高二生物选修3 基因工程 ppt
人教版高中生物选修三基因工程
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
问题探讨：
1、为什么能把人的基因嫁接到 细菌上？
2、如何利用大肠杆菌生产胰岛 素？
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
第2节 基因工程及
其应用
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
基因工程
即 （基因拼接技术或DNA重组技术 ） 通俗的说，就是按照人们的意愿，把
一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改 造，然后放到另一种生物的细胞里，
如何“切割”目的基因？
…ATGAATTCA …TACTTAAGT
CTGAATTCG… GACTTAAGC…
EcoRI 剪切目的基因
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAA GGGATT
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAA GGGATT
基因的运输工具
Байду номын сангаас
运载体
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
1、基因工程的
剪刀： 限制性核酸内切酶(限制酶)
主要存在于微生物
特点: 一种限切酶只能识别一种 特定的核苷酸序列,并在特 定切点切割DNA分子
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
人教版高中生物选修3课件：专题1 基因工程 (共36张PPT)
目的基因的检测示意图
检测目的基因是否转录出了mRNA
过程:用上述探针和转基因生物的 mRNA杂交，若出现杂交带，表明目 的基因转录出了mRNA.
为具有新性状的动物
Ca2＋
微生 物细
胞
处理 增大 细胞 壁通
原核 细胞 或酵 母菌
透性
用Ca2＋处理细胞→感受 态细胞→重组表达载体 DNA分子与感受态细胞 混合→感受态细胞吸收
4.目的 基因的 检测与 鉴定
1.3 应用
一、基因工程的应用、安全性和生物武器 1．基因工程的应用 (1)动物:提高生长速度从而提高产品产量; 改善畜产品品质;生产药物;器官移植供体等 (2)植物:抗虫植物、抗病植物和抗逆植物; 利用转基因改良植物的品质. (3)基因诊断:采用基因检测的方法来判断患 者是否出现了基因异常或携带病原体。 (4)基因治疗:指利用正常基因置换或弥补缺 陷基因的治疗方法.
中心法则
复 制
DNA 转录 RNA 翻译 蛋白质
逆转录
蛋白质工程与基因工程的比较
项目 蛋白质工程
基因工程
预期蛋白质功
能→设计蛋白 目的基因的获取
质结构→推测 →基因表达载体
区 过 氨基酸序列→ 的构建→将目的
别
程
推测脱氧核苷 基因导入受体细 酸序列→合成 胞→目的基因的
DNA→表达 检测与鉴定
出蛋白质
D.多次重复.
PCR技术扩增与DNA复制的比较
PCR技术
DNA复制
高中生物选修三专题基因工程复习课件-PPT
蛋白质分子杂 交(抗原和抗体
同上
之间)
①抗虫或抗病得接种实验
个体生物学水平得 鉴定
②基因工程产品与天然产品活 性得比较
【例2】 (2009·福建高考·T32)转基因抗病香蕉得培 育过程如图所示。质粒上有Pst Ⅰ、Sma Ⅰ、EcoR Ⅰ、Apa Ⅰ等四种限制酶切割位点。请回答:
(_(P12_))s_构培t__Ⅰ建养__、含基__E抗中_c_病o得_R_基卡_Ⅰ_因那__得霉_,表对素达_会_载_抑含质_体_抗粒制_A_病香_时基_蕉_,因应_愈_得选_伤D_用_N组_A限_、进织制行细酶切胞割得。生 长,欲利用该培养基筛选已导入抗病基因得香蕉细胞,应 使基因表达载体A中含有______抗__卡__那__霉__素,作基为因标记基 因。
• (3)蛋白质工程与基因工程比较
项目
蛋白质工程
基因工程
预期蛋白质功能→设计预
过 期得蛋白质结构→推测应 程 有得氨基酸序列→找到对
应得脱氧核苷酸序列 区 别 实 定向改造或生产人类所需
质 蛋白质
获取目得基因→构建基 因表达载体→将目得基 因导入受体细胞→目得 基因得检测与鉴定
定向改造生物得遗传特 性,以获得人类所需得 生物类型或生物产品
• 【答案】 B
• (3)将目得基因导入受体细胞
• ①目得:目得基因进入受体细胞内并在受体细 胞内维持稳定和表达得过程。
• ②受体细胞种类不同,导入方法不同。
受体细 胞种类
方法
①农杆菌转化法:目得基因插入Ti质 粒得T－DNA→转入农杆菌→导入植 植物细 物细胞→稳定维持和表达 胞 ②基因枪法
③花粉管通道法
___0_,2____个游离得磷酸基团。
(2)若对图中质粒进行改造,插入得Sma Ⅰ酶切位点越多,质粒得
高二生物选修三《基因工程的概念》课件
(三)将目的基因导入受体细胞
转化——
导入方法
动物细胞——显微注射法(受精卵)
微生物细胞——感受态细胞（Ca2+）
植物细---
目的基因进入_________内，并且在 受体细胞内维持_____和_____的过程
（第二代基因工程）
2.对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？
答：毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造，主要原因如下： （1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。 （2）对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多。
限制酶
黏性末端
同一种限制酶
的黏性末端
切口
DNA连接酶
相同
(二)基因表达载体的构建
基因表达载体的组成：
复制原点+启动子+目的基因+终止子+标记基因
启动子：结合RNA聚合酶 开始转录mRNA
终止子：位于基因尾端 终止转录mRNA
标记基因：鉴别目3、获取方法：
① 概念：PCR全称为_______________，是一项 在生物____复制__________ _的核酸合成技术
③条件：________ 、 _______________、 ___________ 、 ___________. 前提条件：
DNA探针和目的基因单链杂交
方法：DNA分子杂交
方法:分子杂交
方法：抗原抗体杂交
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
2020/7/11
21
EcoRI 剪切目的基因
CTTCATG GAAGTACTTAA
AATTCCCTAA GGGATT
黏性末端
目的基因 AATTCCGTAG
GGCATCTTAA
2020/7/11
22
小结：每种限制酶只能识别双链 DNA分子的某种________________； 并使每一条链中特定部位的两个核 苷酸之间的____________断开，
第2节
基因工程及 其应用
2020/7/11
6
基因工程
即 （ 基因拼接技术或D）NA重组技术
通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种
基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细 胞里，
地改造生物的
。
定向
遗传性状
2020/7/11
7
【例1】科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴 的生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的
19
EcoRI 剪切目的基因
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAA GGGATT
2020/7/11
20
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAA GGGATT
作用于： 磷酸二酯键
• Content
第2节 基因工程及其应用
1
“嫁接”了人胰岛素基因的大肠杆菌
2020/7/11
2
1982年第一例转基因动物问世。科学家将大鼠的生 长激素基因导入小鼠体内，使小鼠体重为正常个体 的二倍，被称为"超级小鼠"。
2020/7/11
高二生物人教版选修三 基因工程专题复习课件 (共27张PPT)
PCR技术
“√”，若不选用该引物则划“×”）。
检测鉴定
（3）研究者进一步将含有新蛋白A基因的重组质粒和______分别导入大肠杆菌，提取培养液中 实验设计
的蛋白质，用______方法检测并比较三组受体菌蛋白A的表达产物，判断新蛋白A基因表达效率 是否提高。为检测表达产物的生物活性，研究者将上述各组表达产物加入到长满了植物病菌的
四个步骤
例题3.
D
载体的共同特点
• 能在细胞中稳定保存并大量复制； • 含有多个限制酶切点，以便与外源基因连接； • 含有便于筛选的标记基因（一般为各种抗性基因，
如抗氨苄青霉素基因）； • 能启动外源目的基因的转录和翻译。
例题4. 为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出
花色基因C(图1)，拟将其与质粒(图2)重组，再借助农杆菌导入
小结
基 因 工 程
（4）作为微生物农药，喷洒蛋白A基因的发酵产物而不是转蛋白A基因的 大肠杆菌，其优点是_________。
研究背景
萝卜的蛋白A具有广泛的抗植物病菌作用，而且对人体没有影响。我国科学家欲 获得高效表达蛋白A的转基因大肠杆菌作为微生物农药，做了相关研究。
基因工程
（1）研究者用相同的________处理蛋白A基因和pET质粒，得到重组质粒，再将重组质粒置于 经_________处理的大肠杆菌细胞悬液中，获得转基因大肠杆菌。
而且对人体没有影响。我国科学家欲获得高效表达蛋白 A的转基因大肠杆菌作为微生物农药，做了相关研究。
（1）研究者用相同的___________处理蛋白A基因和 pET质粒，得到重组质粒，再将重组质粒置于经 _________处理的大肠杆菌细胞悬液中，获得转基因大 肠杆菌。
检测发现，转入的蛋白A基因在大肠杆菌细胞中表 达效率很低，研究者推测不同生物对密码子具有不同的 偏好，因而设计了与蛋白A基因结合的两对引物（引物B 和C中都替换了一个碱基），并按图2方式依次进行4次 PCR扩增，以得到新的蛋白A基因。
人教版高中生物选修(三)-专题1《基因工程》专题复习 课件 (共74张PPT)
一、基因工程的基本操作工具
１. 基因工程的概念 这种技术是在生物体外，通过对 DNA分子进行人工“剪切”和 “拼接”，对生物的基因进行改 造和重新组合，然后导入受体细 胞内进行无性繁殖，使重组基因 在受体细胞内表达，产生出人类 所需要的基因产物。
“分子手术刀” ——限制酶
1、来源： 主要是从原核生物中分离纯化出来的一
解旋酶
DNA 分子
作用 部位
磷酸二 酯键
磷酸二 酯键
将双链DNA片 段“缝合” 起来，恢复 被限制酶切 开了的两个 核苷酸之间 的磷酸二酯 键 形成重组DNA 分子
磷酸二 酯键
碱基对间 的氢键
切割目的基因及载体， 能专一性识别双链DNA 分子的某种特定的核 作用 苷酸序列，并且使每 特点 一条链中特定部位的 两个核苷酸之间的磷 酸二酯键断开 作用 形成黏性末端或平末 结果 端
2. 载体的种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 3. 常用的载体： 质粒
提醒 ①一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要 求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行 人工改造。 ②常见的标记基因有抗生素抗性基因、产生特定颜色的表 达产物基因、发光基因等。 ③作为载体必须具有一个至多个限制酶切点，而且每种酶 的切点最好只有一个。因为某种限制酶只能识别单一切点，若 载体上有一个以上的酶切点，则切割重组后可能丢失某些片段， 若丢失的片段含复制起点区，则进入受体细胞后便不能自主复 制。一个载体若只有某种限制酶的一个切点，则酶切后既能把 环打开接纳外源DNA片段，又不会丢失自己的片段。 ④注意与细胞膜上载体的区别，两者的化学本质和作用都 不相同。 ⑤质粒能自我复制，既可在自身细胞、受体细胞内，也可 在体外。
“分子缝合针” —ＤＮＡ连接酶
选修三-专题一-基因工程1PPT课件
技术发明使基因工程的实施成为可能 1.基因转移载体的发现 2.工具酶的发现 3.DNA合成和测序技术的发明 4.DNA体外重组的实现 5.重组DNA表达实验的成功 6.第一例转基因动物问世 7.PCR技术的发明
2021
基因工程的概念
基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重 组技术。通俗地说，就是按照人们的意 愿，把一种生物的某种基因提取出来， 加以修饰改造，然后放到另一种生物的 细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
间连接起来，不能将双链DNA片段平末端之
间进行连接
T4 DNA 连接酶
既可“缝合”双链DNA片段互补的黏性
末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末
端，但连接平末端之间的效率比较低
2021
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
相同点： 两者都是形成磷酸二酯键。
不同点： DNA连接酶:是将DNA双链上的两个缺口同
胞染色体外能够自我复制。
2021
大肠杆菌质粒的分子结构示意图
2021
大肠杆菌质粒的分子结构示意图
2021
（4）必需是安全的，不会对受体细 胞有害，也就是能够安全地“借居” 在受体细胞中。
（5）分子大小应适合，以便提取和 在体外进行操作。
实际上自然存在的质粒DNA分子并不 完全具备上述条件，都要进行人工改 造后才能用于基因工程操作。
2、种类：4000种。
3、作用：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。
4、结果：形成两种末端 粘性末端
平末端
2021
什么叫磷酸二酯键？
2021
5
A
磷
4
1
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高二生物选修3 基因工程 ppt
解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具, 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具, 剪刀——限制性内切酶关键步骤一的工具:基因的剪刀——限制性内切酶关键步骤一的工具:基因的剪刀针线——DNA连接酶关键步骤二的工具:基因的针线——DNA连接酶关键步骤二的工具:基因的针线运载工具——运载体关键步骤三的工具:基因的运载工具——运载体关键步骤三的工具:基因的运载工具
一、“分子手术刀” ——限制性核酸内切分子手术刀” ——限制性核酸内切酶主要是从原核生物中分离纯化出来原核生物中分离纯化出来的一主要是从原核生物中分离纯化出来的一 1、来源: 来源: 种酶。
能将外来的DNA切断切断，种酶。
能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的分子内部进行的，切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶。
名限制性内切酶。
2、种类:4000种。
种类:4000种识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸 3、作用: 作用: 序列，并且使每一条链中特定部位序列，并且使每一条链中特定部位的两特定部位的两磷酸二酯键断开个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
粘性末端平末端 4、结果: 结果: 形成两种末端
分子缝合针” DNA连接酶二、“分子缝合针” —— DNA连接酶 1、种类:两类、种类: Ecoli DNA连接酶连接酶 T4 DNA连接酶连接酶 2、作用部位: 、作用部位: 磷酸二酯键 DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙 DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙连接酶可把黏性末端“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连缝合”起来，接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了分子就形成了。
接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。
“分子缝合针”——DNA连接酶分子缝合针” 分子缝合针连接酶 1、作用:恢复被限制性内切酶切开了的两个、作用: 的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 2、分类:从大肠杆菌中分离得到、分类: 从T4噬菌体分离得到 3、区别:E.coli连接黏性末端、区别: 连接黏性末端 T4既能连接黏性末端，又可以连接既能连接黏性末端，平末端(效率低) 平末端(效率低)
“分子运输车”——基因进入细胞的载体分子运输车” 分子运输车基因进入细胞的载体 1、常用载体:质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒、常用载体:质粒、噬菌体衍生物噬菌体衍生物、 2、质粒:最常用的载体、质粒: 是一种裸露的、结构简单、是一种裸露的、结构简单、独立于拟核之外、并具有自我复制能力的双链DNA 之外、并具有自我复制能力的双链分子
质粒作为载体的条件: 载体的条件能在宿主细胞内复制并稳定的遗传具有多
个限制酶切点具有某些遗传标记基因( 具有某些遗传标记基因(标记基因
基因工程的基本操作程序主要包括四个基本步骤: 四个基本步骤: 1)目的基因
的获取 2)基因表达载体的构建 3)将目的基因导入受体细胞 4)目的基因的检测
与鉴定
返回过程优点缺点供体细胞DNA ?DNA 供体细胞DNA 工作量大，工作量大，片段? 直接分离片段?不同受体细有盲目性，有盲目性，法 DNA片段扩增片段扩增? 胞?DNA片段扩增? 操作简便目的基因含有不表达的鸟枪法)目的基因细胞? (鸟枪法)目的基因细胞?目内含子的基因 mRNA ?单链DNA 单链DNA 反转录法双链DNA ?双链DNA 专一性强，专一性强，操作过程麻目的基因烦，mRNA 生存时间短，不含内含生存时间短，技术要求高子目前复杂的尚
不知的核苷酸序列不能合成专一性最据已知的氨基酸序列 mRNA 强，目的氨基酸序基因不含双链DNA 双链列合成内含子
2目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合首先要用一定的限制酶切割质粒，首先要用一定的限制酶切割质粒，使质粒出现一个切口，露出黏性末端。
一个切口，露出黏性末端。
然后用同一种限制酶切断目的基因，然后用同一种限制酶切断目的基因，使其产生同一种限制酶切断目的基因相同的黏性末端。
相同的黏性末端。
将切下的目的基因的片段插入质粒的切口处，将切下的目的基因的片段插入质粒的切口处，连接酶，再加入适量DNA连接酶，质粒的黏性末端与再加入适量连接酶目的基因DNA片段的黏性末端就会因碱基互目的基因片段的黏性末端就会因碱基互补配对而结合，形成了一个重组DNA分子。
分子。
补配对而结合，形成了一个重组分子
步骤三:目的基因导入受体细胞---转化步骤三:目的基因导入受体细胞---转化常用的受体细胞: 常用的受体细胞: 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。
酵母菌和动植物细胞等。
将目的基因导入受体细胞的原理借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
3将目的基因导将目的基因导入受体细胞受体细胞: 受体细胞:细菌氯化钙基因工程中常用的细胞壁的通透性增大受体细胞有大肠杆受体细胞有大肠杆枯草杆菌、菌、枯草杆菌、土重组质粒进入受体细胞壤农杆壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。
和动植物细胞等。
目的基因随受体细胞的繁殖而复制
受体细胞的选择 1、原核生物细胞: 、 (1)优点:容易摄取外界的基因(目的基因)， )优点:容易摄取外界的基因(目的基因)，繁殖快，繁殖快，便于培养和基因操作 (2)主要生物:大肠杆菌、蓝藻 )主要生物:大肠杆菌、 2、真核生物细胞:
2、真核生物细胞: 酵母主植物细胞植物细胞——活的植物离体体细胞在活的植物离体体细胞活的植物离体体细胞在要合适的培养条件下比较容易再分化成合适的培养条件下比较容易再分化成生植株(转基因植物) 植株(转基因植物) 物动物细胞——常采用生殖细胞、受精返常采用生殖细胞、动物细胞常采用生殖细胞回卵细胞或胚胎细胞(转基因动物) 卵细胞或胚胎细胞(转基因动物) 步骤四:目的基因的检测与鉴定步骤四: 氨苄青霉素抗性基因四环素抗性基因
四、目的基因的检测与鉴定 1、检测与鉴定的目的、目的基因进入受体细胞后，目的基因进入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性 2、、检测目的基因是否插入了转基因生物的染色体DNA上上检测目的基因是否插入了转基因生物的染色体检测目的基因是否转录出了mRNA 检测目的基因是否转录出了检测目的基因是否翻译成蛋白质另外: 另外:个体生物学水平的鉴定思考:检测是否合成，可以用分子杂交的方法吗, 思考:检测mRNA 是否合成，可以用分子杂交的方法吗, ##检测目的基因是否翻译成蛋白质抗原抗体杂交检测目的基因是否翻译成蛋白质—抗原—抗体杂交检测目的基因是否翻译成蛋白质##个体生物学水平的鉴定个体生物学水平的鉴定——个体生物学水平的鉴定受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因受体细胞摄入DNA分子后就说明目的
基因完成了表达吗, 完成了表达吗, 不能，受体细胞必须表现出特定的性状，不
能，。