1、知识内容 考纲要求 考纲理解 基因工程的诞生 说出基因工程的概念；简述基因工程的诞生历程；简述基因工程的理论基础与技术支持；理解基因工程的三大基本工具的特点及作用 基因工程的原理及技术 理解基因工程的有关概念和原理；掌握基因工程的基本操作程序的四个步骤；学会设计某一转基因生物的培育过程，具体到目的基因的获取方式、表达载体的构建方式、基因检测鉴定的方法 基因工程的应用 学会基因工程成果典型实例分析及应用；举例说出基因工程在农业、医疗、环境保护等方面的广泛应用及其发展前景 蛋白质工程 说出蛋白质工程的原理、思路、途径和意义；知道蛋白质工程及其与基因工程的区别和联系 一、基因工程的基本操作程序1如何
2、理解基因工程的概念 别名 基因拼接技术或DNA重组技术 主要技术 体外DNA重组技术和转基因技术 操作环境 体外 操作水平 DNA分子水平 理论依据 基因重组 基本过程 剪切拼接导入表达 结果 创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品(创造出人类需要的基因产物)2.基因工程的载体必须满足什么条件？(1)载体DNA必须有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上去。这些供目的基因插入的限制酶的切点所处的位置，还必须是在质粒本身需要的基因片段之外，这样才不至于因目的基因的插入而失活。(2)载体DNA必须具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制。
3、(3)载体DNA必须带有标记基因，以便重组后进行重组子的筛选。(4)载体DNA必须是安全的，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。(5)载体DNA分子大小应适合，以便提取和在体外进行操作，太大就不便操作。3构建基因表达载体的过程如何？(1)用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有黏性末端的切口；(2)用同种限制酶切断目的基因，产生相同的黏性末端；(3)将切下的目的基因片段，插入质粒的切口处，再加入适量DNA连接酶，使两者结合成重组质粒。4目的基因的检测与鉴定类型有哪些？类型 步骤 检测内容 方法 分子 检测 第一步 目的基因是否导入受体细胞 DNA分子杂交技术(DNA和
4、DNA之间)第二步 目的基因是否转录出mRNA 核酸分子杂交技术(DNA和mRNA之间)第三步 目的基因是否翻译出蛋白质 蛋白质分子杂交(抗原抗体之间)个体水平鉴定 包括抗虫、抗病的接种实验，以确定是否有抗性以及抗性程度；基因工程产品与天然产品活性比较，以确定功能是否相同等 5.归纳转基因生物与目的基因的关系。转基因生物 目的基因 目的基因从何来 抗虫棉 Bt毒蛋白基因 苏云金芽孢杆菌 抗真菌 立枯丝核菌的烟草 几丁质酶基因和抗毒素合成基因 抗盐碱和干旱作物 调节细胞渗透压的基因 耐寒的番茄 抗冻蛋白基因 鱼 抗除草剂大豆 抗除草剂基因 增强甜味的水果 甜味基因 降低乳糖的奶牛 肠乳糖酶基因
5、生产胰岛素的工程菌 人胰岛素基因 人 6.大肠杆菌能生产糖蛋白吗？酵母菌是真核生物，细胞内有内质网和高尔基体等细胞器，因此能生产糖蛋白，而干扰素是糖蛋白，故酵母菌细胞能够生产干扰素；但是大肠杆菌是原核生物，细胞内没有这些细胞器，那又怎么能生产如干扰素等物质呢？由哺乳动物细胞分泌的天然干扰素是糖蛋白，但是这并不意味着由基因工程技术生产的重组人干扰素就一定是糖蛋白。据科学家的研究资料显示，用大肠杆菌生产出来的干扰素是没有糖链的，但同样能够抑制病毒在细胞内的增殖，加强巨噬细胞的吞噬作用和对癌细胞的杀伤作用。可见，大肠杆菌可以生产干扰素，但没有证据表明大肠杆菌能生产糖蛋白。7蛋白质工程与基因工程有何区
6、别与联系？项目 蛋白质工程 基因工程 区 别 过程 预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有的蛋白质序列找到对应的氨基酸序列找到对应的脱氧核苷酸序列 获取目的基因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蛋白质 定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品 结果 生产自然界没有的蛋白质 生产自然界已有的蛋白质 联系 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。因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现 知识点1：DNA重组技术的基本工具【例1】下列关于各种酶作用的叙述，不正确的是()ADNA
7、连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接BRNA聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录C一种限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因DT4DNA连接酶连接平末端的效率比连接黏性末端的低【思路点拨】本题考查限制酶的作用。酶具有专一性，一种限制酶只能识别一种核苷酸序列，不过一种限制酶确实可切割出多种目的基因，因为这些目的基因可能都含有该种限制酶所能识别的序列。【答案】C【举一反三】(2010潍坊模拟)质粒作为“分子运输车”的条件是()能够自我复制 双链环状DNA分子 有多个限制酶切点 有标记基因 真核细胞中没有A BC D【思路点拨】载体具备的条件是：能自我复制；有标记基因；最
8、好有多个限制酶切点；能在宿主细胞内稳定存在并大量复制。C知识点2：基因工程的基本操作程序【例2】基因工程的正确操作步骤是()构建基因表达载体将目的基因导入受体细胞检测目的基因的表达是否符合特定性状要求获取目的基因A BC DC【思路点拨】本题考查基因工程的基本操作程序。平常要熟记基因工程的“四步曲”：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、目的基因的检测和鉴定。【举一反三】采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是()将毒素蛋白注射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的
9、体细胞，再进行组织培养 将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵ABCDC【思路点拨】根据基因工程一般要经历四个步骤分析，上述、操作是正确的。将毒素蛋白注射到棉受精卵中，没有获得目的基因，将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中，没有将目的基因与受体细胞结合，所以、是错误的操作。知识点3：基因工程的应用【例3】抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是()A抗病毒转基因植物，可以抵抗所有病毒B抗病毒转基因植物，对病毒的抗性具有局限性或特异性C抗病毒转基因植物可以抗害虫D抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异【思路点拨】单抗病毒转基因植物只可以抵抗某些病毒，不
10、是所有病毒，不可以抗虫。抗病毒转基因植物连续种植若干代后也有可能因发生基因突变而不具抗病毒性状。【答案】B【举一反三】转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有Pst、Sma、EcoR、Apa等四种限制酶切割位点。请回答：(1)构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶 _，对 _进行切割。Pst、EcoR 含抗病基因的DNA、质粒(2)培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有_，作为标记基因。(3)香蕉组织细胞具有_，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中、依次表示组织培养过程中香蕉组
11、织细胞的_。脱分化、再分化 全能性 抗卡那霉素基因 【思路点拨】本题考查基因工程的有关知识。(1)从图可看出，只有Pst、EcoR两种酶能保持抗病基因结构的完整性，所以构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶Pst、EcoR两种酶，对抗病基因的DNA和质粒进行切割。(2)卡那霉素能抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有抗卡那霉素基因，以此作为标记基因。(3)香蕉组织细胞具有全能性，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中、依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的脱分化和再分化。知识点4：蛋白质工程的崛起【例4
12、】(2010南京调研)下列关于蛋白质工程的说法，正确的是()A蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作B蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子C对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的B【思路点拨】蛋白质工程通过对基因改造实现对蛋白质的改造；蛋白质工程可生产自然界中没有的蛋白质。【举一反三】中心法则阐明了遗传信息的传递方向。蛋白质工程运用所谓的反向生物学技术，构建其生物学功能优良于天然蛋白质的新型蛋白质，其最终需要改造对象是()A基因 B蛋白质C细胞 D细胞培养条件设计A【思路点拨】本题考查蛋白质工程的流程：由预期蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)，这样对原有的基因进行改造，可以创造自然界不存在的蛋白质。【规律方法】蛋白质工程的实质是改造基因，蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质。基因工程是蛋白质工程的关键技术，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，是包含多学科的综合科技工程领域。
