高中生物:《基因工程》专题-重难点突破

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高中生物:《基因工程》专题-重难点突破

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重难点突破
1.DNA聚合酶和DNA连接酶的比较
比较项目 DNA聚合酶 DNA连接酶
不 同 点 形成磷酸二酯键的方式 只能将单个脱氧核苷酸加到已有的核酸片段的3’末端的羟基上,形成磷酸二酯键 是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,不是在单个脱氧核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键
是否需要模板 以一条DNA链为模板,将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链 是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来,因DNA连接酶不需要模板
相同点 两者都能形成磷酸二酯键
2.转基因产品的比较
在本专题的教材中,列举了大量的转基因产品,下面就转基因产品的种类、外源基因的类型及取得的成果,归纳如下:
外源基因类型及举例 成果举例
植物基因工程 抗虫转基因植物 抗虫基因:Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因 抗虫水稻、抗虫棉
抗病转基因植物 抗病毒基因:病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因 抗病毒烟草、抗病毒小麦、抗病毒番茄、抗病毒甜椒
抗逆转基因植物 抗逆基因:渗透压调节基因、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因 抗盐碱和抗干旱的烟草、抗寒番茄、抗除草剂的大豆和玉米
改良品质的转基因植物 优良性状基因:提高必需氨基酸含量的蛋白质编码基因、控制番茄成熟的基因、与花青素代谢有关的基因 高赖氨酸玉米、耐储存番茄、新花色矮牵牛
动物基因工程 提高生长速度的转基因动物 外源生长激素基因 转基因绵羊、转基因鲤鱼
改善畜产品品质的转基因动物 肠乳糖酶基因 乳汁中含乳糖较小的转基因牛
生产药物的转基因动物 药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子 具有乳腺生物反应器的转基因动物
作器管移植供体的转基因动物 外源的抗原决定基因表达的调节因子或除去供体的抗原决定基因 无免疫排斥的转基因猪
3.什么是生物反应器
 利用酶或生物体(如微生物、动植物细胞),通过生物方法将原料转化为特定产品的容器称为生物反应器。目前常见的类型有动物血液生物反应器和动物的乳腺生物反应器。它是建立在转基因工程技术基础上,即把转基因生物作为生物反应器,产生转基因产品。
通过血液生物反应器可以生产血红蛋白等,通过乳腺生物反应器可以生产多肽类药物如胰岛素、干扰素等,基因工程疫苗和抗体等。
通过生物反应器生产的产品,因具有稳定的生物活性、产品成本低,可以大规模生产、产品质量高,易提纯等特点而迅速成为巨大的产业。
4.蛋白质工程与基因工程比较
   项目光 蛋白质工程   基因工程  
区别 过程 预期蛋白质功能→设计蛋白质三维结构→推测氨基酸序列(多肽链)→合成DNA→表达出蛋白质 获取目的基因→构建表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定
实质   通过改造基因,以定向改造天然蛋白质,甚至创造自然界不存在的蛋白质   将目的基因从供体转移到受体细胞,并在受体细胞中表达,以定向改造生物的遗传特性 
结果   合成自然界不存在的蛋白质   只能生产自然界已存在的蛋白质  
联系   蛋白质工程是在基因工程基础上,延伸出的第二代基因工程  
5.基因工程的最新科技应用----基因靶向技术
2007年10月8日,诺贝尔生理学奖和医学奖在斯德哥尔摩揭晓,DNA双螺旋的发现者沃森的学生卡佩奇和其他两位科学家因“基因靶向技术”一同获得诺贝尔奖,共同获得154万美元的奖金。这3位获奖科学家,利用“基因靶向”技术让小鼠体内的特定基因失去活性,培养出研究价值极高的“基因敲除”小鼠。
“基因敲除”小鼠的具体做法是:先通过基因重组的办法,对小鼠胚胎干细胞进行基因修饰——将胚胎干细胞中的靶向基因改掉,然后将“修饰”后的胚胎干细胞植入小鼠的早期胚胎,生成嵌合体小鼠,这种小鼠长大后,体内部分细胞内存在被修饰过的DNA片段,而一些可疑基因已经被“敲”掉了,如果“敲掉”小鼠生殖细胞里的目标基因,则出生后的小鼠体内所有的细胞都是被“修饰”过的。世界上很多大型研究机构都培育了“基因敲除”小鼠,其家族已发展到数千个品系,这说明,越来越多的病根被“敲”出来了。
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