法，正确的是( ) A.DNA连接酶能将单个脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷酸片段上，形成磷酸二酯键 B.迄今分离出的限制酶有数千种，均是在原核生物中分离纯化出来的 C.据酶的功能不同，可以将DNA连接酶分为两类：E.coli DNA连接酶和T4连接酶 D.细菌质粒是独立于细菌拟核DNA之外的双链DNA分子，用作基因工程载体的质粒都是经过人工改造的 C 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向二 DNA的粗提取与鉴定 1.实验原理 （1）提取思路 DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在差异，可以利用这些差异，选用适当的物理或化学方法对它们进行提取。 （2）提取原理 ①DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用此原理可以初步分离DNA与蛋白质。 ②DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2 mol/L的NaCl溶液。 （3）鉴定原理 二苯胺 蓝色 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向二 DNA的粗提取与鉴定 2.材料选择 富含DNA的材料，如新鲜洋葱（也可以选择香蕉、菠菜、菜花和猪肝等）。 3.方法步骤 （1）粗提取DNA 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向二 DNA的粗提取与鉴定 （2）鉴定DNA 试管编号 A（对照组） B（实验组） 步骤1 2 mol/L 的NaCl溶液 5 mL 2 mol/L 的NaCl溶液 5 mL 步骤2 不进行任何处理 加丝状物或沉淀物 步骤3 加 4 mL 二苯胺试剂，混匀 加 4 mL二苯胺试剂，混匀 步骤4 沸水浴 5 min 沸水浴 5 min 实验现象 溶液不变蓝色 溶液逐渐变为蓝色 实验结论 DNA在沸水浴的情况下遇二苯胺会被染成蓝色 3.方法步骤 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向二 DNA的粗提取与鉴定 典例2 下图是“DNA的粗提取和鉴定”实验中几个重要操作的示意图，下列叙述错误的是( ) A.图①的原理是DNA不溶于酒精，而某些蛋白质可溶于酒精 B.图①和图③都需要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌，便于DNA的析出并保持结构完整 C.若图③操作后接图②操作，则DNA会留在滤液中 D.若图④操作后接图②操作，则DNA会留在纱布上 B 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向二 DNA的粗提取与鉴定 1.加入研磨液后,必须充分研磨,否则细胞核不会充分破碎,释放出的DNA量就会减少。 2.粗提取的DNA中可能含有少量的蛋白质等。 3.析出DNA时必须用“冷酒精”。预冷的酒精具有以下优点:（1）可抑制核酸水解酶的活性，进而抑制DNA降解;（2）抑制分子运动,使DNA易形成沉淀析出;（3）低温有利于增加DNA分子的柔韧性,减少其断裂。 方法技巧 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向二 DNA的粗提取与鉴定 5.为减少DNA的损失,过滤过程一般使用纱布过滤。 6.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。 7.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材料。 4.实验中出现的丝状物的主要成分是DNA，实际上每一根“丝”都是由许多DNA分子聚集在一起形成的，应用玻璃棒沿一个方向缓慢搅拌，避免破坏DNA。 方法技巧 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向二 DNA的粗提取与鉴定 变式训练2 下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验相关操作中所选取的试剂，错误的是( ) 选项 相关操作 选用的试剂 A 破碎猪肝细胞 蒸馏水 B 溶解核内DNA 0.14 mol/L的 NaCl 溶液 C 提取杂质较少的DNA 冷却的 95% 的酒精 D DNA的鉴定 现配的二苯胺试剂 B 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 四、基因工程的基本操作程序 （一）目的基因的筛选与获取 1.目的基因 （1） 概念：用于改变______________或获得______________等的基因。 受体细胞性状 预期表达产物 （2） 实例：培养转基因抗虫棉用到的目的基因是________________。 Bt 抗虫蛋白基因 2.筛选合适的目的基因 （1） 较为有效的方法：从相关的__________和__________的基因中进行筛选。 已知结构 功能清晰 （2） 实例：在培育转基因抗虫棉之前，科学家不仅掌握了 Bt 基因的______________，也对 Bt 基因的表达产物——____________有了较为深入的了解。 序列信息 Bt抗虫蛋白 （3） 认识基因结构和功能的技术方法：______技术、______数据库、__________工具。 测序 序列 序列比对 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 四、基因工程的基本操作程序 3.利用PCR获取和扩增目的基因 （1） PCR的含义：PCR是________________的缩写，它是一项根据____________________________的原理，在体外提供______________的各种组分与反应条件，对______________________进行大量复制的技术。 聚合酶链式反应 DNA 半保留复制 参与DNA复制 目的基因的核苷酸序列 （2） 条件：DNA模板、分别与两条模板链结合的2种______、四种________________________、____________________。 引物 脱氧核苷酸 耐高温的DNA聚合酶 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 四、基因工程的基本操作程序 （3） 过程： ① 变性：温度上升到 90 ℃ 以上时，双链DNA____________。 ② 复性：温度下降到 50 ℃ 左右时，__________通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 两种引物 ③ 延伸：温度上升到 72 ℃ 左右时，溶液中的________________在耐高温的_________________的作用下加到引物的___端合成子链。 四种脱氧核苷酸 DNA聚合酶 3′ ④重复循环多次。 （4） 结果：每次循环后目的基因的量增加一倍，即成______形式扩增（约为 2n）。 指数 解聚为单链 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 四、基因工程的基本操作程序 （二）基因表达载体的构建 1.构建基因表达载体的目的 （1） 使目的基因在受体细胞中__________，并且可以______给下一代。 稳定存在 遗传 （2） 使目的基因能够______和发挥作用。 表达 2.基因表达载体的组成 上游 RNA聚合酶 转录 目的基因 下游 标记基因 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 四、基因工程的基本操作程序 3.基因表达载体的构建 首先用一定的________切割载体，使它出现一个切口，然后用______限制酶或________________的限制酶切割含有目的基因的DNA片段，再利用____________将目的基因片段拼接到载体的切口处。 限制酶 同种 能产生相同末端 DNA连接酶 （三）将目的基因导入受体细胞 1.转化：目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内__________和______的过程。 维持稳定 表达 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 四、基因工程的基本操作程序 2.目的基因导入受体细胞的方法 （1） 目的基因导入植物细胞 ① 花粉管通道法 a.用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入______中。 b.在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借____________进入______。 子房 花粉管通道 胚囊 ② 农杆菌转化法 a.农杆菌的特点：农杆菌自然条件下侵染________植物和______植物；农杆菌的Ti质粒上的_________能够整合到所侵染细胞的____________上。 b.转化方法：将目的基因插入农杆菌____________________中，让农杆菌侵染植物细胞。 双子叶 裸子 T−DNA 染色体DNA Ti 质粒的 T−DNA 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 四、基因工程的基本操作程序 （2） 目的基因导入动物细胞 ① 常用方法：__________法。 显微注射 ② 常用受体细胞：________。 受精卵 （3） 目的基因导入微生物细胞 ① 方法：用______处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后将重组的基因表达载体导入其中。 Ca2+ ②常用受体细胞：原核细胞（使用最广泛的是大肠杆菌）。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 四、基因工程的基本操作程序 （四）目的基因的检测与鉴定 1.分子水平检测 （1） 通过______等技术检测受体细胞染色体DNA上是否插入了__________或检测目的基因是否转录出________。 PCR 目的基因 mRNA （2） 从转基因生物中提取蛋白质用相应的抗体进行____________杂交，检测目的基因是否翻译成了________。 抗原—抗体 蛋白质 2.个体水平鉴定 包括抗虫、抗病的__________，以确定是否有______及__________。基因工程产品需要与天然产品活性进行比较等。 接种实验 抗性 抗性程度 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 四、基因工程的基本操作程序 （五）DNA片段的扩增及电泳鉴定 1.PCR仪 PCR仪实质上就是一台能够自动调控温度的仪器。一次PCR一般要经历______循环。 30次 2.电泳鉴定PCR产物的原理 （1） 电泳 DNA分子具有可解离的基团，在一定的____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与它所带电荷______的电极移动，这个过程就是电泳。 pH 相反 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 四、基因工程的基本操作程序 （2） 鉴定方法 PCR的产物一般通过____________电泳来鉴定。 琼脂糖凝胶 （3） 鉴定原理 在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的______、________________和______等有关。凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为_____ nm 的________下被检测出来。 浓度 DNA 分子的大小 构象 300 紫外灯 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 四、基因工程的基本操作程序 3.实验操作 （1）用微量移液器在微量离心管中依次加入PCR反应体系配方的各组分。 （2）待所有的组分都加入后，盖严离心管的盖子，将微量离心管放入离心机里，离心约 10s，使反应液集中在管的底部。 （3）设置好PCR仪的循环程序，将离心管放入PCR仪中进行反应。 （4） 根据待分离DNA片段的大小，用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液，一般配制质量体积比为_____________的琼脂糖溶液。在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖溶化，稍冷却后，加入适量的核酸染料混匀。 0.8%~1.2% （5）将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具，并插入合适大小的梳子，以形成加样孔。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 四、基因工程的基本操作程序 （6）待凝胶溶液完全凝固，小心拔出梳子，取出凝胶放入电泳槽内。 （7）将电泳缓冲液加入电泳槽中，电泳缓冲液没过凝胶1mm为宜。 （8）将扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液（内含指示剂）混合，再用微量移液器将混合液缓慢注入凝胶的加样孔内，留一个加样孔加入指示分子大小的标准参照物。 （9）接通电源，根据电泳槽阳极至阴极之间的距离来设定电压，一般为1∼5 V/cm。待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时，停止电泳。 （10）取出凝胶置于紫外灯下观察和照相。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向三 基因工程的基本操作程序 1.目的基因的获取方法： （1）利用PCR获取和扩增目的基因 PCR（聚合酶链式反应）是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 ①PCR（聚合酶链式反应）的条件 参与的组分 在DNA复制中的作用 DNA母链 提供DNA复制的模板 4种脱氧核苷酸 合成DNA子链的原料 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向三 基因工程的基本操作程序 参与的组分 在DNA复制中的作用 解旋酶（体外用高温代替） 打开DNA双链 （耐高温的）DNA聚合酶 催化合成DNA子链 引物（长度通常为20～30个核苷酸） 分为2种，分别与两条模板链结合，使DNA聚合酶能够从引物的 端开始连接脱氧核苷酸 温度 控制温度使DNA复制在体外反复进行 缓冲液（含 Mg2+ ） 真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+ 激活 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向三 基因工程的基本操作程序 ②PCR（聚合酶链式反应）扩增的过程 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向三 基因工程的基本操作程序 ③PCR扩增目的基因时，复性温度的设置是成败的关键。复性温度过高会破坏引物与模板的碱基配对，复性温度过低又会造成引物不能与DNA模板链的特定部位结合，复性温度的设定与引物的长度、碱基组成有关。若引物长度相同，CG 含量高，复性温度应设定高些。 ④在利用PCR获取和扩增目的基因时，从第三轮循环才会产生完整的目的基因。 ⑤PCR获取和扩增目的基因时，需要2种引物，需要引物总数为2n+1−2 个，引物 1= 引物 2=2n−1 个 2.两种引物都结合在DNA模板链的 端； 脱氧核苷酸连接在引物的 端进行延伸。 3’ 3’ 1.要保证目的基因能与载体相连接，还要对引物进行什么操作？ 要在两种引物的5′端分别添加上限制酶的识别序列。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向三 基因工程的基本操作程序 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向三 基因工程的基本操作程序 （2）人工合成目的基因 ①逆转录法：以目的基因的mRNA为模板，借助逆转录酶合成双链DNA，其过程如图： ②化学合成法：已知目的基因的核苷酸序列，而且基因比较小，可以通过DNA合成仪直接合成或已知某一蛋白质的氨基酸序列，推测出其基因序列，然后直接合成目的基因，其过程如图： 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向三 基因工程的基本操作程序 （3）从基因文库中获取目的基因 如果不知道目的基因的核苷酸序列，可以通过构建基因文库的方法，即通过受体菌储存并扩增目的基因后，从基因文库中获取目的基因。根据目的基因的有关信息，例如，根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物——mRNA，以及基因的表达产物——蛋白质等特性来获取目的基因。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向三 基因工程的基本操作程序 2.基因表达载体的构建（基因工程核心） （1）构建基因表达载体的目的 a.使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代。 b.使目的基因能够表达和发挥作用。 （2）基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因及复制原点等。 ③标记基因的作用：用于鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。 ①启动子：启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，紧挨转录的起始位点，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能够驱动基因转录出mRNA，最终表达出人类所需的蛋白质。 ②终止子：位于基因的下游，也是一段有特殊序列结构的DNA片段，是转录过程终止的信号。 标记基因 启动子 限制酶切割位点 终止子 复制原点 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向三 基因工程的基本操作程序 3.目的基因导入受体细胞 受体细胞类型 方法 植物细胞 农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法 动物细胞 显微注射技术（注射到受精卵内） 微生物细胞 感受态细胞法（ Ca2+ 处理法） 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向三 基因工程的基本操作程序 4.目的基因检测与鉴定的方法比较： 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向三 基因工程的基本操作程序 4.目的基因检测与鉴定的方法比较： 思考：当真核生物的基因以原核生物作为受体细胞时。若无法获得该蛋白，原因可能是什么？如何解决？ 真核生物的基因有内含子，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，因此无法表达出该蛋白。 使用cDNA作为目的基因或使用酵母菌等真核生物作为受体细胞。 若可以获得该蛋白，但是蛋白质无活性，原因可能是？ 原核生物缺少高尔基体和内质网等细胞器，无法对真核生物的蛋白质进行正确的加工。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向三 基因工程的基本操作程序 典例3 某研究机构欲利用转基因技术将绿色荧光蛋白基因（G）整合到某行道树中，让行道树含有 G 基因而在夜晚发出绿色荧光，这样既可照明，又可美化环境。图中（1）和（2）分别为实验所用的农杆菌质粒和含绿色荧光蛋白基因（G）的外源DNA片段。下列相关叙述不正确的是 ( ) A.图中选择 Ti 质粒作为载体的原因是 Ti 质粒上的 T−DNA 可转移至受体细胞，并整合到受体细胞染色体DNA上 B.图中（1）（2）形成含 G 基因的重组 Ti 质粒的过程，需要限制酶 EcoRⅠ和DNA连接酶 C.图中的转基因过程，利用了农杆菌的感染能力 D.图中利用了植物细胞全能性的原理 B 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向三 基因工程的基本操作程序 Ti质粒 T-DNA 目的基因 构建表达载体 含目的基因的Ti质粒 转入农杆菌 含重组Ti质粒的农杆菌 导入植物细胞 表现新性状的植物 植物细胞 染色体DNA 方法技巧：农杆菌转化法中的两次拼接和两次导入 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向三 基因工程的基本操作程序 第一次拼接是将目的基因拼接到 Ti 质粒的 T−DNA 上；第二次拼接（非人工操作）是指插入目的基因的 T−DNA 被拼接到受体细胞的染色体DNA上。第一次导入是将含目的基因的 Ti 质粒导入农杆菌；第二次导入（非人工操作）是指含目的基因的 T−DNA 导入受体细胞。 方法技巧：农杆菌转化法中的两次拼接和两次导入 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向三 基因工程的基本操作程序 变式训练3 下列哪项不是基因表达载体的组成成分( ) A.启动子 B.终止密码子 C.标记基因 D.复制原点 [解析] 启动子、标记基因、复制原点是基因表达载体的组成成分，终止密码子是mRNA上的三个碱基，终止翻译的作用，B错误。 B 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向四 DNA片段的扩增及电泳鉴定 1.DNA片段的扩增 原理 利用PCR可以在体外进行DNA片段的扩增； PCR利用了DNA的热变性原理，通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合； PCR仪实际上就是一台能够自动调控温度的仪器。一次PCR一般要经历30次循环 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向四 DNA片段的扩增及电泳鉴定 实验 步骤 1.加液 利用微量移液器按照一定的配方或PCR试剂盒的说明书，向微量离心管中依次加入各组分（每吸取一种试制后，移液器上的枪头都必须更换） 2.离心 盖严离心管的盖子,放入离心机,离心约 10s ，使反应液集中在离心管底部 3.反应 设置好PCR仪的循环程序,将装有反应液的微量离心管放入PCR仪中进行反应 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。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向四 DNA片段的扩增及电泳鉴定 2.电泳鉴定PCR产物 原理 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与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳； PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定，在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。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 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向四 DNA片段的扩增及电泳鉴定 实验 步骤 1.制备 凝胶 融 化 根据待分离DNA片段的大小，用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液，一般配制质量体积比为 0.8%∼1.2% 的琼脂糖溶液→在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖溶化→稍冷却后，加入适量的核酸染料混匀 倒 模 将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具→插入合适大小的梳子，以形 成加样孔 凝 固 待凝胶溶液完全凝固，小心拔出梳子→取出凝胶放入电泳槽内 加 液 将电泳缓冲液加入电泳槽中，电泳缓冲液没过凝胶 1mm 为宜 2.电泳鉴定PCR产物 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向四 DNA片段的扩增及电泳鉴定 实验 步骤 2.进行 电泳 加 样 将扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液（内含指示剂）混合→ 用微量移液器将混合液缓慢注入凝胶的加样孔内，留一个加样孔 加入指示分子大小的标准参照物 电 泳 接通电源，根据电泳槽阳极至阴极之间的距离来设定电压，一般 为 1∼5 V/cm 。待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时，停止电泳 3.观察 鉴定 取出凝胶置于紫外灯下观察和照相 电泳时，DNA分子的相对分子质量越大，受到的阻力越大，迁移速率越慢，DNA分子的相对分子质量越小，受到的阻力越小，迁移速率越快。 2.电泳鉴定PCR产物 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向四 DNA片段的扩增及电泳鉴定 典例4 下列关于“DNA粗提取与鉴定”及“DNA片段的扩增与电泳鉴定”的叙述，正确的是( ) A.用同样方法从等体积猪血和鸡血中提取的DNA量相近 B.使用二苯胺试剂能有效测定不同提取液中DNA的纯度差别 C.PCR扩增的DNA片段在琼脂糖凝胶中迁移的速率与凝胶浓度、DNA分子大小等有关 D.PCR扩增4次循环后,得到的含有两种引物的DNA片段所占比例为 1/8 C 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向四 DNA片段的扩增及电泳鉴定 （1） 提取RNA病毒甲的 H 基因时，提取液中需要加入盐酸胍以抑制RNA酶的活性，加入盐酸胍的目的是 ____________________________________________________________________。 防止RNA酶降解病毒RNA，便于提取到完整的病毒 H 基因 变式训练4 对RNA病毒来讲，基因就是有遗传效应的RNA片段。PCR技术可用于病毒基因检测，具有敏感性高、特异性强的特点。一步法 RT —PCR 是通过反转录将RNA扩增得到大量DNA片段的技术。回答下列问题： 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向四 DNA片段的扩增及电泳鉴定 （2） 以病毒甲的 H 基因为模板，设计上游引物 H1 和下游引物 H2 ，用一步法 RT —PCR对目的基因进行扩增。PCR反应体系如下： H基因 缓冲液等 4种脱氧核苷酸 上游引物 H1 下游引物H2 ①酶 双蒸H2O 上表中的①酶包括____________________。在PCR仪上依次设置不同的循环温度参数： 45 ℃—45 min，94 ℃—30 s、55 ℃—45 s、72 ℃—60 s，多轮循环。其中45 ℃ 处理和 72 ℃ 处理的目的分别是 _______________________________________和 __________________________。 逆/反转录酶和Taq酶 使病毒 H 基因的RNA逆转录得到DNA片段 H 基因的DNA片段子链延伸 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向四 DNA片段的扩增及电泳鉴定 （3） 将一步法 RT —PCR扩增后的产物进行电泳处理，结果如图所示。其中可能感染病毒甲的样品是__________。 2、3、4 （4） 一步法 RT —PCR技术也可用于基因工程目的基因的检测与鉴定。该技术主要用于检测__________________________。 目的基因是否转录出mRNA 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 五、基因工程的应用 （一）基因工程在农牧业方面的应用 1.转基因抗虫植物 （1） 技术方法：从某些生物中分离出具有__________的基因，将它导入作物中培育出具有抗虫性的作物。 抗虫功能 （2）实例：转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等。 （1） 技术方法：将来源于某些____________等的抗病基因导入植物中，培育出转基因抗病植物。 2.转基因抗病植物 病毒、真菌 （2）实例：转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。 （1） 技术方法：将______________________的基因导入作物，可培育出抗除草剂的作物品种。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 五、基因工程的应用 降解或抵抗某种除草剂 3.转基因抗除草剂植物 （2）实例：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。 4.改良植物的品质 （1） 技术方法：将____________________________编码基因导入植物中，可以提高这种氨基酸的含量。 必需氨基酸含量多的蛋白质 （2）实例：转基因玉米中赖氨酸的含量比对照高 30%。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 五、基因工程的应用 5.提高动物的生长速率 （1） 技术方法：将______________基因导入动物体内，提高动物的生长速率。 外源生长激素 （2）实例：转基因鲤鱼。 6.改善畜产品的品质 （1） 技术方法：将__________基因导入奶牛基因组。 肠乳糖酶 （2）实例：乳汁中乳糖含量大大降低的转基因奶牛。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 五、基因工程的应用 （二）基因工程在医药卫生领域的应用 1.技术方法 （1） 对微生物或动植物的细胞进行__________，使它们能够生产药物。 基因改造 （2） 利用乳腺生物反应器生产药物：将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过__________的方法导入哺乳动物的受精卵中，培育出的转基因动物通过__________生产所需要的药物。 显微注射 分泌乳汁 （3） 培育移植器官：在器官供体的基因组中导入某种__________，以抑制__________基因的表达或设法除去__________基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起__________反应的转基因克隆器官。 调节因子 抗原决定 抗原决定 免疫排斥 2.实例：重组人干扰素、促红细胞生成素、抗凝血酶、血清白蛋白等。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 五、基因工程的应用 （三）基因工程在食品工业方面的应用 1.技术方法：利用基因工程菌生产食品工业用____________和________等。例如将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因组中，再通过__________生产凝乳酶。 酶、氨基酸 维生素 工业发酵 2.实例：淀粉酶、脂酶、天冬氨酸和苯丙氨酸。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 六、蛋白质工程的原理和应用 （一）蛋白质工程的概念和崛起的缘由 1.蛋白质工程的概念 （1）基础:________分子的结构规律及其与__________的关系。 蛋白质 生物功能 （2）操作方法:改造或合成______。 基因 （3）结果:改造现有的________或制造一种新的________。 蛋白质 蛋白质 （4）目的:满足人类生产和生活的需求。 （5）与基因工程的关系:在__________的基础上,延伸出来的第二代基因工程。 基因工程 2.蛋白质工程崛起的缘由 （1） 基因工程的实质和不足: ① 实质：将一种生物的基因转移到________________，后者可以产生它本不能产生的________，进而表现出__________。 另一种生物体内 蛋白质 新的性状 ② 基因工程存在的不足:原则上只能生产自然界________的蛋白质。 已存在 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 六、蛋白质工程的原理和应用 （2） 蛋白质工程的崛起: ① 理论和技术条件:____________、晶体学以及计算机技术的迅猛发展。 分子生物学 ② 天然蛋白质存在不足:天然蛋白质的____________符合特定物种生存的需要,却不一定完全符合________________的需要。 结构和功能 人类生产和生活 ③实例: 蛋白质缺陷 改造措施 改造后效果 玉米中赖氨酸 含量低 赖氨酸合成中两种关键酶的氨基酸被替换 玉米叶片和种子中游离赖氨酸分别提高5倍和2倍 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 六、蛋白质工程的原理和应用 （二）蛋白质工程的基本原理 1.目标:根据人们对蛋白质______的特定需求,对蛋白质的______行设计改造。 功能 结构 2.方法:改造或合成______。 基因 3.基本思路：基于蛋白质的合成过程和蛋白质工程的基本思路,完成下列填空。 ①________；②________；③________；④__________；A推测应有的________ ____；B找到并改变______或合成新的______；C______；D______。 蛋白质 多肽链 mRNA 目的基因 氨基酸序列 基因 基因 转录 翻译 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 六、蛋白质工程的原理和应用 （三）蛋白质工程的应用 1.医药工业方面 （1） 速效胰岛素类似物:改变氨基酸序列,______胰岛素的聚合。 抑制 （2） 干扰素:一个半胱氨酸替换为丝氨酸,______保存时间。 延长 （3） 单克隆抗体:将小鼠抗体上__________的区域“嫁接”到人的抗体上,降低诱发免疫反应的强度。 结合抗原 2.其他工业方面:广泛用于______________或开发新的工业用酶，如枯草杆菌蛋白酶。 改进酶的性能 3.农业方面 （1） 改造某些__________________的酶,提高植物光合作用的效率。 参与调控光合作用 （2） 改造______________的结构,增强防治病虫害的效果。 微生物蛋白质 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 七、生物技术的安全性与伦理问题 （一）对转基因产品安全性的争论 1.争论的原因 （1） 原本是自然造就的生命形式被人为改造后具有了__________。 全新特征 （2） 人们所生活的国家或社会不同，具有不同的____________，对转基因技术就会产生不同的______。 价值观取向 见解 2.争论的方面 在____________________等方面发生激烈的争论。 转基因食品的安全性 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 七、生物技术的安全性与伦理问题 （二）理性看待转基因技术 1.我国对转基因技术的方针是一贯的、明确的，就是研究上要大胆，坚持______________；推广上要慎重，做到__________；管理上要严格，坚持依法监管。 自主创新 确保安全 2.建立相应法规，如国务院颁布了《农业转基因生物安全管理条例》，国家有关部门制定实施了《农业转基因生物安全评价管理办法》《农业转基因生物标识管理办法》等，这些法规的制定既维护了消费者对转基因产品的________和________，又最大程度地保证了转基因技术和已经上市的转基因产品的________。 知情权 选择权 安全性 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 七、生物技术的安全性与伦理问题 （三）生殖性克隆人面临的伦理问题 1.生殖性克隆和治疗性克隆 （1） 生殖性克隆：指通过克隆技术产生__________________。 独立生存的新个体 （2） 治疗性克隆：指利用克隆技术产生特定的__________________，用它来修复或替代受损的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。 细胞、组织和器官 2.对生殖性克隆人研究的不同见解 （1） 有人认为应该允许研究：生殖性克隆人有它自己内在的__________；现在人们的伦理道德观念是可以______的。 发展规律 改变 （2） 多数人对此项研究持否定态度：有伦理学家认为生殖性克隆人“___________________”；还有伦理学家认为，生殖性克隆人是在人为地制造在________和__________上都不健全的人，严重地违反了人类__________。 有违人类尊严 心理上 社会地位 伦理道德 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 七、生物技术的安全性与伦理问题 （3） 很多生物学家认为克隆技术还不成熟：构建________成功率低，胚胎移植到子宫后着床率低、流产率高、胎儿畸形率高和出生后死亡率高。即使有个体活过了幼年期，也可能__________。 重构胚 较早死亡 （四）我国禁止生殖性克隆人 1.我国政府不______、不______、不______、不______任何生殖性克隆人实验。 赞成 允许 支持 接受 2.我国政府同样重视治疗性克隆所涉及的伦理问题，主张对治疗性克隆进行__________和__________。我国颁布了相关法规，以保证________的研究在有关规定下进行。 有效监控 干细胞 严格审查 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 七、生物技术的安全性与伦理问题 （五）警惕用新技术研究生殖性克隆人 1.化学诱导多能干细胞生殖性克隆 （1） 小鼠成纤维细胞 小鼠____细胞→克隆鼠。 iPS （2）从技术上讲，利用人的 iPS 细胞克隆人是可能的。 2.人类基因组编写计划 （1） “人类基因组编写计划”：希望______________________。 合成人类的整个基因组 （2） 应用和风险：该计划将使培育出用于移植的__________成为可能，还会加速______的研发；如果合成出人类的基因组，就可能造出“________”人类或者拥有相同________的“克隆人”。 人体器官 疫苗 无父母 基因组 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 七、生物技术的安全性与伦理问题 （六）对生物武器的威胁，不能掉以轻心 1.某些国家以科学研究为名，进行细菌武器、生化毒剂等的研究和储存，如生产和储存传染性极强、致死率极高的__________。 炭疽杆菌 2.1978年，天花就已经在地球上消失，但是某些国家至今仍然保存着____________________。 天花病毒毒株 3.一些恐怖组织或个人在试图寻找各种大规模杀伤性武器，而生物武器相对__________，也便于____________，一旦被他们利用，产生的危害将是极大的。 容易获得 携带和施放 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 七、生物技术的安全性与伦理问题 4.转基因技术出现后，使得利用这一技术制造各种新型的致病菌成为可能。 （1）有的国家已经研制出新型的鼠痘病毒。 （2） 有人通过____________把蜡状杆菌改造成像炭疽杆菌一样的致病菌。 转基因技术 （3） 有人将生物毒素分子的基因与流感病毒的基因拼接在一起，然后再用__________的方法进行批量生产。 基因工程 （4） 也有人对流感病毒基因进行______，以使具有某种易感基因的民族感染上这种病毒，而施放国的人却不易感染。 改造 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 七、生物技术的安全性与伦理问题 5.禁止生物武器公约 （1） 1972年4月，苏联、美国、英国分别在其首都签署了《禁止试制、生产和储存并销毁细菌（生物）和毒剂武器公约》（简称《禁止生物武器公约》），该公约于___________生效。 1975年3月 （2） 1984年11月，______也加入了这一公约。 我国 （3） 1998年6月，中美两国元首在关于《禁止生物武器公约》议定书的联合声明中，重申了在任何情况下________________________生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。 不发展、不生产、不储存 （4） 2010年，在第65届联合国大会上，我国政府重申支持《禁止生物武器公约》的宗旨和目标，全面、严格履行公约义务，支持不断加强公约的约束力，并主张____________________生物武器等各类大规模杀伤性武器。 全面禁止和彻底销毁 1.基因工程的原理是基因重组，不过在这里这种变异是定向的。( ) 2.限制酶在原来的原核细胞内对细胞自身有害。( ) 3.不同DNA分子用同一种限制酶切割形成的黏性末端相同。( ) 4.载体的种类有质粒、噬菌体、动植物病毒等，其中动植物病毒必须是DNA病毒。( ) 5.从已知结构和功能清晰的基因中筛选目的基因是获取目的基因的一种有效方法。( ) 6.Taq 酶是用PCR仪对DNA分子扩增过程中常用的一种耐高温的DNA连接酶。( ) 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 √ × × √ √ √ 7.基因表达载体中启动子是DNA聚合酶识别和结合的部位。( ) 8.将重组表达载体导入动物受精卵常用显微注射法。( ) 9.转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定必须通过分子检测才能达到目的。( ) 10.可通过PCR等技术检测棉花的染色体上是否插入了 Bt 基因。( ) 11.培育转基因抗病植物的目的基因主要来源于病毒、真菌。( ) 12.乳腺反应器就是把药用蛋白基因导入动物的乳腺细胞中。( ) 13.对人的生殖性克隆和治疗性克隆我国都是禁止的。( ) 14.“设计试管婴儿”与“试管婴儿”是一回事。( ) 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 × √ × √ × √ × × 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向五 基因工程的应用与蛋白质工程 1.基因工程的应用 （1）植物基因工程：培育转基因抗虫植物、抗病转基因植物和抗逆转基因植物；利用转基因改良植物的品质；利用植物生产药物等。 （2）动物基因工程：用于提高动物生长速度；用于改善畜产品品质；用转基因动物生产药物；用转基因动物作器官移植的供体等。 （3）基因工程药物 ①微生物或动植物的细胞生产药物 类型 细胞因子、抗体、疫苗和激素等 应用 预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎等 实例 我国生产的重组人干扰素、血小板生成素、促红细胞生成素和粒细胞集落刺激因子等基因工程药物均已投放市场 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向五 基因工程的应用与蛋白质工程 ②哺乳动物生产药物 a.乳腺（房）生物反应器：科学家将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。 （3）基因工程药物 b .过程： 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向五 基因工程的应用与蛋白质工程 （4）基因工程在食品工业方面的应用 ①基因工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类一般称为基因工程菌。 ②利用基因工程菌生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向五 基因工程的应用与蛋白质工程 2.蛋白质工程 （1）概念 基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。 手段：基因改造或基因合成。 结果：对现有蛋白质进行改造或制造出新的蛋白质。 困难：蛋白质发挥功能必须依赖正确的高级结构，而蛋白质的高级结构往往十分复杂。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向五 基因工程的应用与蛋白质工程 （2）基本途径 蛋白质工程的基本思路：预期的蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向五 基因工程的应用与蛋白质工程 典例5 甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株，回答下列问题： （1） 用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜________（填“受伤的”或“完好的”）叶片与含重组质粒的农杆菌共培养，选用这种叶片的理由是 ______________________________________________________________。 受伤的 叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞 （2） 若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中____________已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为 1:1，则说明甜蛋白基因已经整合到__________（填“核基因组”“线粒体基因组”或“叶绿体基因组”）中。 甜蛋白基因 核基因组 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向五 基因工程的应用与蛋白质工程 1.改造对象：通过改造控制蛋白质合成的基因来改造某种蛋白质的结构。 （1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且可以遗传下去。如果对蛋白质直接进行改造，即使改造成功，被改造的蛋白质也是无法遗传的。 （2）对基因进行改造比对蛋白质直接进行改造更容易操作，且难度要小得多。 2.蛋白质工程中经过处理得到的新基因与基因突变得到的新基因有较大差别。基因突变得到的新基因中含有不编码蛋白质的序列，而蛋白质工程中得到的新基因则没有。 方法技巧：对蛋白质工程的理解 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向五 基因工程的应用与蛋白质工程 3.列表比较蛋白质工程与基因工程： 项目 蛋白质工程 基因工程 区 别 过 程 预期的蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列或合成新基因→获得所需要的蛋白质 目的基因的筛选与获取→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 实 质 定向改造或生产人类所需的蛋白质 定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的新的生物类型或生物产品 结 果 可生产自然界没有的蛋白质 只能生产自然界已有的蛋白质 联系 ①蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程;②对现有蛋白质进行改造或制造新的蛋白质，必须通过基因改造或基因合成实现 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向五 基因工程的应用与蛋白质工程 变式训练5 已知生物体内有一种蛋白质（P），该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将 P 分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质 (P1) 不但保留 P 的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题： （1） 从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的_____________________进行改造。 氨基酸序列 （2） 以 P 基因序列为基础，获得 P1 基因的途径有改造___基因或合成___基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括___________________________的复制，以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：________________________________________________________________________________。 P P1 DNA和RNA DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质（或转录、逆转录、翻译） 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向五 基因工程的应用与蛋白质工程 （3） 蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过__________________和________________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物______进行鉴定。 设计蛋白质的结构 推测氨基酸序列 [解析] 蛋白质工程的基本途径是预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新基因→获得所需要蛋白质，经过该过程得到的蛋白质，需要对其生物功能进行鉴定，以保证其发挥正常作用。 功能 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向六 生物技术的安全性和伦理问题 （一）转基因生物的安全性 1.需冷静思考的问题 转基因产品安全吗?使用后会不会对人体健康造成伤害?通过转基因技术培育的新品种，会不会造成外来物种入侵? 2.转基因产品安全性的争论 （1）争论的原因 ①原本是自然造就的生命形式被人为改造后具有了全新特征。 ②人们所生活的国家或社会，政治制度、意识形态、宗教信仰、经济发展水平、历史背景、传统文化和伦理道德观念等的差异，决定了人们具有不同的价值观取向,对转基因技术就会产生不同的见解。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向六 生物技术的安全性和伦理问题 （2）对转基因食品安全性争论的两种观点及其论据的比较 观点 绝不能对转基因食品的安全性问题掉以轻心 不必担心转基因食品的安全性，转基因食品潜在的 安全问题，在技术上是可以解决的 论据 ①反对“实质性等同”； ②担心出现滞后效应； ③担心出现新的过敏原； ④担心营养成分改变； ⑤担心侵犯了宗教信仰者 或素食者的权益 ①支持“实质性等同”； ②多环节、严谨的安全性评估，可以保证转基因食 品的安全； ③科学家负责的态度，可以防止新过敏原的产生； ④至今尚未发现一例因食用转基因食品而影响人体 健康的实例； ⑤根据举证排除法，没有足够的证据证明转基因食 品有问题，就应该判断它没有问题 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向六 生物技术的安全性和伦理问题 （二）生物技术的伦理问题 反对 支持 克隆 人 伦理 方面 违反了人类的伦理道德观念，中国禁止生殖性克隆 中国不反对治疗性克隆 技术 方面 技术不成熟，流产率高、畸形率高、出生后死亡率高 可通过胚胎分级、基因诊断、染色体检查等方法解决技术问题 设计试管婴儿 胚胎也是生命，杀死胚胎无异于“谋杀” 提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤 基因 检测 技术 方面 很难用在具体医疗中 有一些遗传性疾病通过基因检测，可以在早期采取预防措施 道德 方面 可能引起基因歧视 通过正确的科学知识传播、伦理道德教育和立法，解决基因歧视现象 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向六 生物技术的安全性和伦理问题 （三）禁止生物武器 1.生物武器的种类：致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌等。 2.生物武器的特点：致病力强、有潜伏期、污染面积大、危害时间长、传染途径多、拥有生命力、受自然条件影响大。 3.我国政府观点：在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向六 生物技术的安全性和伦理问题 典例6 下列关于转基因生物安全性的叙述，错误的是( ) A.种植转基因作物应与传统农业种植区隔离 B.转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中 C.种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性 D.转基因植物的目的基因可能转入感染转基因植物的微生物 [解析] 转基因作物可能会造成基因污染，故种植的转基因作物应与传统农业种植区隔离，A正确；动物取食转基因作物后，要经过消化吸收才进入身体，目的基因不可能直接进入动物细胞中，B错误；转基因植物可能与野生植物发生杂交而出现基因交流，影响野生植物的遗传多样性，C正确；目的基因被微生物摄入细胞内后，可能进入这些微生物中，D正确。 B 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向六 生物技术的安全性和伦理问题 1.转基因生物的优缺点分析 优点 缺点 ①解决粮食短缺问题； ②减少农药使用，减少环境污染； ③增加食物营养，提高附加值； ④增加食物种类，提升食物品质； ⑤提高生产效率，带动相关产业发展 ①可能产生新病毒或新过敏原； ②可能产生抗除草剂的杂草； ③可能使疾病的传播跨越物种障碍； ④可能会损害生物多样性； ⑤可能干扰生态系统的多样性 方法技巧 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向六 生物技术的安全性和伦理问题 2.治疗性克隆与生殖性克隆的比较 类型 项目 治疗性克隆 生殖性克隆 区别 目的 从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗 用于生育，获得人的复制品 水平 细胞水平 个体水平 联系 都属无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息相同 方法技巧 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向六 生物技术的安全性和伦理问题 3.试管婴儿与设计试管婴儿的比较 试管婴儿 设计试管婴儿 技术手段 胚胎移植前，不需要进行遗传学诊断 胚胎移植前需要进行遗传学诊断 应用 主要解决不孕夫妇的生育问题 用于白血病、贫血症的治疗 相同点 体外受精，进行体外早期胚胎培养；胚胎移植；有性生殖 方法技巧 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向六 生物技术的安全性和伦理问题 变式训练6 治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义，流程如下图所示。据图回答下列问题： （1） 过程①采用的是细胞工程中的__________________技术，过程②采用的是胚胎工程中的__________________技术。 （体细胞）核移植 （早期）胚胎培养 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向六 生物技术的安全性和伦理问题 （2） 如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体（重组载体）时必须使用______________________________和__________________________两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有______基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。 限制性内切核酸酶（或限制酶） DNA连接酶（两空可颠倒） 标记 （3） 胚胎干细胞可以来自囊胚中的__________。在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织、器官。若将图中获得的组织器官移植给个体___（填“A”或“B”），则不会发生免疫排斥反应。 内细胞团 B Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $