生物：《现代生物科技专题》课件(1)(新人教版选修3)

第1讲基因工程1.基因工程的诞生(Ⅰ）2.基因工程的原理及技术（含PCR技术）(Ⅱ）3。

基因工程的应用(Ⅱ）4.蛋白质工程（Ⅰ）1。

基因的结构与功能（生命观念)2。

基因工程的操作流程图及蛋白质的流程图等(科学思维）3。

基因工程的应用和蛋白质工程(科学探究）4.正确看待转基因生物与环境安全问题（社会责任）考点一基因工程的基本工具及基本程序1．基因工程的概念（1)概念：按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，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。

(2)优点①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。

②与诱变育种相比：定向改造生物的遗传性状。

2．基因工程的基本工具（1）限制性核酸内切酶(简称限制酶）。

①来源：主要来自原核生物。

②特点：具有专一性，表现在两个方面：识别——双链DNA分子的某种特定核苷酸序列.切割-—特定核苷酸序列中的特定位点。

③作用：断裂特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

④作用结果错误!—错误!（2）DNA连接酶(3)载体①种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

②质粒的特点错误!③运载体的作用：携带外源DNA片段进入受体细胞。

3．基因工程的基本操作程序（1)目的基因的获取①从基因文库中获取②人工合成错误!③利用PCR技术扩增（2）基因表达载体的构建—-基因工程的核心①目的：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,同时使目的基因能够表达和发挥作用。

②基因表达载体的组成(3）将目的基因导入受体细胞①转化含义：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内遗传和表达的过程.②转化方法生物类型植物动物微生物受体细胞体细胞受精卵大肠杆菌或酵母菌等(4)目的基因的检测与鉴定4。

PCR技术(1)原理：DNA复制。

（2)前提：已知目的基因的一段核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。

（3）条件：DNA模板、引物、热稳定DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸.（4)扩增过程变性温度上升到90～95 ℃左右，双链DNA解链为单链复性温度下降到55～60 ℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合延伸温度上升到70～75 ℃左右，Taq 酶从引物起始合成互补链,可使新链由5′端向3′端延伸（5）结果：上述三步反应完成后,一个DNA分子就变成了两个DNA分子,随着重复次数的增多，DNA分子就以2n的形式增加.PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。

第一讲基因工程知识点一 基因工程的基本操作工具 1．限制性核酸内切酶(1)来源：主要从原核生物中分离纯化而来。

(2)作用：识别特定的核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

(3)结果：产生黏性末端或平末端。

2．DNA 连接酶(1)常用载体——质粒⎩⎪⎨⎪⎧化学本质 ：双链环状DNA 分子特点⎩⎪⎨⎪⎧ 能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因(2)其他载体：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。

知识点二 基因工程的操作步骤[动漫演示更形象 见课件光盘] ⎩⎪⎨⎪⎧①从基因文库中获取②利用PCR 技术扩增③通过化学方法人工合成(2)基因表达载体构建组成⎩⎪⎨⎪⎧①目的基因②标记基因③终止子④启动子⎩⎪⎨⎪⎧①植物：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法②动物：显微注射技术③微生物：感受态细胞法⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧①利用DNA分子杂交技术检测目的基因的有无②利用分子杂交技术检测目的基因的转录③利用抗原—抗体杂交检测目的基因的翻译④利用个体生物学水平的检测鉴定重组性状的表达知识点三蛋白质工程(1)目的：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质结构进行分子设计。

(2)操作手段：基因修饰或基因合成。

(3)设计流程：一、理解运用能力判断有关基因工程叙述的正误。

(1)限制酶只能用于切割目的基因(×)(2)DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来(×)(3)E·coli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端(×)(4)质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体(√)(5)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达(√)(6)利用PCR技术能合成目的基因(√)(7)目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法(√)(8)检测目的基因是否导入受体细胞可用抗原—抗体杂交技术(×)(9)蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质(√)(10)蛋白质工程的操作对象是蛋白质分子(×) 二、读图析图能力据农杆菌转化法示意图回答下列问题： (1)农杆菌Ti 质粒中T －DNA 具有怎样的特点？答案：能转移到受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA 上。

2019-2020年人教版高中选修3《现代生物科技专题》生物专题1 基因工程1.4蛋白质工程的崛起练习题第五十八篇第1题【单选题】下列有关生物工程的说法错误的是( )A、基因工程能打破物种界限,定向地改造生物性状B、蛋自质工程是利用己有的蛋自质组装成新的蛋白质C、利用植物体细胞杂交技术可培育出“番茄一马铃薯”D、单克隆抗体制备用到了动物细胞培养技术【答案】：【解析】：第2题【单选题】下列关于蛋白质工程说法不正确的是( )A、蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠单克隆抗体的区段，降低鼠单克隆抗体免疫原性B、蛋白质工程可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性等加以改变C、理论上通过对关键氨基酸的置换与增删是进行蛋白质工程的唯一方法D、蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要【答案】：【解析】：第3题【单选题】关于蛋白质工程的基本流程，下列叙述正确的是( )①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列A、①→②→③→④B、④→②→①→③C、③→①→④→②D、③→④→①→②【答案】：【解析】：第4题【单选题】人们发现蛛丝蛋白比蚕丝蛋白更细，但强度却更大，于是有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推出其基因结构，以指导对蚕丝蛋白基因的修改，从而让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝，此过程的名称和依据的原理分别是( )A、基因突变：DNA→RNA→蛋白质B、基因工程：RNA→RNA→蛋白质C、基因工程：DNA→RNA→蛋白质D、蛋白质工程：蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质【答案】：【解析】：第5题【单选题】如图表示蛋白质工程的操作过程，下列说法不正确的是( )A、蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作B、蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术C、a、b过程分别是转录、翻译D、蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因【答案】：【解析】：第6题【单选题】作物脱毒、改善畜产品的品质、抗除草剂作物、可保存的干扰素、检测有毒物质依次是下列哪项生物技术的应用( )①基因工程②细胞工程③蛋白质工程A、①②②③②B、②①①③②C、②①②③②D、②①③③②【答案】：【解析】：第7题【单选题】图示意蛋白质工程流程，图中A，B在遗传学上依次表示( )A、转录和翻译B、翻译和转录C、复制和转录D、传递和表达【答案】：【解析】：第8题【单选题】要合成自然界中不存在的蛋白质首先应设计( )A、基因结构B、mRNA结构C、氨基酸序列D、蛋白质结构【答案】：【解析】：第9题【单选题】蛋白质工程与基因工程相比，其突出特点是( )A、基因工程原则上能生产任何蛋白质B、蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质C、蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现D、蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第三代基因工程【答案】：【解析】：第10题【单选题】蛋白质工程的基本途径是( )A、中心法则的简单逆转B、确定目的基因的碱基序列，并通过人工合成的方法合成或从基因库中获取，再通过改造目的基因，实现合成新的符合人类需求的蛋白质C、只是依据中心法则逆推，其过程不需要中心法则D、只是对蛋白质分子结构进行分子设计和改造【答案】：【解析】：第11题【单选题】蛋白质工程的实质是( )A、改变氨基酸结构B、改造蛋白质结构C、改变肽链结构D、改造基因结构【答案】：【解析】：第12题【单选题】A、蛋白质工程和基因工程的目的是获得人类需要的蛋白质，所以二者没有区别B、通过蛋白质工程改造后的蛋白质仍然是天然的蛋白质C、蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质D、蛋白质工程是在蛋白质分子水平上改造蛋白质的【答案】：【解析】：第13题【单选题】关于现代生物技术的应用叙述，不正确的是( )A、植物组织培养技术可用于转基因植物的培育B、动物细胞培养技术可以克隆出动物个体C、单克隆抗体技术可用于制备“生物导弹”D、蛋白质工程可以改造自然界现有的蛋白质【答案】：【解析】：第14题【单选题】A、实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质结构和功能的关系B、基因工程是蛋白质工程的关键技术C、蛋白质工程是对蛋白质分子的直接改造D、蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程【答案】：【解析】：第15题【综合题】如图是某单基因遗传病的家系图．有误为研究其发病机理，通常采用______获得大量致病基因，该技术成功的关键是要有______酶．为诊断2号个体是否携带致病基因，通常采用的分子生物学检测方法是______．该病会导致病人免疫能力下降，被病毒感染后的治疗需要大量的抗体．临床使用的小鼠免疫后制备的鼠源性单抗，具有______的优点，但存在一些弊端，其中之一是会引起人体抗鼠源抗体反应．5号个体在连续隔周注射某种鼠源性单抗治疗一种病毒感染性疾病，开始病毒量明显减少，一段时间后，这种病毒量又开始上升，排除病毒变异的因素，上升原因还可能是人体产生了______，使鼠源抗体不能发挥抗病毒的作用．目前，研究人员可应用______技术，改造鼠源性抗体分子的结构，降低鼠源性抗体的人体反应．【答案】：无【解析】：。

选修三现代生物科技专题基因工程基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。

（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。

（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。

2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。

②区别：E·coliDNA连接酶来源于E.coli，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。

(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。

DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。

3.“分子运输车”——载体（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。

②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。

③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

（2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌DNA之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。

（3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒(二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。

2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。

人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。

3.PCR技术扩增目的基因（1）原理：DNA双链复制（2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。