浙科版选修3 基因工程

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高二生物浙科版选修3课件1.2 基因工程的原理和技术

3. 水母发光蛋白由 236 个氨基酸构成，其中天冬氨酸、甘氨酸和丝氨酸构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记，在转基因技术中，这种蛋白质的作用是( )C A．促使目的基因导入受体细胞 B．促使目的基因在受体细胞内复制 C．使目的基因容易被检测出来 D．使目的基因容易成功表达
３变性
PCR原理
３复性
PC生物不同基因的许多 DNA片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因,称为基因文库(因,这种基因叫做部分基因。如cDNA巩固练习
1.为了培育节水高产品种，科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导入小麦，得到转基因小麦，其水分利用率提高了20%。这项技术的遗传学原理是( A ) A．基因重组 B．基因突变 C．基因复制 D．基因分离
2.利用苏云金芽孢杆菌的抗虫基因培育的抗虫棉是否成功，最好检测( C ) A．是否有抗生素产生 B．是否有目的基因表达 C．是否有抗虫的性状出现 D．是否能分离到目的基因
Kary B. Mullis
（1）反应体系
• 模板
• 耐热的DNA聚合酶
• dNTP：dATP、dGTP、dCTP、dTTP（浓度越高，则酶促反应速度越快，但同时也增加了碱基的错误掺入率和实验成本。）
• 引物：引物决定PCR扩增产物的特异性和长度
• 缓冲液 • Mg2+（稳定核苷酸和提高聚合酶的活性有直接影响）
PCR反应曲线
理论上，PCR反应产物呈指数增长，但这种增长形式在扩增25-30个循环以后便放慢直至停止，达到反应平台。此时扩增产物量不再随循环次数的增加而呈指数增长。
PCR原理
PCR原理
１变性
PCR原理
１退火

高中生物第一章基因工程本章整合课件浙科版选修3

基因工程
基因工程的概念基因工程的基本原理获得目的基因基因工程的原理和技术形成重组 DNA 分子基因工程的基本操作步骤将重组 DNA 分子导入受体细胞筛选含有目的基因的受体细胞目的基因的表达基因工程与遗传育种基因工程的应用基因工程与疾病治疗转基因植物转基因动物基因工程药物基因治疗
专题一
专题二
专题三
(1)获得特定目的基因的途径除了从该细菌中直接分离抗虫基因外, 还可以。将目的基因与载体结合时必须用酶和 DNA 连接酶。在基因工程中,常用的载体有等,而作为载体必须具备相应的条件,例如,应具有以便进行筛选。 (2)由转基因玉米细胞经过形成愈伤组织,然后发育成胚状体和试管苗。若要制备转基因玉米的人工种子,可选择上述实验过程中的再包裹合适的等。
专题一
专题二
专题三
续表
步骤重组 DNA 分子的转化与筛选抗虫基因的表达与鉴定过程将重组 DNA 分子与棉花受精卵放在一起培养,使重组 DNA 分子进入受体细胞,然后在选择培养基上除去不含重组 DNA 分子的细胞将含重组 DNA 分子的受精卵在一定条件下培养成棉花植株,检测其是否具有抗虫性状基本原理质粒上所具有的基因能使受体细胞表现某种特性,使其在选择培养基上生存下来中心法则、抗原—抗体杂交等
只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上形成新的 DNA 分子
将 DNA 两条链之间的氢键打开形成单链 DNA 分子
专题一
专题二
专题三
【例题 1】下图所示有关基因工程中酶功能的叙述,不正确的是(
)
A.切断 a 处的酶为限制性核酸内切酶 B.连接 a 处的酶为 DNA 连接酶 C.切断 b 处的酶为解旋酶 D.连接 b 处的酶为 DNA 聚合酶解析:图示 DNA 分子结构中,a 处为磷酸二酯键,b 处为氢键。题中各选项涉及的酶有:限制性核酸内切酶、DNA 连接酶、解旋酶、DNA 聚合酶, 其中只有解旋酶不作用于 a 处而作用于(切断)b 处。 b 处的连接是通过碱基互补配对方式实现的。答案:D

浙科版高三生物选修3_难点剖析：基因工程的基本操作步骤

难点剖析：基因工程的基本操作步骤知识·巧学一、目的基因的获取基因操作的第一步，是取得人们所需要的特定基因，也就是目的基因。

例如，前面提到的苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因，还有植物的抗病（抗病毒、抗细菌）基因、种子的储藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因、干扰素基因等，都是目的基因。

1.从基因文库中获取目的基因要从浩瀚的“基因海洋”中获得特定的目的基因，犹如大海捞针，是十分不易的。

科学家们经过不懈地探索，想出了许多办法，概括地说，主要有两条途径：一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因；另一条是人工合成基因。

将某种生物体内的DNA全部提取出来，选用适当的限制酶，将DNA切成一定范围大小的DNA片段，然后，将这些DNA片段分别与载体连接起来，导入受体菌的群体中储存，每个受体菌都含有一段不同的DNA片段。

这个群体包含了这种生物的所有基因，叫做这种生物的基因组文库。

如果用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA（也叫cDNA）片段，与载体连接后储存在一个受体菌群体就叫做这种生物的cDNA文库。

知识拓展直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”，又叫“散弹射击法”。

这种方法犹如用猎枪发射的散弹打鸟，无论哪一颗弹粒击中目标，都能把鸟打下来。

鸟枪法的具体做法是：用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段，将这些片段分别载入运载体，然后通过运载体分别转入不同的受体细胞，让供体细胞所提供的DNA （外源DNA）的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制（在遗传学中叫做扩增），从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的DNA 片段分离出来。

如许多抗虫、抗病毒的基因都可以用上述方法获得。

用“鸟枪法”获取目的基因的缺点是工作量大，具有一定的盲目性。

又由于真核细胞的基因含有不表达的DNA片段，不能直接用于基因的扩增和表达，因此，在获取真核细胞中的目的基因时，一般是用人工合成基因的方法。

2.利用PCR技术扩增目的基因20世纪80年代以后，随着DNA核苷酸序列分析技术的发展，人们已经可以通过DNA序列自动测序仪对提取出来的基因进行核苷酸序列分析，并且通过一种扩增DNA的新技术（也叫PCR技术），使目的基因片段在短时间内成百万倍地扩增。

高二生物浙科版选修3课件1.4 基因工程的发展前景

（5）为什么科学家尚未培育出有固氮能力的豆科植物？
• 氮在植物体中的作用
1)、氮是构成蛋白质的主要成分，
2)、核酸、辅酶、磷脂、叶绿素等都含有氮，所以氮为基本生命元素，必须不断补充
• 植物体氮吸收的形式
主要是无机态氮，即铵态氮和硝态氮，也可以吸收利用有机态氮，如尿素等。
根瘤菌：原核单细胞代谢类型是
半胱氨酸
a．水蛭素改造
水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特异抑制剂，它有多种变异体，由65或66个氨基酸残基组成。水蛭素在临床上可作为抗栓药物用于治疗血栓疾病。为提高水蛭素活性，在综合各变异体结构特点的基础上提出改造水蛭素主要变异体HV2的设计方案，将47位的Asn（天冬酰胺）变成Lys（赖氨酸），使其与分子内第4或第5位Thr（苏氨酸）间形成氢键来帮助水蛭素N端肽段的正确取向，从而提高凝血效率，试管试验活性提高4倍，在动物模型上检验抗血栓形成的效果，提高20倍。
催化底物加氧反应
二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶可以催化二磷酸核酮糖与二氧化碳的羧化反应或与氧气的氧化反应。
提高该酶的羧化酶活性改造方向：降低其加氧酶活性
结果：提高植物对二氧化碳的固定速率
2、生物固氮
（1）氮元素在植物细胞中有何作用？
（2）生物固氮由哪些生物来完成？
（3）生物固氮有何意义？（4）如何应用基因工程让非豆科植物能固氮？
热点2 转基因动物乳腺生产蛋白质药物
如荷兰的GenPharm 公司用转基因牛生产乳铁蛋白，预计每年从牛奶生产出来营养奶粉的销售额是50亿美元。
4、蛋白质工程（第二代基因工程）
（1）定义：利用基因工程技术对天然蛋白质进行改造，以便获得具有理想生物学功能的蛋白质（2）蛋白质工程与基因工程的异同相同点：两者都是分子水平的操作不同点：

(完整版)高中生物选修三专题一基因工程知识点,推荐文档

专题一基因工程基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。

（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

（2）功能：能够识别双链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，因此具有专一性。

（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。

黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。

平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。

2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)两种DNA连接酶（E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。

②区别：E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。

(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。

DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。

DNA连接酶DNA聚合酶不同点连接的DNA双链单链模板不要模板要模板连接的对象2个DNA片段单个脱氧核苷酸加到已存在的单链DNA片段上相同点作用实质形成磷酸二酯键化学本质蛋白质3.“分子运输车”——载体（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。

②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。

高中生物第一章基因工程第3课时基因工程的应用课件浙科版选修3

3.基因工程技术与传统育种技术的区别
种类项目
基因工程技术
传统育种技术
不受生物体间亲__缘__关__系__
转移的基因
种内个体间基因转移
的限制
操作水平
分子水平
个体水平
特点
后代的表现可准确预期，后代的表现预见性较差，
需要时间短
需要时间_长___
例1 (2017·河西区一模)如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是
12345
解析答案
编后语
老师上课都有一定的思路，抓住老师的思路就能取得良好的学习效果。在上一小节中已经提及听课中要跟随老师的思路，这里再进一步论述听课时如何抓住老师的思路。
① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题，有的要求回答，有的则是自问自答。一般来说，老师在课堂上提出的问 பைடு நூலகம்都是学习中的关键，若能抓住老师提出的问题深入思考，就可以抓住老师的思路。
12345
解析答案
3.(2016·温州中学期末)据报道，深圳某生物制品公司将人的乙肝抗原基因导入酵母菌，生产出的乙型肝炎疫苗致使婴儿接种后发生疑似预防接种异常反应，并已出现死亡病例。下列关于此乙肝疫苗的说法疫苗的理论基础之一是生物共用一套遗传密码
选修3 现代生物技术专题
第一章基因工程
第3课时基因工程的应用
知识内容
要求
考情解读
基因工程的应用
活动：提出生活中的疑难问题，设计用基因工程技术解决的方案
a 1.举例说出基因工程在遗传育种、疾病治疗和生态环境保护方面的应用。 2.举例说出基因治疗的基本原理(含义、
c 概念)。 3.活动：提出生活中的疑难问题，设计用基因工程技术解决的方案。

高中生物浙科版选修3知识条理整理

选修3《现代生物科技专题》知识条理第一章基因工程第一节工具酶的发现和基因工程的诞生一、基因工程的概念——操作环境、对象、水平、过程、结果、实质二、基因工程的理论基础——DNA是遗传物质、DNA双螺旋结构、中心法则三、基因工程的技术保障1、限制性核酸内切酶——作用、特点、部位、结果。

（知道教材中的2种限制性核酸内切酶的碱基识别序列和切割位点）2、DNA连接酶——作用、部位3、载体——作用、原理、种类、质粒的概念四、克隆的条件：理论条件与实际条件第二节植物的克隆一、植物细胞的全能性：定义、原理、体现、关键二、植物组织培养1、培养基及其他条件2、程序3、应用（1）植物细胞培养和器官培养的方法（调控激素配比）和意义（2）原生质体培养的方法（酶解法）和意义（容易摄取外来遗传物质或进行细胞融合）（3）植物细胞工程的方法（基因工程、细胞工程）和意义（转基因植物、新物种）[“植物克隆的发展”不作要求。

“小资料：植物体细胞杂交”不要求。

]第三节动物的克隆一、动物细胞细胞的培养1、动物组织培养技术的发展历程2、动物组织培养的概念——原理：细胞分裂3、培养条件、过程及有关概念：细胞系及细胞株、原代培养与传代培养4、细胞克隆：概念、最基本的要求（单个细胞）、措施、用途二、动物的克隆繁殖1、动物细胞全能性的表现程度二、动物体细胞克隆带来的挑战三、基因专利、基因安全、基因资源，生物武器[“课外读：转基因食品安全吗？”不要求。

]第二节现代生物技术对人类社会的总体影响一、现代生物技术在可持续发展战略中的积极作用二、现代生物技术对社会和环境的影响第五章生态工程第一节生态工程的主要类型一、生态工程的原理与对象二、生态工程的主要类型[“小资料：我国生态学家马世骏先生”，不要求。

第二节生态工程在农业中的应用一、农业发展的历史二、庭院生态工程——就是一个小型的农业生态工程三、农业生态工程1、概念与意义2、农业生态工程的主要技术3、农业生态工程中调整种植业和畜牧业结构的意义4、农业生态工程是实现农业可持续发展的必然措施。

1.3《基因工程的应用》课件(浙科版选修3)

第16页，共34页。
我国第一个基因重组新药------α-干扰素（安达芬），安达芬具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。
第17页，共34页。
其它基因工程药物
人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。
第21页，共34页。
2、基因治疗
（1）概念：向目标细胞引入正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。
（2）实例：
1990年，美国重度免疫缺陷症的临床基因治疗
第22页，共34页。
1990年9月14日，安德森对一例患腺甘脱氨酶缺乏症（ADA缺乏症）的4 岁女孩进行基因治疗。这个4岁女孩由于遗传基因有缺陷，自身不能生产 ADA，先天性免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他们将这个女孩的白血球进行基因改造，使有缺陷的基因被健康的基因替代，然后把含正常白血球的血液输入她左臂的一条静脉血管中。在以后的10个月内她又接受了7次这样的治疗，同时也接受酶治疗。后来，她的免疫功能日趋健全，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活，并进入普通小学上学。
1、制作基因探针
正常基因作探针
异常基因作探针
2、将待测基因加热成单链
点杂交
点杂交
3、两者混合杂交
正常人患者
DNA DNA
正常人患者 DNA DNA
第30页，共34页。
③应用：基因诊断——PCR法
体外核酸扩增技术。
优点：具有特异、敏感、产率高、快速、简便、重复性好、易自动化等；
能在一个试管内将所要研究的目的基因或某一DNA片段于数小时内扩增至十万乃至百万倍,使肉能直接观察和判断；

高中生物：基因工程课件浙教选修3

第二步：形成重组DNA分子 1、限制性核酸内切酶
（1）来源：原核生物(主要)
（2）作用：识别和切割DNA分子内特定核苷酸序列
（3）特点：专一性(特异性)
即: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。
（4）作用部位:
磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键
（5）作用结果: 产生黏性末端或平末端
•1、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 •3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 •4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 •5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 •6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2022年1月2022/1/102022/1/102022/1/101/10/2022 •7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。2022/1/102022/1/10January 10, 2022 •8、教育者，非为已往，非为现在，而专为将来。2022/1/102022/1/102022/1/102022/1/10
基因工程是否获得成功，最重要的是要看目的基因是否在受体细胞中得到表达。
如何检测目的基因是否表达？
•检测是否产生了目的基因产物。 1、检测目的基因是否转录出了mRNA？
DNA—RNA分子杂交技术 2、检测目的基因是否翻译成蛋白质（表达）？
抗原—抗体杂交
2、“分子缝合针” ——DNA连接
（酶1）作用：连接DNA片段间的磷酸二酯键，将

2022版新高考生物浙科版一轮浙江专用配套课件：选修3 第1讲基因工程

【解析】选D。本题主要考查基因工程的内容。若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶,则该酶会对进入受体的重组质粒进行切割,不利于其保持结构稳定,A项错误;抗除草剂基因转入抗盐植物,获得了抗除草剂抗盐品系和抗除草剂不抗盐品系,不抗盐品系的产生可能是转入的抗除草剂基因插入抗盐基因内,影响其表达造成的,B项错误;转基因植物中均含抗除草剂基因, 但存在抗除草剂和不抗除草剂两种植株,前者表达了抗性蛋白,后者抗除草剂基因可能未转录出mRNA,或转录出的mRNA未能翻译成蛋白质,C项错误;某种限制性核酸内切酶完全酶切环状质粒后,出现3条带,即3种不同分子量DNA,因此环状质粒上至少有3个酶切位点,D项正确。
2.DNA连接酶: (1)作用:缝合DNA片段,将外源基因和载体DNA连接在一起。 (2)与限制性核酸内切酶的关系(如下图):
①限制性核酸内切酶不切割自身DNA的原因:原核生物DNA中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。 ②DNA连接酶发挥作用时不需要模板。
3.质粒: (1)存在位置:位于细菌细胞拟核之外。 (2)化学成分:双链环状DNA分子。 (3)常用质粒:大肠杆菌的质粒,常含有抗生素抗性基因。 (4)作为载体的条件。 ①能在宿主细胞中稳定保存并大量复制。 ②有一个至多个限制性核酸内切酶切割点,以便与外源基因连接。 ③具有特殊的标记基因,便于筛选。
C.抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株,其DNA检测均含目的基因,抗性鉴定为抗除草剂和不抗除草剂。表明一定是前者表达了抗性蛋白而后者只表达抗性基因RNA D.已知不同分子量DNA可分开成不同条带,相同分子量的为一条带。用某种限制性核酸内切酶完全酶切环状质粒后,出现3条带。表明该质粒上一定至少有3 个被该酶切开的位置
过程解读: ①目的基因:苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因。 ②将携带目的基因的重组DNA分子导入植物细胞的实质:目的基因整合到受体细胞的染色体基因组中,从而使受体生物获得新的性状,即抗虫性。 ③获得个体方式:植物组织培养。

浙科版高中生物选修三-1基因工程好

浙科版高中生物选修三-1基因工程好浙科版高中生物选修三-1基因工程(好)基因工程的概念（1）基因工程是狭义的遗传工程。

广义的遗传工程泛指一种生物的遗传物质（细胞核、染色体脱氧核苷酸等）转移到另一种生物的细胞中去，并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中表达。

（2）基因工程的核心是；（3）变异类型：（4）目的：，克服远源杂交不亲和性（5）基因工程的理论基础是：①DNA是生物遗传物质的证明；②DNA双螺旋结构和中心法则的确立；③遗传密码的破译第一节基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——（限制酶）（1）来源：主要是从 (如细菌)中分离纯化出来的。

（2）作用：具有专一性，表现在一下两个方面：能够识别双链DNA分子的某种，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间. 断开（3）作用结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：和平末端。

2.“分子缝合针”——（1）功能：将双链DNA片段之间的连接起来（2）两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：①相同点：缝合磷酸二酯键②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能把碱基的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；T4DNA连接酶，来源自噬菌体，能缝合粘性末端和平末端，但效率较低。

（3）与DNA聚合酶作用的异同:3.“分子运输车”——（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。

②具有一至多个，供外源DNA片段插入。

③具有，供重组DNA的鉴定和选择。

（如：抗性基因、荧光基因）（2）作用：①作为运载体，将目的基因送到宿主细胞中；②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量繁殖（3）最常用的载体是—— ,它是能够的双链环状DNA分子，在细菌中以独立于之外的方式存在。

（4）其它载体：λ噬菌体、动植物病毒。

第二节基因工程的基本操作程序第一步：获取目的基因1.目的基因是指：即人们所需要的基因，它是能编码蛋白质的结构基因。