2016届高考生物(人教版选修三)大一轮复习课件：专题一《1.3、1.4 基因工程的应用 蛋白质工程的崛起》
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高考高中生物选修三专题一复习PPT课件
分基因，这个基因就精选PPT课件20
叫做部分基因，如 cDNA。(2)基因组和 cDNA文库的比较：
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22
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12
(3)在基因工程中的作用特点：
专一性：只能识别DNA分子中特定的核苷酸序列， 且只能在每一条链中特定的部位进行切割，这种 能被特异性识别的切割部位都具有回文序列。也 就是在切割部位，一条链正向读的碱基顺序，与 另一条链反向读的顺序完全一致。
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13
(4)作用结果——形成DNA片段末端：
(3)DNA复制、PCR技术与基因克隆：
DNA复制主要在细胞内完成，是以DNA的两条链 为模板，根据碱基互补配对原则合成两个完全相 同的DNA分子的过程。复制的条件是：以DNA双 链为模板，以四种脱氧核苷酸为原料，需要线粒 体供能，还需要多种酶，如解旋酶、DNA聚合酶 等。
PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的
①对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命 活动。
②具标记基因。用肉眼无法看到载体是否进入受 体细胞，只有载体带标记基因才能对重组DNA是 否进入受体细胞进行鉴定。
③能自我复制。通过复制进行基因扩增，否则可 能会使重组DNA丢失。
④具有一个或多个限制酶切点，供外源基因插入 其中。这些供目的基因插入 精选PPT课件 的限制酶切点所处1位7
精选PPT课件
15
DNA连接酶
DNA聚合酶
作用实质
都是催化两个核苷酸之间形成磷酸 二酯键
是否需模 板
不需要
需要
连接DNA 链
双链
单链
作用过程
在两个DNA片段
之间形成磷酸二
酯键
叫做部分基因，如 cDNA。(2)基因组和 cDNA文库的比较：
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22
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12
(3)在基因工程中的作用特点：
专一性：只能识别DNA分子中特定的核苷酸序列， 且只能在每一条链中特定的部位进行切割，这种 能被特异性识别的切割部位都具有回文序列。也 就是在切割部位，一条链正向读的碱基顺序，与 另一条链反向读的顺序完全一致。
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13
(4)作用结果——形成DNA片段末端：
(3)DNA复制、PCR技术与基因克隆：
DNA复制主要在细胞内完成，是以DNA的两条链 为模板，根据碱基互补配对原则合成两个完全相 同的DNA分子的过程。复制的条件是：以DNA双 链为模板，以四种脱氧核苷酸为原料，需要线粒 体供能，还需要多种酶，如解旋酶、DNA聚合酶 等。
PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的
①对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命 活动。
②具标记基因。用肉眼无法看到载体是否进入受 体细胞，只有载体带标记基因才能对重组DNA是 否进入受体细胞进行鉴定。
③能自我复制。通过复制进行基因扩增，否则可 能会使重组DNA丢失。
④具有一个或多个限制酶切点，供外源基因插入 其中。这些供目的基因插入 精选PPT课件 的限制酶切点所处1位7
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15
DNA连接酶
DNA聚合酶
作用实质
都是催化两个核苷酸之间形成磷酸 二酯键
是否需模 板
不需要
需要
连接DNA 链
双链
单链
作用过程
在两个DNA片段
之间形成磷酸二
酯键
高考生物一轮复习(人教版)精品课件选修3-1-3.4
(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键， 图中构建新的胰岛素模型的主要依据是 ________。 (2) 通 过 DNA 合 成 形 成 的 新 基 因 应 与 ________结合后转移到________中才能得到准 确表达。 (3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用 到的生物工程有 ________、________和发酵工 程。 (4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基
1．3 基因工程的应用 1．4 蛋白质工程的崛起
一、基因工程的应用
二、蛋白质工程
自我校对：①抗病 ②抗逆 ③生长速度 ④品质 ⑤药物 ⑥器官移植 ⑦蛋白质 ⑧蛋 白质 ⑨氨基酸 ⑩脱氧核苷酸 想一想：基因治疗一般针对很难用一般药物 进行治疗的由基因异常引起的遗传病。
一、基因工程的应用成果 1．乳腺生物反应器与微生物生产的比较
思路点拨：解答本题，应从以下思路着手： ①明确基因工程的基本操作程序。 ②清楚目的基因导入受体细胞的方法。
【标准解答】 (1)根据植酸酶结构与预期的 植酸酶的特点，推测改变后的植酸酶的氨基酸序 列，对基因结构进行改造，这就是蛋白质工程。 (2) 将基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转 化法。 (3) 将重组质粒导入受精卵的方法是显微 注射法。要得到多个个体，应用胚胎分割技术。 (4)应从正反两方面说明。
项目 区别 基因工程基础上延伸出来的第二代 基因工程 (2)基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进 行修饰、改造
跟踪训练2 胰岛素可以用于治疗糖尿病，但 是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，要经 过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛 素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。如图 是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请 据图回答有关问题：
解析：蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白 质功能的特定需求，对蛋白质结构进行分子设计， 因此，图中构建新的胰岛素模型的依据是预期胰 岛素的功能，即速效胰岛素。合成的目的基因应 与载体结合导入受体细胞中才能表达。由新的蛋 白质模型到构建新的基因，其基本设计思路是根 据新的蛋白质中氨基酸的序列，推测出其基因中 的脱氧核苷酸序列，然后用DNA合成仪合成出新 的基因。
【公开课课件】人教版高中生物选修三课件：专题一基因工程(共77张PPT)
免疫-抗体
蛋白质是生命活动的 主要承担者 。
蛋白质工程实例
实例一：干扰素的保存 原因:干扰素易形成二聚体,变性使活性降低。 设计:如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨 酸，那么在-70℃的条件下，可以保存半年。
一、蛋白质工程的崛起的缘由
基因工程在原则上只能生产自然界已存 在的蛋白质。
蛋白质工程能产生自然界原本不存在的 新的蛋白质。
许多工业用酶是在改变天然酶的特性后，才 使之适应生产和使用需要的。
旁栏思考题
你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工 程有什么关系？我国科学家承担了什么任务？
人类蛋白质组计划是继人类基因组计划 之后，生命科学乃至自然科学领域一项重大 的科学命题。2001年，国际人类蛋白质组组 织宣告成立。之后，该组织正式提出启动了 两项重大国际合作行动：一项是由中国科学 家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”； 另一项是以美国科学家牵头执行的“人类血 浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质 组计划的帷幕。
P27/“讨论”
3、蛋白质工程的概念
是指以蛋白质分子的结构规律及其生 物功能的关系作为基础，通过基因修饰或 基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制 造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和 生活的需求。
4、蛋白质工程与基因工程的关系
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，是包含多学 科的综合科技工程领域。
导入微生物细胞 ——Ca2+处理成感受态细胞
1、将目的基因导入植物细胞:
卵细胞 极核
花粉粒
花粉粒萌发
花 粉 管
花 粉 管
精子
（2）
受 精 卵
受精卵 受精极核
2、将目的基因导入动物细胞:
含目的基因的表达载体提纯
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11
人工合成：
——根据已知的氨基酸序列合成DNA
蛋白质的氨基酸序列 推测
mRNA的核苷酸序列 推测
结构基因的核苷酸序列
化学合成
目的基因
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2 基因表达载体的构建：
a、目的基因
b、启动子 c、终止子
位于基因的首端,是RNA聚 合酶识别和结合位点
位于基因的末端,终 止转录
原有的
新的
联系
蛋白质工程以基因工程为基础， 是基因工程的应用和延伸
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22
32．用转基因技术培育出了抗TMV的 烟草，主要流程如图-21所示。
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23
（1）经过程②获得的目的基因两侧除应含有相 关 限制酶 的酶切位点外，目的基因的两端还必 须有 。 启运子和终止子
（2）由图分析，构建的重组质粒上含有的标记 基因是卡那霉素抗性基因。
因片段混合，并加入
酶。
（5）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为
了
。 精选ppt课件
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21．(6分，每空1分) （1）0、2 （2）高 （3）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源
DNA中的目的基因 （4）DNA连接 （5）鉴别和筛选含有目的基因的细胞
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专题2 细胞工程
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应用的原理和方法
细胞生物学和 分子生物学
概念 研究的水平
细胞整体水平
研究的目的
或细胞器水平 按照人们的意愿
细
来改变细胞内的 遗传物质或获得
胞
细胞产品
工
植物细胞工程
程
分类
动物细胞工程
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比较：基因工程和蛋白质工程
23
32．用转基因技术培育出了抗TMV的 烟草，主要流程如图-21所示。
24
（1）经过程②获得的目的基因两侧除应含有相 关 限制酶 的酶切位点外，目的基因的两端还必 须有 。 启运子和终止子
（2）由图分析，构建的重组质粒上含有的标记 基因是卡那霉素抗性基因。
（3）过程⑤采用的是植物组织培养技术，培养 基中除含有卡那霉素及植物必需的各种营养成 分外，还必须添加 植物激素 ，以保证受体细胞 能培养再生成植株。
❖ 1、基因的剪刀——限制酶 ❖ 2、基因的针线——DNA连接酶 ❖ 3、基因的运输工具——运载体
4
2、基因的的针线——DNA连接酶
连接的部位： 磷酸二酯键（在“梯子”的扶手处）， 不是氢键（在“梯子”的踏板处）。
结果：两个相同的黏性末端的连接。
思考
（１）用DNA连接酶连接两个相同的黏性末端要连接
❖基因工程药品的生产 ❖基因诊断 ❖基因治疗
返回
20
蛋白质工程
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,通过基因修饰或基因合成, 对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满 足人类的生产和生活的需求。
21
蛋白质工程流程图
1. 从预期的蛋白质功能出发 2. 设计预期的蛋白质结构 3. 推测应用的氨基酸序列 4. 找到相应的脱氧核苷酸序列
它们有什么作用？
14
3、将目的基因导入受体细胞
• 常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、
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。
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（1）将目的基因导入植物细胞
比较：基因工程和蛋白质工程
23
32．用转基因技术培育出了抗TMV的 烟草，主要流程如图-21所示。
24
（1）经过程②获得的目的基因两侧除应含有相 关 限制酶 的酶切位点外，目的基因的两端还必 须有 。 启运子和终止子
（2）由图分析，构建的重组质粒上含有的标记 基因是卡那霉素抗性基因。
（3）过程⑤采用的是植物组织培养技术，培养 基中除含有卡那霉素及植物必需的各种营养成 分外，还必须添加 植物激素 ，以保证受体细胞 能培养再生成植株。
❖ 1、基因的剪刀——限制酶 ❖ 2、基因的针线——DNA连接酶 ❖ 3、基因的运输工具——运载体
4
2、基因的的针线——DNA连接酶
连接的部位： 磷酸二酯键（在“梯子”的扶手处）， 不是氢键（在“梯子”的踏板处）。
结果：两个相同的黏性末端的连接。
思考
（１）用DNA连接酶连接两个相同的黏性末端要连接
❖基因工程药品的生产 ❖基因诊断 ❖基因治疗
返回
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蛋白质工程
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,通过基因修饰或基因合成, 对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满 足人类的生产和生活的需求。
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蛋白质工程流程图
1. 从预期的蛋白质功能出发 2. 设计预期的蛋白质结构 3. 推测应用的氨基酸序列 4. 找到相应的脱氧核苷酸序列
它们有什么作用？
14
3、将目的基因导入受体细胞
• 常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、
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。
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（1）将目的基因导入植物细胞
新人教版高中生物选修3全册新课课件共640张PPT
新人教版高中生物选修3 全册新课课件
专题1 基因工程
1．1
DNA 重组技术的基本工具
1.基因工程的基本原理是基因重组，外源 DNA 能在受 体细胞表达的理论基础是密码子的通用性。
2．DNA 重组技术的基本工具有限制性核酸内切酶、 DNA 连接酶和使目的基因进入受体细胞的载体。
3．限制性核酸内切酶可识别双链 DNA 分子的某种特 定核苷酸序列，并在特定位点上切割。
有特殊的 标记基因 ②其他载体：λ 噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(2)作用 ①作为 运载工具 ，将目的基因转移到宿主细胞内。 ②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 (3)载体须具备的条件及其作用(连线)
三、重组 DNA 分子的模拟操作 1．所用材料用具中，剪刀代表 EcoRⅠ ，透明胶 条代表 DNA 连接酶 。 2．用剪刀进行 DNA“切割”时，应找出
G—A—A—T—T—C 序列并在 G—A 之间 作切口进行“切割”。
3．若操作正确，不同颜色的黏性末端能 互补配对 。
1．基因工程是一种新兴的生物技术，实施该工程的最终目的
是 A．定向提取生物体的 DNA 分子
( D)
B．定向对 DNA 分子进行人工“剪切”
C．在生物体外对 DNA 分子进行改造
D．定向改造生物的遗传性状 解析：基因工程也称 DNA 重组技术，它是按照人类的意愿，施
基因工程的最终目的是定向改造生物的遗传性状。
2．下列关于限制酶的说法，正确的是
(B)
A．限制酶广泛存在于各种生物中，其化学本质是蛋白质
B．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
C．不同的限制酶切割 DNA 后都会形成黏性末端
D．限制酶均特异性地识别由 6 个核苷酸组成的序列
专题1 基因工程
1．1
DNA 重组技术的基本工具
1.基因工程的基本原理是基因重组，外源 DNA 能在受 体细胞表达的理论基础是密码子的通用性。
2．DNA 重组技术的基本工具有限制性核酸内切酶、 DNA 连接酶和使目的基因进入受体细胞的载体。
3．限制性核酸内切酶可识别双链 DNA 分子的某种特 定核苷酸序列，并在特定位点上切割。
有特殊的 标记基因 ②其他载体：λ 噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(2)作用 ①作为 运载工具 ，将目的基因转移到宿主细胞内。 ②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 (3)载体须具备的条件及其作用(连线)
三、重组 DNA 分子的模拟操作 1．所用材料用具中，剪刀代表 EcoRⅠ ，透明胶 条代表 DNA 连接酶 。 2．用剪刀进行 DNA“切割”时，应找出
G—A—A—T—T—C 序列并在 G—A 之间 作切口进行“切割”。
3．若操作正确，不同颜色的黏性末端能 互补配对 。
1．基因工程是一种新兴的生物技术，实施该工程的最终目的
是 A．定向提取生物体的 DNA 分子
( D)
B．定向对 DNA 分子进行人工“剪切”
C．在生物体外对 DNA 分子进行改造
D．定向改造生物的遗传性状 解析：基因工程也称 DNA 重组技术，它是按照人类的意愿，施
基因工程的最终目的是定向改造生物的遗传性状。
2．下列关于限制酶的说法，正确的是
(B)
A．限制酶广泛存在于各种生物中，其化学本质是蛋白质
B．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
C．不同的限制酶切割 DNA 后都会形成黏性末端
D．限制酶均特异性地识别由 6 个核苷酸组成的序列
高三生物一轮复习专题课件选修三专题一基因工程ppt
是基因工程的核心。
(2)基因表达载体的组成：除目的基因外，还必须有
□15 启动子 、□16 终止子和 □17 标记基因 等。
①启动子：是一段有特殊结构的 □18 DNA片段 ，位于 □19 基因首端 ，是 □20 RNA聚合酶识别和结合 的部位。
②标记基因的作用：鉴定受体细胞中是否含有□21 目的 基因 ，从而 □22 将含目的基因的细胞筛选出来 。
专题一 基因工程
教材基础回扣 核心考点整合 命题视角研析 课后限时练
教材基础回扣
教材梳理
一、DNA重组技术的基本工具 1．DNA重组技术的“分子手术刀”
□ (1)“分了手术刀”即 1 限制性核酸内切酶 。 □ (2)来源：主要从 2 原核生物中分离。
(3)功能：识别□3 特定核苷酸序列、切割 □4 磷酸二酯键。 (4)结果：产生□5 黏性末端 或□6 平末端 。
3．将目的基因导入受体细胞的方法
(1)植物最常用： □23 农杆菌转化 法，其次为 □24 基因枪 法、□25 花粉管通道 法。
(2)动物：最常用 □26 显微注射 法，其受体细胞通常为 □27 受精卵 。
(3)细菌：□28 感受态细胞 法，需用 □29 Ca2＋ 处理细胞。
4．目的基因的检测和鉴定
(4)目的基因的检测和鉴定
[应用训练2] (2012·南京教学检测)如图为获得抗虫棉的 技术流程。在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因 (kanr)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才 能在卡那霉素培养基上生长。
请据图回答： (1)A过程所用的载体是________，需要的工具酶有 ________和________。 (2)C过程的培养基除含有必需的营养物质、琼脂和激素 外，还需加入________。 (3)由图中离体棉花叶片组织获得转基因抗虫植株可采用 ________技术，该技术所依据的原理是_________________ __________________________________________________。
(2)基因表达载体的组成：除目的基因外，还必须有
□15 启动子 、□16 终止子和 □17 标记基因 等。
①启动子：是一段有特殊结构的 □18 DNA片段 ，位于 □19 基因首端 ，是 □20 RNA聚合酶识别和结合 的部位。
②标记基因的作用：鉴定受体细胞中是否含有□21 目的 基因 ，从而 □22 将含目的基因的细胞筛选出来 。
专题一 基因工程
教材基础回扣 核心考点整合 命题视角研析 课后限时练
教材基础回扣
教材梳理
一、DNA重组技术的基本工具 1．DNA重组技术的“分子手术刀”
□ (1)“分了手术刀”即 1 限制性核酸内切酶 。 □ (2)来源：主要从 2 原核生物中分离。
(3)功能：识别□3 特定核苷酸序列、切割 □4 磷酸二酯键。 (4)结果：产生□5 黏性末端 或□6 平末端 。
3．将目的基因导入受体细胞的方法
(1)植物最常用： □23 农杆菌转化 法，其次为 □24 基因枪 法、□25 花粉管通道 法。
(2)动物：最常用 □26 显微注射 法，其受体细胞通常为 □27 受精卵 。
(3)细菌：□28 感受态细胞 法，需用 □29 Ca2＋ 处理细胞。
4．目的基因的检测和鉴定
(4)目的基因的检测和鉴定
[应用训练2] (2012·南京教学检测)如图为获得抗虫棉的 技术流程。在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因 (kanr)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才 能在卡那霉素培养基上生长。
请据图回答： (1)A过程所用的载体是________，需要的工具酶有 ________和________。 (2)C过程的培养基除含有必需的营养物质、琼脂和激素 外，还需加入________。 (3)由图中离体棉花叶片组织获得转基因抗虫植株可采用 ________技术，该技术所依据的原理是_________________ __________________________________________________。
人教版高中生物选修3专题1第2节基因工程的基本操作程序(共42张PPT)
主要是指编码蛋白质的结构基因，也可以 是一些具有调控作用的因子。
目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌 抗虫基因、植物抗病基因（抗病毒、抗细菌)、人胰 岛素基因等。
（一）获取目的基因的常用方法有哪些?
初始目的基因的来源 1. 从生物中直接获取 2. 人工合成
注意：要保持基因的完整性
目的基因的核苷酸序列未知）含有某种生物不同基因的许多DNA片断， 导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有 这种生物的不同基因，称为基因。基因基因组
部分基因 （如:cDNA）•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/122021/8/122021/8/128/12/2021 9:54:53 PM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/8/122021/8/122021/8/12Aug-2112-Aug-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/8/122021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021
PCR技术扩增与DNA复制的比较
碱基互补配对 四种脱氧核苷酸
模板、能量、酶
DNA在高温下 变性解旋
体外复制
解旋酶催化 细胞核内
热稳定的DNA聚合酶 细胞内的DNA聚合酶
大量的DNA片段 形成整个DNA分子
3.人工合成
——根据已知的氨基酸序列合成DNA 蛋白质的氨基酸序列
目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌 抗虫基因、植物抗病基因（抗病毒、抗细菌)、人胰 岛素基因等。
（一）获取目的基因的常用方法有哪些?
初始目的基因的来源 1. 从生物中直接获取 2. 人工合成
注意：要保持基因的完整性
目的基因的核苷酸序列未知）含有某种生物不同基因的许多DNA片断， 导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有 这种生物的不同基因，称为基因。基因基因组
部分基因 （如:cDNA）•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/122021/8/122021/8/128/12/2021 9:54:53 PM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/8/122021/8/122021/8/12Aug-2112-Aug-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/8/122021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021
PCR技术扩增与DNA复制的比较
碱基互补配对 四种脱氧核苷酸
模板、能量、酶
DNA在高温下 变性解旋
体外复制
解旋酶催化 细胞核内
热稳定的DNA聚合酶 细胞内的DNA聚合酶
大量的DNA片段 形成整个DNA分子
3.人工合成
——根据已知的氨基酸序列合成DNA 蛋白质的氨基酸序列
高考生物(人教版)总复习课件：选修3 第1讲 基因工程
颗粒有金粉粒子或钨粉粒子。一些细胞能像表达自身基因
一样表达导入的外源DNA。
ห้องสมุดไป่ตู้
课堂互动探究
基因工程的基本操作工具
1.“分子手术刀 ”——限制性核酸内切酶 (限制酶),(1)存
在：主要存在于原核生物中。
(2)特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 ，并且能在特定的切点上切割DNA分子。
(3)识别序列的特点：呈现碱基互补对称，无论是奇数个碱 基还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线，如图，中轴线 GC 两侧的双链 DNA 上的碱基是反向对称重复排列的。如 CG GC CCAGG A 以中心线为轴，两侧碱基互补对称： 以 为轴， CG GGTCC T 两侧碱基互补对称。
(3)研究发现，let-7基因能影响癌基因RAS的表达，其
影响机理如图乙。据图分析，可从细胞中提取 ______进行 分子杂交，以直接检测 let-7基因是否转录。肺癌细胞增殖
受到抑制，可能是由于细胞中________(填“RAS mRNA”
或“RAS蛋白”)含量减少引起的。
解析：(1)过程①为重组载体的构建过程，需要限制性
4 ． (2012·福建高考 ) 肺细胞中的 let-7基因表达减弱，
癌基因RAS表达增强，会引发肺癌。研究人员利用基因工
程技术将let-7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞 的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图甲。
请回答：
(1) 进行过程①时，需用 ________ 酶切开载体以插入 let-7基因。载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱 动let-7基因转录，该部位称为________。 (2)进行过程②时，需用________酶处理贴附在培养皿 壁上的细胞，以利于传代培养。
人教版高中生物选修3专题1第节蛋白质工程的崛起(共40张PPT)
讨论：1、怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸 序列？ 请把相应的碱基序列写出来。
mRNA序列 GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C）
CGA (或G或T或C) ACCTTT（或C)TACAAA (或G) 脱氧核苷酸
序列
GCT (或C或A或G) TGGAAA (或G)ATGTTT (或C)
分子设计
蛋白质结构的分析
测定三级结构计 算机图像
酶的纯化生化 特性
蛋白质化学
1.2 基因的体外定向突变
在DNA水平上产生多肽编码顺序的特异性 改变称为基因的定性诱变。利用这项技术 一方面可对某些蛋白质进行定位改造，另 一方面还可以确定多肽链中某个氨基酸残 基在蛋白质结构及功能上的作用。一般而 言，含有单一或少数几个突变位点的基因 定向突变可选用下列几种策略。
1.4 蛋白质工程实施的必要条件
异亮氨酸
半胱氨酸
二、蛋白质工程崛起的缘由
思考：如果想让某一个生物的性状在另外一 个生物的身上表达，常用的方法有哪些？
1、在种内可以用什么方法？ 杂交育种
2、在种间可以用什么方法？
基因工程育种
基因工程的实质
将一种生物的基因转移到另一种生物 体内，后者产生它本不能产的蛋白质，进 而表现出新的性状。
1.3 蛋白质工程的研究内容及应用
蛋白质是所有生命过程的存在形式，它以高度的特异性直 接推动数千种化学反应的进行，并以关键的结构元件组成所 有生物体的细胞和组织。 蛋白质工程技术改造或创建新型工程蛋白，还能拓展功能 蛋白在工业、农业、医学等领域的应用范围其经济和社会效 益不可估量。 （1）通过改变酶的Km和Vm等动力学参数，提高其生化反应 的催化效率。 （2）通过提高酶与底物的亲和性，减少生物转化工程中副 产物的形成。 （3）通过增强功能蛋白对蛋白酶的抗降解性能，简化其分 离纯化工序并提高收率。
mRNA序列 GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C）
CGA (或G或T或C) ACCTTT（或C)TACAAA (或G) 脱氧核苷酸
序列
GCT (或C或A或G) TGGAAA (或G)ATGTTT (或C)
分子设计
蛋白质结构的分析
测定三级结构计 算机图像
酶的纯化生化 特性
蛋白质化学
1.2 基因的体外定向突变
在DNA水平上产生多肽编码顺序的特异性 改变称为基因的定性诱变。利用这项技术 一方面可对某些蛋白质进行定位改造，另 一方面还可以确定多肽链中某个氨基酸残 基在蛋白质结构及功能上的作用。一般而 言，含有单一或少数几个突变位点的基因 定向突变可选用下列几种策略。
1.4 蛋白质工程实施的必要条件
异亮氨酸
半胱氨酸
二、蛋白质工程崛起的缘由
思考：如果想让某一个生物的性状在另外一 个生物的身上表达，常用的方法有哪些？
1、在种内可以用什么方法？ 杂交育种
2、在种间可以用什么方法？
基因工程育种
基因工程的实质
将一种生物的基因转移到另一种生物 体内，后者产生它本不能产的蛋白质，进 而表现出新的性状。
1.3 蛋白质工程的研究内容及应用
蛋白质是所有生命过程的存在形式，它以高度的特异性直 接推动数千种化学反应的进行，并以关键的结构元件组成所 有生物体的细胞和组织。 蛋白质工程技术改造或创建新型工程蛋白，还能拓展功能 蛋白在工业、农业、医学等领域的应用范围其经济和社会效 益不可估量。 （1）通过改变酶的Km和Vm等动力学参数，提高其生化反应 的催化效率。 （2）通过提高酶与底物的亲和性，减少生物转化工程中副 产物的形成。 （3）通过增强功能蛋白对蛋白酶的抗降解性能，简化其分 离纯化工序并提高收率。
人教版高中生物选修3专题1第3节基因工程的应用课件共34张PPT[可修改版ppt]
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• 基因工程药品 —— 生长激素
治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射 生长激素。而生长激素的获得很困难。以前， 要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底 部摘取垂体，并从中提取生长激素。
现可利用基因工程方法，将人的生长激 素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。 人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长 激素，相当于6万具尸体的全部产量。
• 基因工程在环保方面有什么应用？ 1）用于环境监测。 2）用于被污染环境的净化。
• 通过基因工程方法怎样进行环境监测？ 例如：用DNA探针可以检测饮用水中
病毒的含量。此方法的特点是快速、灵敏， 1吨水中有10个病毒也能检测出来。
• DNA分子杂交原理：
DNA分子杂交是基因诊断最基本的方 法之一。其基本原理是：互补的DNA单链 能够在一定条件下结合成双链，即能够进行 杂交。这种结合是特异的，即严格按照碱基 互补配对进行。因此，当用一段已知基因的 核苷酸序列作为探针，与被测基因进行接触， 若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测 基因中含有已知的基因序列。
• 就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？
转基因动物的乳腺。
• 什么叫转基因动物？ 是指把人或哺乳动物的某种基因导入到
哺乳动物(如鼠、兔、羊和猪)的受精卵里， 目的基因若与受精卵染色体DNA整合，细胞 分裂时，该基因随染色体的倍增而倍增，使 每个细胞中都带有目的基因，使性状得以表 达，并稳定地遗传给后代，从而获得基因产 品。这样一种新的个体，称为转基因动物。
加特异表达的启动子）
形成胚胎 将胚胎送入母体动物
发育成转基因动物（只有在产下的雌性动物个体中，转
入的基因才能表达）
• 什么叫显微注射技术？
用口径为1μm的DNA 注射器，将大量的目的基 因片段注入到受精卵的核 内，然后把经过注射的受 精卵移植到另一只雌性动 物的子宫内，使受精卵发 育为转基因动物。
高考生物一轮复习(人教版)精品课件选修3-1-1.2
(3)种类 ①质粒：一种祼露的、结构简单、独立于细 菌拟核DNA之外，能够自我复制的很小的双链环 状DNA分子。 ②λ噬菌体的衍生物。 ③动植物病毒。
特别提醒 ①获取目的基因和切割载体时使用同一种限 制酶，目的是产生相同的黏性末端。 ②获取一个目的基因需限制酶剪切两次，共 产生4个黏性末端或平末端。 ③ 限制酶切割位点的选择必须保证标记基因 的完整性，以便于检测。
(3)PCR技术与DNA复制的比较
PCR技术 原理 相同点 原料 条件 DNA复制 DNA双链复制(碱基互补配对) 四种游离的脱氧核苷酸 模板、ATP、酶等
PCR技术 解旋 DNA在高温下变性解旋 方式
DNA复制 解旋酶催化 主要在细胞核内 细胞内含有的 DNA概念及基本工具
二、基因工程的基本操作程序
自我校对： ① DNA 重组 遗传特性 切酶 ) ⑤生物类型
②体外 DNA 重组
③转基因
④
⑥生物产品
⑦限制酶 (限制性核酸内 ⑩
⑧某种特定核苷酸序列 ⑪平末端
⑨ 特定部位的磷酸二酯键 ⑬磷酸二酯键
黏性末端
⑫ DNA 连接酶 ⑯ 限制酶
选修部分 选修3 现代生物科技专题
关注新考纲 1. 基因工程的诞生Ⅰ 2．基因工程的原理及技术Ⅱ 3．基因工程的应用Ⅰ 4．蛋白质工程Ⅰ
把握新考情 1.基因工程的实质 2．基因工程操作的四步曲及其操 作实例 3．基因工程在农业、医药生产、 疾病诊断和治疗中的应用 4．蛋白质工程的一般操作过程
1.1 DNA重组技术的基本工具 1．2 基因工程的基本操作程序
⑭质粒 ⑱ 标记 22启 ○
⑮小型双链环状 DNA 基因
⑰ 复制并稳定保存
⑲ λ 噬菌体的衍生物
1PCR 技术 ⑳ 编码蛋白质 2 ○
高考人教版生物一轮复习精品课件 选修3专题1 1.1和1.2
③人工合成法：若基因较小、核苷酸序列已知，可 以人工合成。 2．基因表达载体的构建 (1)表达载体的组成：目的基因＋________ ＋终止子 启动子 ＋标记基因。 (2)表达载体的功能 ①使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给 下一代。 表达 ②使目的基因 _______和发挥作用。 首端 RNA聚合酶 (3)启动子：位于基因的_____ ，它是___________ 识 别和结合的部位，驱动基因转录产生mRNA。 (4)终止子：位于基因的尾端，终止mRNA的转录。 (5)标记基因：鉴别受体细胞是否含有目的基因。
(3)将目的基因导入微生物细胞 单细胞 ①原核生物特点：繁殖快、多为_______ 、遗传 物质少。
②转化：用Ca2＋处理细胞―→感受态细胞―→
表达载体与感受态细胞混合―→促感受态细胞
吸收DNA分子。
4．目的基因的检测与鉴定 (1)检测 DNA分子杂交 技术，抗原－抗 ①方法：采用______________ 体杂交技术。 ②内容： a．检测转基因生物的染色体DNA上的目的基 因。 mRNA 。 b．检测目的基因是否转录出了________ 蛋白质 。 c．检测目的基因是否翻译成________ (2)鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定等。
1．1 DNA重组技术的基本工具 1．2 基因工程的基本操作程序
1． 2 基 因 工 程 的 基 本 操 作 程 序
1 ． 1 D N A 重 组 技 术 的 基 本 工 具
基础自主梳理
标训练
基础自主梳理
一、DNA重组技术的基本工具 1．限制性核酸内切酶——“分子手术刀” (1)主要来源：原核生物。 核苷酸序列 (2)特点：能够识别DNA特定的___________ ，切 磷酸二酯键 开两个核苷酸之间的______________ 。 (3)DNA末端：限制酶切割DNA产生的DNA末端 黏性末端 有两种形式：______ 的群体中储存，各 许多 DNA 片段，导入________ 个受体的基因的获取依据： (ⅰ)基因的核苷酸序列； (ⅱ)基因的功能； (ⅲ)基因在染色体上的位置； (ⅳ)基因的转录产物mRNA； (ⅴ)基因的翻译产物蛋白质。 ②利用PCR技术扩增目的基因 复制 a．PCR的含义：是一项在生物体外 ____特定 DNA片段的核酸合成技术。 b．条件：已知基因的核苷酸序列。 c．过程：目的基因受热形成单链DNA，与引物 DNA聚合酶 结合，在___________ 的作用下延伸形成DNA。 d．方式：指数扩增＝2n(n为扩增循环的次数)
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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
提示：基因 基因产物
基因
DNA分子
DNA分子
拼接
氨基酸序列
2．分析通过对基因的操作实现对天然蛋白质改造的原因。 提示：(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，而且改造过的基因可以遗传下去。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。
3．试区分基因诊断和基因治疗。 提示：基因诊断是以DNA分子杂交为原理，利用基因探 针，快速、准确检测人类疾病。基因治疗是把正常基
因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。
三、蛋白质工程的基本原理 阅读教材P26～27，观察分析图1－29，探讨下列问题： 1．填表比较基因工程与蛋白质工程。
基因工程 操作环 境 生物体外 蛋白质工程 生物体外
(5)蛋白质工程流程图：
3．蛋白质工程的进展和前景 (1)前景诱人：用蛋白质工程方法制成电子元件，具有 体积小 、 耗电少 和效率高的特点。
(2)难度很大：主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的
高级结构，这种高级结构十分复杂，而目前科学家对大多数 蛋白质的 高级结构 的了解还很不够。
一、植物基因工程的应用
操作对 象
操作水 平 ________水平 ________水平 确定蛋白质功能→应有的高级结构→应具备 的折叠状态→应有的________→应有的碱 基序列→改造的蛋白质 人类需要的新基因，可以创造自然界不存在 的蛋白质
基本过 程
结果
剪切_
四、蛋白质工程的崛起 1．基因工程的不足 基因工程只能生产 自然界中已存在 的蛋白质，但天然蛋白质不 一定符合人类生产和生活的需要。 2．蛋白质工程 (1)概念：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，通过基因修饰 或 基因合成 ，对现有蛋白质进行改造， 或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 (2)目标：根据人们对 蛋白质功能 的特定需求 ，对蛋白质的结构 。进行分子设计。 (3)手段：通过基因修饰或基因合成，进而指导合成所需蛋白质 。 (4)途径：预期蛋白质功能→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)。
二、动物基因工程的应用
阅读教材P20～21，探讨下列问题：
1．动物基因工程的应用主要在哪些方面？ 提示：主要体现在提高动物的生长速度，改善畜产品的品质，
用转基因动物生产药物等方面。
2．试从产品产量、质量、提取、生产成本角度分析动物乳腺 生物反应器具有哪些优点和限制。 提示：优点：产量高且易收获目标产品，可以随乳汁分泌而排 到动物体外；产品质量好；成本低；易提取。 限制：受性别的限制。若从动物尿液中提取目的基因产物则不 受性别限制。
抑制或除 抗原决定基因 . 去
三、基因工程与人体健康 1．基因工程药物 (1)概念：基因工程药物是指利用 转基因的工程菌 生产的药物。 (2)原理：通过基因工程技术，使外源基因在工程菌细胞内高效 表达。 (3)成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 (4)作用：预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、 遗传病 、各种 传染病、 糖尿病 、类风湿等疾病。 2．基因治疗 (1)概念：把 正常基因 导入病人体内，使该基因的表达产物发 挥功能，从而达到治疗疾病的目的。 (2)成果：将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的淋巴细胞。 (3)途径：分为 体内基因治疗 和 体外基因治疗 。 (4)现状：处于初期的临床实验阶段。
阅读教材P17～19，探讨下列问题： 1．培育抗虫转基因植物，可用于杀虫的目的基因主要有哪些？ 提示：Bt毒蛋白基因，蛋白酶抑制基因，淀粉酶抑制基因，植 物凝集素基因。 2．从环境保护角度分析：抗虫转基因植物推广种植，有什么意 义？ 提示：减少农药的使用，降低生产成本；减少环境污染。 3．利用转基因技术改良植物品质的途径有哪些？ 提示：直接导入控制该性状的结构蛋白基因；导入与该性状有 关的某种酶的基因或改变关键酶的活性。
二、动物基因工程的应用
项目 应用 提高动物的 生长速度 改善畜产 品的品质 转基因动 物生产药物 转基因动物 作器官移植 的供体 基因来源或处理 外源 生长激素 基因 肠乳糖酶 基因 药用 蛋白 基因＋ 乳腺 蛋白基因的启动子 成果 转基因绵羊、转基 因鲤鱼 转基因牛分泌的乳 汁中乳糖含量少 乳腺生物反应器 克隆技术 育 结合 免疫排斥反应 出没有 的转基因克隆猪器 官
继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应
器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因 小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。 请回答： (1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是 __________________。
(2)进行基因转移时，通常要将外源基因转入________ 中，原因是___________________________________。
(3)通常采用____________技术检测外源基因是否插入
小鼠的基因组中。 (4)在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的 ______________细胞中特异性表达。
[解析]
(1)显微注射技术是转基因动物中采用最多的，也是
最有效的一种方法。(2)转基因动物的受体细胞一般是选用受 精卵，因为受精卵具有最高的全能性，目的基因容易表达。 (3)检测目的基因是否导入时一般是采用DNA分子杂交技术， 就是将转基因生物的基因组DNA提取出来，在含有基因的DNA 片段上用放射性同位素标记，作为探针，使探针与基因组DNA
一、植物基因工程的成果 1．抗虫与抗病转基因植物
2.抗逆转基因植物 (1)抗逆基因：利用调节细胞 渗透压 的基因使作物抗碱抗旱， 导入鱼的 抗冻 蛋白基因使作物抗寒；导入抗 除草剂 基因使 作物抗除草剂。 (2)成果：抗盐碱、抗干旱的烟草；抗寒的番茄；抗 除草剂 的 大豆、玉米等。 3．利用转基因改良植物的品质 实例一：