【必背知识点】人教生物选择性必修3第3章 基因工程 第2-3节
文档属性
| 名称 | 【必背知识点】人教生物选择性必修3第3章 基因工程 第2-3节 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-12 00:09:29 | ||
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文档简介
第3章 基因工程
第2节 基因工程的基本操作程序
1．培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：目的基因的筛选与获取、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。（P76）
2．PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据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。（P77）
3．PCR技术可以分为变性、复性和延伸三步。（如下图）（P78）
4．PCR反应过程可以在PCR扩增仪（PCR仪）中自动完成，完成以后，常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物。（P79）
5．基因表达载体要包括以下四个基本的结构：目的基因、启动子、终止子、标记基因。（P80）
6．构建基因表达载体的目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。（P80）
7．启动子位于目的基因的上游，它是RNA聚合酶识别和结合的部位。（P80）
8．标记基因的作用：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。（或供重组DNA的鉴定和选择）。
9．熟悉基因表达载体构建的过程。
10．花粉管通道法有多种操作方式。例如，可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；可以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，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。除此之外，将目的基因导入植物细胞常用的方法还有农杆菌转化法。（P81）
11．转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。（P81“资料卡”）
12．农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力。农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T－DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。根据农杆菌的这种特点，如果将目的基因插入Ti质粒的T－DNA中，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞。（如下图）（P81“资料卡”）
13．检查转基因抗虫棉是否培育成功，首先是分子水平的检测，包括通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA；从转基因棉花中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交，检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白等。
其次，还需要进行个体生物学水平的鉴定。例如，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。（P82）
14．培育转基因抗虫棉的四个步骤，其实就反映了基因工程的基本操作程序。（P82）
基因工程的基本操作流程图
15．在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建基因文库来获取目的基因。（P82）
16．将目的基因导入动物受精卵最常用的一种方法是利用显微注射将目的基因注入动物的受精卵中，这个受精卵将发育成为具有新性状的动物。在基因工程操作中，常用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛。研究人员一般先用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。（P82）
第3节 基因工程的应用
1．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。（P90）
2．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。（P91“相关信息”）
3．目前，科学家正尝试利用基因工程技术对猪的器官进行改造，采用的方法是在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。（P91）
第4节 蛋白质工程的原理和应用
1．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。（P93）
2．基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。（P93）
3．蛋白质工程的基本思路是：从预期的蛋白质功能出发→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（如下图）。（P94）
蛋白质工程的基本思路
知识点默写
1．培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：目的基因的筛选与获取、 、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
2．PCR反应需要在一定的 中才能进行，需提供DNA模板，2种 ，4种脱氧核糖核苷酸和 酶。
3．PCR技术可以分为变性、复性和延伸三步。（如下图）
4．PCR反应过程可以在PCR扩增仪（PCR仪）中自动完成，完成以后，常采用 来鉴定PCR的产物。
5．基因表达载体是载体的一种，除目的基因、标记基因外，还必须含有 等。
6．构建基因表达载体的目的：_______________________________________________
________________________________________________________________________
7．启动子位于目的基因的 ，它是 识别和结合的部位。
8．标记基因的作用： 。（P80）
9．转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持 的过程。
10．检查转基因抗虫棉是否培育成功，首先是分子水平的检测，包括通过 检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了 ；从转基因棉花中提取蛋白质，用相应的抗体进行 杂交，检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白等。
其次，还需要进行 水平的鉴定。例如，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。
11．将目的基因导入受体细胞的方法
受体细胞类型 方法
植物细胞 农杆菌转化法、 法
动物细胞 （注射到受精卵内）
微生物细胞
12.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。
【知识点默写参考答案】
1．基因表达载体的构建 2.缓冲溶液 引物 耐高温的DNA聚合 3.90℃ 碱基互补配对 72℃ 4.琼脂糖凝胶电泳 5.启动子、终止子 6.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 7.上游 RNA聚合酶 8.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。(或供重组DNA的鉴定和选择) 9.稳定和表达 10.PCR等技术 mRNA 抗原—抗体 个体生物学 11.花粉管通道 显微注射技术 感受态细胞法(Ca2＋处理法) 12.大小和构象
第4章 生物技术的安全性与伦理问题
第1节 转基因产品的安全性
1．对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域，这是因为微生物具有生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点。（P101）
2．在转基因研究工作中，科学家会采取很多方法防止基因污染。例如，我国科学家将来自玉米的α 淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α 淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播。（P102“相关信息”）
第2节 关注生殖性克隆人
1．生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们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。两者有着本质的区别。（P106）
2．有的伦理学家认为，生殖性克隆人是在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人，严重地违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用。（P107）
3．我国政府一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。（P108）
4．试管婴儿与设计试管婴儿
试管婴儿与设计试管婴儿都是有性生殖，都要通过①体外受精，并进行②体外早期胚胎培养和③胚胎移植，不同的是设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断。（P109“思考·讨论”）
第3节 禁止生物武器
生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等，例如，天花病毒、波特淋菌、霍乱弧菌和炭疽杆菌都可以用来制造生物武器。生物武器的致病能力强、攻击范围广。它可以直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布，经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人、畜体内，造成大规模伤亡，也能大量损害植物。（P111）
第2节 基因工程的基本操作程序
1．培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：目的基因的筛选与获取、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。（P76）
2．PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据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。（P77）
3．PCR技术可以分为变性、复性和延伸三步。（如下图）（P78）
4．PCR反应过程可以在PCR扩增仪（PCR仪）中自动完成，完成以后，常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物。（P79）
5．基因表达载体要包括以下四个基本的结构：目的基因、启动子、终止子、标记基因。（P80）
6．构建基因表达载体的目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。（P80）
7．启动子位于目的基因的上游，它是RNA聚合酶识别和结合的部位。（P80）
8．标记基因的作用：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。（或供重组DNA的鉴定和选择）。
9．熟悉基因表达载体构建的过程。
10．花粉管通道法有多种操作方式。例如，可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；可以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，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。除此之外，将目的基因导入植物细胞常用的方法还有农杆菌转化法。（P81）
11．转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。（P81“资料卡”）
12．农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力。农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T－DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。根据农杆菌的这种特点，如果将目的基因插入Ti质粒的T－DNA中，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞。（如下图）（P81“资料卡”）
13．检查转基因抗虫棉是否培育成功，首先是分子水平的检测，包括通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA；从转基因棉花中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交，检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白等。
其次，还需要进行个体生物学水平的鉴定。例如，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。（P82）
14．培育转基因抗虫棉的四个步骤，其实就反映了基因工程的基本操作程序。（P82）
基因工程的基本操作流程图
15．在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建基因文库来获取目的基因。（P82）
16．将目的基因导入动物受精卵最常用的一种方法是利用显微注射将目的基因注入动物的受精卵中，这个受精卵将发育成为具有新性状的动物。在基因工程操作中，常用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛。研究人员一般先用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。（P82）
第3节 基因工程的应用
1．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。（P90）
2．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。（P91“相关信息”）
3．目前，科学家正尝试利用基因工程技术对猪的器官进行改造，采用的方法是在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。（P91）
第4节 蛋白质工程的原理和应用
1．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。（P93）
2．基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。（P93）
3．蛋白质工程的基本思路是：从预期的蛋白质功能出发→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（如下图）。（P94）
蛋白质工程的基本思路
知识点默写
1．培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：目的基因的筛选与获取、 、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
2．PCR反应需要在一定的 中才能进行，需提供DNA模板，2种 ，4种脱氧核糖核苷酸和 酶。
3．PCR技术可以分为变性、复性和延伸三步。（如下图）
4．PCR反应过程可以在PCR扩增仪（PCR仪）中自动完成，完成以后，常采用 来鉴定PCR的产物。
5．基因表达载体是载体的一种，除目的基因、标记基因外，还必须含有 等。
6．构建基因表达载体的目的：_______________________________________________
________________________________________________________________________
7．启动子位于目的基因的 ，它是 识别和结合的部位。
8．标记基因的作用： 。（P80）
9．转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持 的过程。
10．检查转基因抗虫棉是否培育成功，首先是分子水平的检测，包括通过 检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了 ；从转基因棉花中提取蛋白质，用相应的抗体进行 杂交，检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白等。
其次，还需要进行 水平的鉴定。例如，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。
11．将目的基因导入受体细胞的方法
受体细胞类型 方法
植物细胞 农杆菌转化法、 法
动物细胞 （注射到受精卵内）
微生物细胞
12.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。
【知识点默写参考答案】
1．基因表达载体的构建 2.缓冲溶液 引物 耐高温的DNA聚合 3.90℃ 碱基互补配对 72℃ 4.琼脂糖凝胶电泳 5.启动子、终止子 6.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 7.上游 RNA聚合酶 8.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。(或供重组DNA的鉴定和选择) 9.稳定和表达 10.PCR等技术 mRNA 抗原—抗体 个体生物学 11.花粉管通道 显微注射技术 感受态细胞法(Ca2＋处理法) 12.大小和构象
第4章 生物技术的安全性与伦理问题
第1节 转基因产品的安全性
1．对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域，这是因为微生物具有生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点。（P101）
2．在转基因研究工作中，科学家会采取很多方法防止基因污染。例如，我国科学家将来自玉米的α 淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α 淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播。（P102“相关信息”）
第2节 关注生殖性克隆人
1．生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们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。两者有着本质的区别。（P106）
2．有的伦理学家认为，生殖性克隆人是在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人，严重地违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用。（P107）
3．我国政府一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。（P108）
4．试管婴儿与设计试管婴儿
试管婴儿与设计试管婴儿都是有性生殖，都要通过①体外受精，并进行②体外早期胚胎培养和③胚胎移植，不同的是设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断。（P109“思考·讨论”）
第3节 禁止生物武器
生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等，例如，天花病毒、波特淋菌、霍乱弧菌和炭疽杆菌都可以用来制造生物武器。生物武器的致病能力强、攻击范围广。它可以直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布，经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人、畜体内，造成大规模伤亡，也能大量损害植物。（P111）