选修三专题基因工程.pptx

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1、第1页/共51页第2页/共51页一、基因工程及其基本工具一、基因工程及其基本工具1基因工程的含义基因工程的含义 是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过 和和 等技术，赋予生物以新的遗传特性，等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。又称又称 。2基本工具基本工具体 外DNA重组转基因DNA重组技术第3页/共51页原核生物特定核苷酸磷酸二酯黏性末端或平末端(2)DNA连接酶连接酶或 连接起来平末端磷酸二酯键T4DNA连接酶(3)载体载体特点：含有特点：含有 、多

2、个、多个 ，并能在，并能在 受体细胞中受体细胞中 并稳定保存并稳定保存质粒：质粒：其他载体：其他载体：噬菌体的衍生物、噬菌体的衍生物、等等小型环状DNA分子标记基因限制酶切点复制动植物病毒第4页/共51页二、基因工程的基本操作程序二、基因工程的基本操作程序基因文库PCR化学方法2基因表达载体的构建：基因表达载体的构建：基因表达载体上应具有基因表达载体上应具有 、启动子、启动子、和和 。3将目的基因导入受体细胞：将目的基因导入受体细胞：常用方法：植物常用方法：植物 、基因枪法、基因枪法、，动物：显微注射法；细，动物：显微注射法；细菌：菌：等。等。目的基因终止子标记基因农杆菌转化法花粉管通道法感受

3、态细胞法第5页/共51页利用利用 技术检测目的基因有无技术检测目的基因有无利用利用 检测目的基因的转录检测目的基因的转录利用利用 检测目的基因的翻译产物检测目的基因的翻译产物利用利用 来鉴定重组性状的表达来鉴定重组性状的表达4目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定DNA分子杂交分子杂交抗原抗体杂交个体水平三、蛋白质工程三、蛋白质工程1目标：目标：根据人们的需要对蛋白质的分子结构进行设计。根据人们的需要对蛋白质的分子结构进行设计。2操作对象：操作对象：。3操作过程：操作过程：预期的蛋白质功能预期的蛋白质功能设计预期的设计预期的推测应有的推测应有的 序列序列推导并合成相对应的推导并合成相对应的

4、。基因蛋白质结构氨基酸脱氧核苷酸序列第6页/共51页第7页/共51页考点一考点一基因工程的操作工具基因工程的操作工具命命题题解解读读 三种基本工具的作用涉及基因工程操作程三种基本工具的作用涉及基因工程操作程序的关键步骤，近几年高考考查的频率较高，序的关键步骤，近几年高考考查的频率较高，考查的形式有选择题和简答题。预计考查的形式有选择题和简答题。预计2012年高年高考将以图例作为载体考查考生提取有效信息的考将以图例作为载体考查考生提取有效信息的能力。能力。第8页/共51页示例示例1(2010江苏高考江苏高考)下表中列出了几种限制酶识别下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图序列及其切割位点

5、，图1、图、图2中箭头表示相关限制酶的中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：酶切位点。请回答下列问题：限制酶限制酶BamHHindEcoRSma识别序识别序列及切列及切割位点割位点GGATCC CCTAGGAAGCTT TTCGAAGAATTC CTTAAGCCCGGG GGGCCC第9页/共51页(1)一个图一个图1所示的质粒分子经所示的质粒分子经Sma切割前后，分别含有切割前后，分别含有 _个游离的磷酸基团。个游离的磷酸基团。(2)若对图中质粒进行改造，插入的若对图中质粒进行改造，插入的Sma酶切位点越多，酶切位点越多，质粒的热稳定性越质粒的热稳定性越_。第10页/共51页(3)

6、用图中的质粒和外源用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用构建重组质粒，不能使用Sma切切 割，原因是割，原因是_。(4)与只使用与只使用EcoR相比较，使用相比较，使用BamH和和Hind两种限制酶两种限制酶 同时处理质粒、外源同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止的优点在于可以防止_。(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入并加入_酶。酶。(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了_。(7)为了从为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质文库中分离获取蔗糖转

7、运蛋白基因，将重组质 粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在_ 的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。第11页/共51页解析解析本题考查基因工程的限制性内切酶的作用特点。本题考查基因工程的限制性内切酶的作用特点。(1)质粒切割前是双链环状质粒切割前是双链环状DNA分子，所有磷酸基团参与形分子，所有磷酸基团参与形成磷酸二酯键，故不含游离的磷酸基团。从图成磷酸二酯键，故不含游离的磷酸基团。从图1可以看出，可以看出，质粒上只含有一个质粒上只含有一个Sma的切点，因此被改酶切割后，质的切点，因此

8、被改酶切割后，质粒变为线性双链粒变为线性双链DNA分子，因每条链上含有一个游离的磷分子，因每条链上含有一个游离的磷酸基团，因此切割后含有两个游离的磷酸基团。酸基团，因此切割后含有两个游离的磷酸基团。(2)由题目可知，由题目可知，Sma识别的识别的DNA序列只有序列只有G和和C，而，而G和和C之间可以形成三个氢键，之间可以形成三个氢键，A和和T之间可以形成二个氢键，所之间可以形成二个氢键，所以以Sma酶切位点越多，热稳定性就越高。酶切位点越多，热稳定性就越高。第12页/共51页(3)质粒抗生素抗性基因为标记基因，由图质粒抗生素抗性基因为标记基因，由图2可知，标记基因和可知，标记基因和外源外源DN

9、A目的基因中均含有目的基因中均含有Sma酶切位点，都可以被酶切位点，都可以被Sma破坏，故不能使用该酶剪切质粒和含有目的基因的破坏，故不能使用该酶剪切质粒和含有目的基因的DNA。(4)只使用只使用EcoR，则质粒和目的基因两端的粘性末端相同，则质粒和目的基因两端的粘性末端相同，用连接酶连接时，会产生质粒和目的基因自身连接物，而利用连接酶连接时，会产生质粒和目的基因自身连接物，而利用用BamH和和Hind剪切时，质粒和目的基因两端的粘性末端剪切时，质粒和目的基因两端的粘性末端不同，用不同，用DNA连接酶连接时，不会产生自身连接产物。连接酶连接时，不会产生自身连接产物。(5)质粒和目的基因连接后获

10、得重组质粒，该过程需要连接酶质粒和目的基因连接后获得重组质粒，该过程需要连接酶作用，故混合后加入作用，故混合后加入DNA连接酶。连接酶。第13页/共51页(6)质粒上的抗性基因为标记基因，用于鉴别和筛选含有重组质粒上的抗性基因为标记基因，用于鉴别和筛选含有重组质粒的受体细胞。质粒的受体细胞。(7)目的基因为蔗糖转运蛋白基因，所用的目的基因为蔗糖转运蛋白基因，所用的受体细胞为丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，若将重组受体细胞为丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，若将重组质粒导入了受体细胞，则受体细胞应能从培养基中吸收蔗糖，质粒导入了受体细胞，则受体细胞应能从培养基中吸收蔗糖，故应在以蔗糖为唯一碳源

11、的培养基上进行培养。故应在以蔗糖为唯一碳源的培养基上进行培养。答案答案(1)0、2(2)高高(3)Sma会破坏质粒的抗性基因、会破坏质粒的抗性基因、外源外源DNA中的目的基因中的目的基因(4)质粒和含目的基因的外源质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化片段自身环化(5)DNA连接连接(6)鉴别和筛选含有目的基因鉴别和筛选含有目的基因的细胞的细胞(7)蔗糖为唯一含碳营养物质蔗糖为唯一含碳营养物质第14页/共51页1与与DNA有关的几种酶有关的几种酶(1)几种酶的比较几种酶的比较种类种类项目项目限制酶限制酶DNA连连接接酶酶DNA聚合聚合酶酶解旋酶解旋酶 作用作用底物底物DNA分子分子DNA分子

12、分子片段片段脱氧核苷脱氧核苷酸酸DNA 分子分子 作用作用部位部位磷酸二酯磷酸二酯键键磷酸二酯磷酸二酯键键磷酸二酯磷酸二酯键键碱基对间碱基对间的氢键的氢键 第15页/共51页种类种类项目项目限制酶限制酶DNA连连接接酶酶DNA聚合聚合酶酶解旋酶解旋酶 作作用用特特点点切割目的基因及切割目的基因及载体，能专一性载体，能专一性识别双链识别双链DNA分分子的某种特定的子的某种特定的核苷酸序列，并核苷酸序列，并在特定位点进行在特定位点进行切割切割将双链将双链DNA分分子片段子片段“缝合缝合”起来，恢复起来，恢复被限制酶切开被限制酶切开了的两个核苷了的两个核苷酸之间的磷酸酸之间的磷酸二酯键二酯键只能将单

13、只能将单个脱氧核个脱氧核苷酸添加苷酸添加到脱氧核到脱氧核苷酸链上苷酸链上将将DNA分分子两条链子两条链之之 间的间的氢键打开氢键打开作用作用结果结果形成黏性末端或形成黏性末端或平末端平末端形成重组形成重组DNA分子分子形成新的形成新的DNA分子分子形成单链形成单链DNA分子分子第16页/共51页获取目的基因和切割载体时使用同一种限制酶，目的获取目的基因和切割载体时使用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。是产生相同的黏性末端。获取一个目的基因需限制酶剪切两次，共产生获取一个目的基因需限制酶剪切两次，共产生4个黏个黏性性末端或平末端。末端或平末端。限制酶切割位点的选择必须保证标记基因的完整性，

14、限制酶切割位点的选择必须保证标记基因的完整性，以便于检测。以便于检测。(2)限制酶与限制酶与DNA连接酶的关系连接酶的关系第17页/共51页 限制酶不切割自身限制酶不切割自身DNA的原因是：原核生物中不存在该酶的识的原因是：原核生物中不存在该酶的识 别序列或识别序列已经被修饰。别序列或识别序列已经被修饰。DNA连接酶起作用时不需要模板。连接酶起作用时不需要模板。2.载体载体(1)具备条件：具备条件：对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命活动。对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命活动。具标记基因。能对重组具标记基因。能对重组DNA是否进入受体细胞进行检测。是否进入受体细胞进行检测。能自我复

15、制。通过复制进行基因扩增，否则可能会使重组能自我复制。通过复制进行基因扩增，否则可能会使重组DNA 丢失。丢失。具有一个或多个限制酶切点，供外源基因插入其中。具有一个或多个限制酶切点，供外源基因插入其中。(2)常用载体常用载体质粒：裸露的、结构简单且独立于细菌拟核质粒：裸露的、结构简单且独立于细菌拟核DNA之外之外 的，具有自我复制能力的小型环状的，具有自我复制能力的小型环状DNA分子。分子。第18页/共51页1如图为如图为DNA分子的某一片段，其中分子的某一片段，其中分别表示某分别表示某种种 酶的作用部位，则相应的酶依次是酶的作用部位，则相应的酶依次是 ()ADNA连接酶、限制酶、解旋酶连接

16、酶、限制酶、解旋酶 B限制酶、解旋酶、限制酶、解旋酶、DNA连接酶连接酶 C解旋酶、限制酶、解旋酶、限制酶、DNA连接酶连接酶 D限制酶、限制酶、DNA连接酶、解旋酶连接酶、解旋酶第19页/共51页解析：解析：使碱基对内氢键断裂的是解旋酶；限制酶将特定部使碱基对内氢键断裂的是解旋酶；限制酶将特定部位的相邻的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开；连接位的相邻的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开；连接DNA片段间磷酸二酯键的是片段间磷酸二酯键的是DNA连接酶。连接酶。答案：答案：C第20页/共51页2除了下列哪一项之外，其余的都是基因工程的运载体所除了下列哪一项之外，其余的都是基因工程的运载体所 必

17、须具备的条件必须具备的条件 ()A能在宿主细胞中复制并保存能在宿主细胞中复制并保存 B具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接 C具有标记基因，便于进行筛选具有标记基因，便于进行筛选 D是环形状态的是环形状态的DNA分子分子第21页/共51页解析：解析：可以作为基因工程运载体的有质粒、可以作为基因工程运载体的有质粒、噬菌体的噬菌体的衍生物。动植物病毒等，其中很多病毒的衍生物。动植物病毒等，其中很多病毒的DNA分子不分子不是环状的，所以是环状的，所以DNA分子是环状的不是作为运载体必分子是环状的不是作为运载体必须具备的条件。须具备的条件。答案：答案：D第22页

18、/共51页考点二考点二基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序命命题题解解读读 基因工程的基本操作程序是近几年高考的高基因工程的基本操作程序是近几年高考的高频考点，分值比重较大，一般和其他工程结合频考点，分值比重较大，一般和其他工程结合考查，考查形式既有简答题又有选择题。预计考查，考查形式既有简答题又有选择题。预计2012年高考通过与其他工程技术综合考查学生年高考通过与其他工程技术综合考查学生解决实际问题的能力。解决实际问题的能力。第23页/共51页示例示例2(2010天津高考天津高考)下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中生物反应器的技术路

19、线。图中tetR表示四环素抗性基因，表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，表示氨苄青霉素抗性基因，BamH、Hind、Sma直线所示为三种限制酶的酶切位点。直线所示为三种限制酶的酶切位点。第24页/共51页据图回答：据图回答：(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用_限制酶同限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含菌首先需要在含_的培养基上进行。的培养基上进行。(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控

20、序列是是_(填字母代号填字母代号)。A启动子启动子 BtetRC复制原点复制原点 DampR(3)过程过程可采用的操作方法是可采用的操作方法是_(填字母代号填字母代号)。A农杆菌转化农杆菌转化 B大肠杆菌转化大肠杆菌转化C显微注射显微注射 D细胞融合细胞融合第25页/共51页(4)过程过程采用的生物技术是采用的生物技术是_。(5)对早期胚胎进行切割，经过程对早期胚胎进行切割，经过程可获得多个新个体。这可获得多个新个体。这利用了细胞的利用了细胞的_性。性。(6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用_(填字填字母代号母代号)技术。技术。A核酸分子杂交核酸分子杂交

21、 B基因序列分析基因序列分析C抗原抗原抗体杂交抗体杂交 DPCR第26页/共51页解析解析本题综合考查基因工程和胚胎工程的相关知识，同本题综合考查基因工程和胚胎工程的相关知识，同时考查利用所学原理解决实际问题的能力。时考查利用所学原理解决实际问题的能力。(1)Sam 酶切酶切位点在人乳铁蛋白基因内，如用其酶切，则会破坏目的基位点在人乳铁蛋白基因内，如用其酶切，则会破坏目的基因，故排除。为防止目的基因和载体自身连接，在利用限因，故排除。为防止目的基因和载体自身连接，在利用限制酶进行切割时，两端需要剪切成不同的黏性末端，因此制酶进行切割时，两端需要剪切成不同的黏性末端，因此需要用需要用BamH 和

22、和Hind 两种限制酶同时酶切载体和人乳两种限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。因人乳铁蛋白基因插入位置位于铁蛋白基因。因人乳铁蛋白基因插入位置位于tetR四环素抗四环素抗性基因内，因此该基因不能表达而导致受体细胞无四环素性基因内，因此该基因不能表达而导致受体细胞无四环素抗性；又因为载体上的抗性；又因为载体上的ampR氨苄青霉素抗性基因未被破坏，氨苄青霉素抗性基因未被破坏，所以受体细胞具有氨苄青霉素抗性，故筛选含有重组所以受体细胞具有氨苄青霉素抗性，故筛选含有重组第27页/共51页载体的大肠杆菌需要在含氨苄青霉素的培养基上进行。(2)启动子位于基因的首端，可驱动基因转录出信使RNA，使基因得以

23、表达，故属于调控序列。(3)过程将目的基因导入到动物的受精卵中，一般采用显微注射法。(4)过程表示将早期胚胎移入代孕牛体内继续发育，故为胚胎移植技术。(5)早期胚胎分割成几份后，每份经移植和培养后都能形成一个新的个体，利用了细胞的全能性。(6)人乳铁蛋白基因成功表达的标志是产生了人乳铁蛋白，因此可利用抗原抗体杂交技术检测其是否成功表达。答案答案(1)Hind 和和BamH 氨苄青霉素氨苄青霉素(2)A(3)C(4)胚胎移植技术胚胎移植技术(5)全能全能(6)C第28页/共51页1目的基因的获取目的基因的获取(1)直接分离：从自然界已有的物种中分离，如从基因文库直接分离：从自然界已有的物种中分离

24、，如从基因文库 中获取。中获取。(2)人工合成目的基因的常用方法人工合成目的基因的常用方法 已知核苷酸序列的较小基因，直接利用已知核苷酸序列的较小基因，直接利用DNA合成仪用合成仪用 化学方法合成，不需要模板。化学方法合成，不需要模板。以以RNA为模板，在逆转录酶作用下人工合成。为模板，在逆转录酶作用下人工合成。(3)利用利用PCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因第29页/共51页 原理：原理：DNA双链复制双链复制 条件：模板、四种游离的脱氧核苷酸；热稳定的条件：模板、四种游离的脱氧核苷酸；热稳定的DNA 聚合酶、引物等聚合酶、引物等 过程：加热至过程：加热至9095，DNA解链解链冷却到冷

25、却到5560，引物结合到互补引物结合到互补DNA链链加热至加热至7075，热稳定，热稳定DNA聚聚 合酶从引物起始进行互补链的合成。合酶从引物起始进行互补链的合成。2基因表达载体的构建基因表达载体的构建第30页/共51页第31页/共51页3将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞生物种类生物种类植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞微生物细微生物细胞胞 常用方法常用方法农杆菌转化法、基因农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法枪法、花粉管通道法显微注射显微注射技术技术感受态细感受态细胞法胞法 受体受体细胞细胞体细胞体细胞受精卵受精卵原核细胞原核细胞 第32页/共51页4目的基因的检测和鉴定目的基因的

26、检测和鉴定类型类型步骤步骤检测内容检测内容方法方法结果结果 分子检测分子检测第一步第一步目的基因是否进目的基因是否进入受体细胞入受体细胞DNA分子分子杂杂交技交技术术(DNA和和DNA之之间间)是否是否成功成功显示显示出杂出杂交带交带第二步第二步目的基因是否转目的基因是否转录出信使录出信使RNA分子杂交技术分子杂交技术(DNA和和RNA之间之间)第三步第三步目的基因是否翻目的基因是否翻译出蛋白质译出蛋白质抗原抗体杂交方法抗原抗体杂交方法 个体水个体水平检测平检测包括抗虫、抗病的接种实验，以确定是否有抗性以及抗性包括抗虫、抗病的接种实验，以确定是否有抗性以及抗性的程度；基因工程产品与天然产品的活

27、性比较，以确定功的程度；基因工程产品与天然产品的活性比较，以确定功能是否相同等能是否相同等第33页/共51页3(2011杭州模拟杭州模拟)科学家通过基因工程方法，将苏云金芽科学家通过基因工程方法，将苏云金芽 孢杆菌的孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并成功实毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并成功实 现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株抗抗 虫棉。其过程大致如下图所示：虫棉。其过程大致如下图所示：第34页/共51页(1)基因工程的操作程序主要包括的四个步骤是基因工程的操作程序主要包括的四个步骤是_、_、_、_。(2)Bt毒蛋白基因转入普通棉株

28、细胞内并成功实现表达的毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为过程，在基因工程中称为_。第35页/共51页(3)将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是的是_。(4)目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是关键是_，这需要通过检测，这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是才能知道，检测采用的方法是_。解析：解析：解答本题需注意基因操作的四个步骤和相关的操作解答本题需注意基因操作的四个步骤和相关的操作技术以及基因载体应具备的条件。技术以及基因载体应具

29、备的条件。第36页/共51页答案：答案：(1)目的基因的获取基因表达载体的构建将目的目的基因的获取基因表达载体的构建将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定(2)转化转化(3)农杆菌转化法农杆菌转化法(4)目的基因是否插入了受体生物细胞目的基因是否插入了受体生物细胞的染色体的染色体DNA上上DNA分子杂交技术分子杂交技术第37页/共51页考点三考点三基因工程、蛋白质工程的原理及应用基因工程、蛋白质工程的原理及应用命命题题解解读读 近几年高考以基因工程和蛋白质工程的成果近几年高考以基因工程和蛋白质工程的成果作为背景，以大量的图例作为载体，考查基因作为背景，以

30、大量的图例作为载体，考查基因工程和蛋白质工程的基本原理和应用。考查形工程和蛋白质工程的基本原理和应用。考查形式以简答题为主，预计式以简答题为主，预计2012年这种命题趋势仍年这种命题趋势仍将延续。将延续。第38页/共51页示例示例3如图表示从苏云金芽孢杆菌分离出来的杀虫晶体蛋如图表示从苏云金芽孢杆菌分离出来的杀虫晶体蛋白质基因白质基因(简称简称Bt基因基因)及形成转基因抗虫植物的图解。及形成转基因抗虫植物的图解。(1)在下列含有在下列含有ATP和有关的酶的试管中，大量而快捷的获和有关的酶的试管中，大量而快捷的获 取取Bt基因的最佳方案是如图所示中的基因的最佳方案是如图所示中的 ()第39页/共

31、51页(2)(2)写出写出b b的表达过程：的表达过程：_。(3)(3)活化的毒性物质应是一种活化的毒性物质应是一种_分子，活化的分子，活化的 毒性物质全部或部分嵌合于昆虫的细胞膜上，使细胞膜产毒性物质全部或部分嵌合于昆虫的细胞膜上，使细胞膜产 生孔道，导致细胞由于生孔道，导致细胞由于_平衡的平衡的 破坏而破裂。破坏而破裂。(4)(4)我国在我国在“863”863”计划资助下开展计划资助下开展BtBt抗虫棉育种等研究，这抗虫棉育种等研究，这 将对将对_、_和农业可持续发展产生巨大影响。和农业可持续发展产生巨大影响。(5)(5)胰岛素是治疗依赖型糖尿病的特效药物，但是天然胰岛素胰岛素是治疗依赖型

32、糖尿病的特效药物，但是天然胰岛素 在人体内寿命只有几小时，重症病人每天要注射好几次药在人体内寿命只有几小时，重症病人每天要注射好几次药 物，给病人增加了不便和痛苦。通过蛋白质工程改变胰岛物，给病人增加了不便和痛苦。通过蛋白质工程改变胰岛第40页/共51页素的空间结构，以延长胰岛素的半衰期，得到长效胰岛素；素的空间结构，以延长胰岛素的半衰期，得到长效胰岛素；还可以在不改变胰岛素活性部位结构的前提下，增强其他部还可以在不改变胰岛素活性部位结构的前提下，增强其他部位的结合强度，使之难以被酶破坏，从而增强其稳定性。位的结合强度，使之难以被酶破坏，从而增强其稳定性。若要利用大肠杆菌生产上述长效胰岛素，需

33、用到的生物若要利用大肠杆菌生产上述长效胰岛素，需用到的生物工程有发酵工程、工程有发酵工程、_和和_。用蛋白质工程生产的胰岛素，与天然胰岛素比较，显著用蛋白质工程生产的胰岛素，与天然胰岛素比较，显著的优点是的优点是_。第41页/共51页解析应用基因工程技术，从苏云金芽孢杆菌中提取杀虫晶体蛋白基因(目的基因)导入棉花细胞中形成转基因抗虫棉，Bt基因的表达使棉花细胞中合成了原毒素，使采食棉花的昆虫中毒死亡。蛋白质工程的实质是生产出自然界原本不存在的蛋白质，所以需对原有的胰岛素进行改造，改造好的目的基因需通过基因工程生产基因产物，并且在生产过程中要借助工程菌，所以还需要进行发酵。第42页/共51页第4

34、3页/共51页1乳腺生物反应器受生物性别的限制，若从动物尿液中乳腺生物反应器受生物性别的限制，若从动物尿液中 提取目的基因产物则不受性别限制。提取目的基因产物则不受性别限制。2基因治疗是治疗人类遗传病的根本方法，但由于尚未基因治疗是治疗人类遗传病的根本方法，但由于尚未 全面了解基因调控机制和疾病产生的分子机理，基因全面了解基因调控机制和疾病产生的分子机理，基因 治疗目前只是处于初期的临床试验阶段。治疗目前只是处于初期的临床试验阶段。3.基因工程的目的不同，可选用的受体细胞不同。若生产基因工程的目的不同，可选用的受体细胞不同。若生产 基因工程药品，受体细胞一般选用微生物，利用微生物基因工程药品，

35、受体细胞一般选用微生物，利用微生物 繁殖速度快的特点，可在短期内获得大量产品。繁殖速度快的特点，可在短期内获得大量产品。第44页/共51页4蛋白质工程的原理蛋白质工程的原理(1)蛋白质工程的流程：蛋白质工程的目标是根据人们对蛋蛋白质工程的流程：蛋白质工程的目标是根据人们对蛋 白质功能的特定要求，对蛋白质的结构进行分子设计。白质功能的特定要求，对蛋白质的结构进行分子设计。由于基因决定蛋白质，因此，要对蛋白质结构进行设计由于基因决定蛋白质，因此，要对蛋白质结构进行设计 改造，还必须从基因入手。改造，还必须从基因入手。(2)蛋白质工程的流程图：蛋白质工程的流程图：第45页/共51页4(2009广东高

36、考广东高考)(1)饲料加工过程温度较高，要求植酸酶饲料加工过程温度较高，要求植酸酶 具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改 造时，首先必须了解植酸酶的造时，首先必须了解植酸酶的_，然后改变植酸酶，然后改变植酸酶 的的_，从而得到新的植酸酶。，从而得到新的植酸酶。(2)培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为饲料原料时培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为饲料原料时 磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是 _。请简述获得转基因植株的完整过程：。请简述获得转基因植株的完整过程：_。第4

37、6页/共51页(3)为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过基因的重组质粒通过_转入猪的受精卵中。该受精卵转入猪的受精卵中。该受精卵培养至一定时期后可通过培养至一定时期后可通过_方法，从而一次得到多个方法，从而一次得到多个转基因猪个体。转基因猪个体。(4)若这些转基因动、植物进入生态环境中，对生态环境有若这些转基因动、植物进入生态环境中，对生态环境有何影响？何影响？第47页/共51页解析：解析：(1)蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质的功能出发蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质的功能出发推测出蛋白质的结构，从而推测出相应的氨

38、基酸序列，再推测出蛋白质的结构，从而推测出相应的氨基酸序列，再对基因进行改造从而得到新的蛋白质。而不能直接改造蛋对基因进行改造从而得到新的蛋白质。而不能直接改造蛋白质，因为它不能遗传。白质，因为它不能遗传。(2)基因导入植物细胞常用的方法基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法。转基因植株培育的完整过程必须包含四是农杆菌转化法。转基因植株培育的完整过程必须包含四个步骤，即基因工程的四个操作步骤。个步骤，即基因工程的四个操作步骤。(3)重组质粒导入动重组质粒导入动物细胞常用的方法叫显微注射法，想得到多个具有相同遗物细胞常用的方法叫显微注射法，想得到多个具有相同遗传物质的个体的方法是胚胎分割移植。

39、传物质的个体的方法是胚胎分割移植。(4)转基因生物进入转基因生物进入生态环境，对生态环境的影响应从正反两方面评价，只要生态环境，对生态环境的影响应从正反两方面评价，只要答案合理就可以。答案合理就可以。第48页/共51页答案：答案：(1)空间结构氨基酸序列空间结构氨基酸序列(2)农杆菌转化法外源植酸酶基因农杆菌转化法外源植酸酶基因农杆菌农杆菌大豆细胞大豆细胞鉴定鉴定(3)显微注射胚胎分割显微注射胚胎分割(4)减少环境中磷的污染，但基因可能扩散到环境中，引起减少环境中磷的污染，但基因可能扩散到环境中，引起基因污染基因污染(答案合理即可答案合理即可)第49页/共51页点击此图片进入点击此图片进入“创新演练创新演练大冲关大冲关”第50页/共51页感谢您的观看！第51页/共51页