高中生物选修三专题一1.2
高中生物选修三专题一 1.2 基因工程的基本操作程序
已知基因的核苷酸序列 ； ③前提条件：_______________________ 模板DNA 、___________ DNA引物 、 原料：___________ 热稳定DNA聚合酶 、 ________________ 四种脱氧核苷酸 。 __________________ 指数 方式扩增，即____ 2n （n为扩增 ④方式：以_____ 循环的次数） ⑤结果： 使目的基因的片段在短关信息。
如：根据基因的核苷酸序列
基因的功能
基因在染色体上的位置
基因的转录产物mRNA
基因翻译产物蛋白知道序列，NA B、线粒体DNA C、总mRNA D、tRNA
3、化学方法人工合成目的基因
（1）范围
在基因较小，核苷酸序列已知的 情况下，可以利用DNA合成仪人工合 成。
（2）方法 化学合成法 、 反转录法
（在DNA合成仪中合成）
人工合成 (基因比较小)
DNA合成仪
48
①反转录法：
以目的基因转录成的信使 RNA为模板，反转录成互补的 单链DNA，然后在酶的作用下 合成双链DNA，从而获得所需 的基因。
（二）、目的基因
主要指的是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。
例如：与生物抗逆性相关的基因，与生物优良品质 相关的基因，药物和保健品相关的基因，与毒物降 解相关的基因，以及与工业所需要酶相关的基因。
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，导入的 一段碱基序列互补配对。
温度控制和缓冲液（Mg2+）
（5）、仪器： PCR扩增仪（自动调控温度的仪 器） （6）、方式： 以_____ 指数 方式扩增，即 ____ 2n （n为扩增循环的次数）
生物选修3基因工程知识点归纳
AGGTCACGTCG TCCAGTGCAGC AGGUCACGUCG
RNA聚合酶
RNA聚合酶
精品课件
非编码区
真核细胞的基因结构
编码区
非编码区
编码区下游
RNA聚合酶
结合位点 外显子
内含子
(能编码蛋白质) (不能编码蛋白质)
调控遗传信息的表达 (调控序列)
精品课件
6. 原核生物与真核生物基因结构的主要区别是什么？
不一定
13.将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子，需要什么工具？
14.DNA连接酶的作用是什么？ DNA连接酶可将__双__链__D_N_A_片__段__之间的缝隙“缝合”起来，
即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的__磷__酸__二__酯__键__。
精品课件
15.互补的黏性末端之间的碱基对间的氢键的恢复，与酶有关吗？ 无关 16.DNA连接酶对所连接的DNA片段的碱基序列有严格要求吗？ 没有 17.DNA连接酶有连接单链DNA的本领吗？
不需要
构建基因表达载体 连接滞后链上的 冈崎片段
精品课件
蛋白质
将单个脱氧核苷酸 合成互补子链
需要
PCR技术需要耐高温的 DNA聚合酶，即Taq酶 将游离脱氧核苷酸连接 到引物，形成互补子链
20.能否把目的基因直接导入受体细胞？需要什么工具？
21.载体的作用是什么？
① 作为运载工具，将外源基因转移到受体细胞中去； ② 使外源基因能在受体细胞内稳定保存、复制和表达。
14.进行PCR时，怎样使DNA双链解开？
利用DNA的热变性原理
在80℃-100℃的温度范围内，DNA的双螺旋结构解体，双链分开
精品课件
15.高温解决了打开双链的问题，但怎样解决DNA聚合酶失活的问题？ 需要一种耐高温的DNA聚合酶，即Taq酶（70℃-75℃）
高中生物 选修3 教材 课后习题 答案【word2003,精心校对、修改版】
高中生物选修3 教材答案【精心校对、修改版】♫1.1 DNA重组技术的基本工具（一）思考与探究1.限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？以下是四种不同限制酶切割形成的DNA 片段：(1) …CTGCA (2) …AC (3) GC…（4）…G…G …TG CG……CTTAA(5) G… (6) …GC(7) GT…(8)AATTC…ACGTC… …CG C A…G…你是否能用DNA连接酶将它们连接起来？答：2和7能连接形成…ACGT……TGCA…；4和8能连接形成…GAATTC……CTTAAG…；3和6能连接形成…GCGC……CGCG…；1和5能连接形成…CTGCAG……GACGTC…。
2.联系你已有的知识，想一想，为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的DNA？提示：迄今为止，基因工程中使用的限制酶绝大部分都是从细菌或霉菌中提取出来的，它们各自可以识别和切断DNA上特定的碱基序列。
细菌中限制酶之所以不切断自身DNA，是因为微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，对于外源入侵的DNA可以降解掉。
生物在长期演化过程中，含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。
这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵（本题不要求学生回答的完全，教师可参考教师用书中的提示，根据学生的具体情况，给予指导。
上述原则也应适用于其他章节中有关问题的回答）。
3.天然的DNA分子可以直接用做基因工程载体吗？为什么？提示：基因工程中作为载体使用的DNA分子很多都是质粒（plasmid），即独立于细菌拟核DNA之外的一种可以自我复制、双链闭环的裸露的DNA分子。
是否任何质粒都可以作为基因工程载体使用呢？其实不然，作为基因工程使用的载体必需满足以下条件。
（1）载体DNA必需有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上去。
高中生物选修3教案 第1章 基因工程
专题一 1.1 DNA重组技术的基本工具1、教材分析《DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节，本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具，是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。
2、教学目标1．知识目标：（1）简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。
（2）简述DNA重组技术所需的三种基本工具。
2．能力目标：运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型。
3．情感、态度和价值观目标：（1）关注基因工程的发展。
（2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
3、教学重点和难点1、教学重点DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2、教学难点基因工程载体需要具备的条件。
4、学情分析学生在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识，对于本部分内容已经有了初步了解，所以学习起来应该不会有太大的困难。
5、教学方法1、学案导学：见学案。
2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习6、课前准备1．学生的学习准备：预习《DNA重组技术的基本工具》，初步把握DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
七、课时安排：1课时一、教学过程(一) 预习检查、总结疑惑。
检查学生落实预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师首先提问：A.我们以前在哪部分学习过基因工程？（必修二从杂交育种到基因工程）B.回想一下，转基因抗虫棉是怎样培育出来的？经过了哪些主要步骤？（实质是基因工程的基本操作程序：目的基因的获取，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）从这节课开始，我们将深入学习基因工程，今天我们来学习DNA重组技术的基本工具。
我们来看本节课的学习目标。
（多媒体展示学习目标，强调重难点）（三）合作探究、精讲点拨。
人教版高中生物选修3专题一《基因工程》
1
1.1DNA重组技术的基本工具
精选课件ppt
2
学习目标
1、基因工程的基本概念 2、DNA重组技术的三种基本工具
重点：DNA重组技术的三种基本工具 难点：载体具备的特点
精选课件ppt
3
定向基因改造设想
设想 一
设想 二
设想 三
能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？
能否让细菌“吐出”蚕丝？
精选课件ppt
17
精选课件ppt
18
二“分子缝合针”——DNA连接酶
类型
来源
相同点
功能 差别
E·coliDNA
连接酶
T4DNA连接酶
大肠杆菌 恢复 只能连接黏性末端
磷酸
T4噬菌体 二酯键
能连接黏性末端和 平末端(效率较低)
精选课件ppt
19
二、 “分子缝合针” —— DNA连接酶
1、种类：两类
DNA聚合酶
连接DNA链 双链
单链
连接部位
在两DNA片段之间 将单个核苷酸加 形成磷酸二酯键 到已存在的核酸
片段的3’末端
的羟基上，形成 磷酸二酯键
精选课件ppt
22
三、 “分子运输车” —基因进入受体细胞的载体：
1、通常以质粒作为载体 质粒——细菌细胞中一种很小的环状DNA分子。
裸露的、结构简单、独立于细菌之外，并且有自我 复制能力
能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等 珍贵的药物？
经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创 立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。
精选课件ppt
4
基因工程概念
又叫做DNA重组技术。是指按照人们的愿望， 进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基 因技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出 更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
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)
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
高中生物选修3专题1第1节dna重组技术的基本工具_3
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。
（一）、限制性核酸内切酶
1、来源：原核生物 2、种类：约4000种 3、特点：专一性 4、切割位点：磷酸二酯键 5、形成末端：黏性末端、平末端
？
寻根问底：根据你掌握的知识， 你能推测这类酶存在于原核生 物中的作用是什么吗
专题一 基因工程
回顾： 基因工程的概念：
优点又：叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通 俗定的向说地，改就造是生按物照的人遗们传的性意状愿；，把一种生物 的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后 放实到现另基一因种在生不物同的物细种胞之里间，的定转向移地，改迅造速生培物育 的出遗生传物性新状品。种
基因重组 生物体外
工 欲 善 其必 事先
利 其 器
二、DNA重组技术的基本工具
• 准确切割DNA的工具（“分子手术刀”） ——限制性核酸内切酶 （限制酶）
• DNA片段的连接工具（“分子缝合针”） ——DNA连接酶
• 基因转移工具（“分子运输车”） ——运载体
（一）、限制性核酸内切酶
限制性内切酶从哪里寻找？
1、来源：原核生物 2、种类：约4000种
（二）、DNA链接酶
DNA连接酶链接的是什么
磷酸二酯键
磷酸二酯键
（二）、DNA链接酶
E·coli DNA连接酶
或T4DNA连接酶
可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，
即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”
起来，但效率较低
T4DNA连接酶
形成磷酸二酯键
（三）、运载体
1、作用：将目的基因导入受体细胞
002高二生物选修三专题1.2编号0002
选三专题1.2.1基因工程的基本操作程序【学习目标】1、简述基因工程原理及基本操作程序。
2、尝试设计某一转基因生物的研制过程。
[学习重点]1、基因工程基本操作程序的四个步骤。
[学习难点]1、从基因文库中获取目的基因。
2、利用PCR技术扩增目的基因。
一．目的基因的获取（请阅读课本8-11页）预习一1. 目的基因主要是指编码的基因和一些具有作用的因子。
2．获取目的基因的方法(1)从基因文库中获取目的基因：①基因文库: 将含有某种生物基因的许多 ,导入中储存,各个受体菌分别含有这种生物的。
分为基因组文库——“国家图书馆”: 包含了一种生物基因。
部分基因文库——如“××市图书馆”: 包含了一种生物的基因,如。
②从基因文库中获取目的基因的具体方法：根据基因的有关信息：基因的序列、基因在上的位置、基因的产物mRNA、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。
(2)利用PCR技术扩增目的基因①定义: PCR(聚合酶链式反应)是一项在生物体外核酸合成的技术。
②原理: 。
③条件：已知目的基因的序列。
还需要。
④过程：目的基因DNA受热形成，与结合，然后在_________的作用下进行延伸形成DNA。
⑤方式：指数扩增=2n(n为扩增循环的次数)(3)人工合成法-若基因比较小，可通过用化学方法直接人工合成。
探究一1．探讨基因文库、基因组文库、cDNA文库之间的关系。
2.为什么cDNA文库没有启动子和内含子？原核与真核生物基因结构包括编码区和非编码区。
原核生物的编码区是连续的，全部都可以转录出mRNA,编码出蛋白质。
而真核基因的编码区是不连续的，分为外显子和内含子，外显子能够转录出mRNA,编码出蛋白质，而内含子也转录出mRNA，但进入细胞质后该部分被剪切掉，不进行翻译，不编码蛋白质。
因此真核基因的非编码序列包括非编码区的所有序列以及编码区里面的内含子。
非编码区虽然不能转录出mRNA，但是对基因的转录有调控作用，最重要的一个就是位于基因首端非编码区的启动子和尾端非编码区的终止子，分别起到驱动和终止转录的作用。
生物选修三知识点梳理
生物选修三知识点梳理福建省厦门双十中学余炅昊专题一：基因工程（又叫DNA重组技术）1. 实现基因工程的技术：体外DNA重组和转基因2.操作水平：DNA分子水平第一节：DNA重组技术的基本工具一．限制性核酸内切酶1.来源：主要是原核生物2.作用特点：能识别双链DNA分子的某种（不仅限于一种，如：）特定核苷酸序列，并且使每条链中特定部位的两个核苷酸间的磷酸二酯键断开3.用途：切割DNA获取目的基因，切割载体4.切割得到的末端有黏性末端和平末端两种形式二、DNA连接酶1.作用对象：DNA片段2.分类：甲．从大肠杆菌中分离得到的Ecoli DNA连接酶特点：只能连接互补的黏性末端乙．从T4噬菌体中分离出来的T4 DNA连接酶特点：既可以连接黏性末端又可以连接平末端但连接平末端效率低DNA连接酶作用无专一性要求三、载体1、作用：将目的基因送入细胞2、分类：甲：质粒乙：噬菌体衍生物丙：动植物病毒3、质粒特点：裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并且具有自我复制能力的双链DNA分子4、作为运载体的条件甲：在宿主细胞中能保存下来并大量复制乙：有一个至多个限制酶切割位点（作用：供外源DNA片段插入其中）丙：有某种标记基因（抗性基因、绿色荧光蛋白基因或其他产物有特殊颜色的基因）第二节：基因工程的基本操作程序一、四个步骤目的基因的获取、基因表达载体的构建（基因工程的核心）、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定二、具体内容甲、目的基因的获取：获取目的基因的方法：1、从基因文库中获取目的基因分类：基因组文库、部分基因文库根据2、利用PCR技术扩增目的基因原理（特点）前提原料过程3、人工合成条件乙、基因表达载体的构建1.目的：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，使目的基因能够表达和发挥作用2.组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因启动子（有特殊结构的DNA片段），作用：是RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动转录标记基因的作用：鉴别并筛选含目的基因的受体细胞丙：将目的基因导入受体细胞转化的定义：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1.将目的基因导入植物细胞大题问题汇总：专题一：基因工程：1、目的基因之所以能插入到转基因生物的染色体DNA上，其原因是：基因的组成、碱基配对方式和空间结构是相同的、用同一种限制酶对两者进行切割，产生相同的黏性末端2、不同生物基因可以拼接的结构基础是：DNA结构基本相同3、一般情况下，未经Ca2+溶液处理的大肠杆菌不作受体细胞的原因：未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源DNA)的能力极弱4、PCR过程中所用的酶（Taq酶）的显著特点是：耐高温5、培养选择过程及其结果体现了质粒作为载体必须具备的两个条件：具有标记基因；能在受体细胞中复制并稳定保存6、DNA分子杂交技术中应用：用放射性同位素或荧光分子标记的含有目的基因的DNA单链（片段）作探针7、目的基因不一定能从cDNA文库中得到的原因：cDNA是由生物发育某个时期的mRNA逆转录产生的8、PCR过程中退火温度设定必须根据：引物的碱基数量和种类9、含目的基因的DNA片段和质粒表达载体用单酶切处理，并用DNA连接酶连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有：目的基因-载体连接物、载体-载体连接物、目的基因-目的基因连接物3种10、微生物在基因工程中有哪些重要作用：工具酶主要来自微生物；最重要的目的基因供体库之一；目的基因的载体之一；作为受体细胞；提供用于发酵的工程菌11、PCR反应体系的主要成分应包括：扩增缓冲液；水；dATP/dGTP/dCTP/dTTP；Taq酶（热稳定DNA聚合酶）；对目的基因特异性的DNA引物对12、启动子的作用：提供RNA聚合酶识别和结合的位点；驱动基因转录出mRNA13、将目的基因导入愈伤组织细胞与采用叶肉细胞相比，其优点是：全能性高14、基因治疗就是把健康的外源基因导入：有基因缺陷的细胞15、检测大肠杆菌（受体细胞）是否导入了质粒或重组质粒，可采用的方法是：将大肠杆菌（受体细胞）培养在选择性培养基上，能够生长的，说明已导入了质粒A和重组质粒16、目的基因通过一定的途径整合到水稻的基因组中，也不一定会表达，其原因最可能是：目的基因受到转基因生物中相邻基因的影响（X：整合到转基因生物基因组的目的基因被转基因生物的某种酶破坏了）17、目的基因在转基因生物细胞中成功表达的标志是：在转基因生物的细胞中合成目的基因翻译产物18、两种不同的限制酶酶切后的产物可以连接的原因是：两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端（或平末端）19、设计双酶切的目的：保证目的基因和载体定向连接，防止目的基因或质粒自身环化20、个体水平的检测方法（以抗虫基因为例）：分别向生长状况相同的转基因棉花和普通棉花接种相同等量棉铃虫观察棉花受害情况（单位时间死亡的棉铃虫数量）21、原核生物表达的s蛋白和真核生物表达的s蛋白的氨基酸序列相同，根本原因是：表达蛋白质所用的基因相同22、将目的基因导入植物细胞的常见方法有三种：土壤农杆菌转化法，基因枪法，花粉管通道法23、将已导入目的基因的植物细胞培养成植株需要利用：植物组织培养技术，该技术的核心是：脱分化和再分化24、要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过基因完成的原因：基因决定蛋白质25、检测转基因植株中的目的基因是否成功表达可用的方法是：抗原-抗体杂交法26、在进行基因转移时通常需要将外源基因转入受精卵（或早期胚胎）中，原因是：受精卵或早期胚胎细胞具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达27、转基因生物存在安全性的原因：科学家对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制等都了解的相当有限；转移的基因不少是异种生物的基因；外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的；28、中国政府的态度是禁止生殖性克隆人，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，中国不反对治疗性克隆专题二：细胞工程一：动物细胞工程1、动物细胞培养过程中，随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡的现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因为遗传物质发生改变而变成不死性细胞，该种细胞的黏着性下降，细胞膜表面蛋白质的量减少2、将动物组织消化成细胞可使用：胰蛋白酶或胶原蛋白酶3、动物细胞培养的理论基础：细胞增殖4、需要将动物组织消化成细胞的原因：成块组织中细胞与细胞靠在一起，彼此限制了细胞的生长和增殖；组织内部细胞难获得营养物质，难排除代谢废物，易死亡5、人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养6、贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，然后分瓶继续培养，这种培养过程通常被称为传代培养7、动物细胞培养通常保持传代10代以内的原因：以保持细胞正常的二倍体核型8、动物细胞培养技术（其他动物细胞工程技术的基础）的应用：生产病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等/基因工程常用动物细胞作为受体细胞/检测有毒物质，判断某种物质的毒性/用于生理、病理、药理等方面的研究9、现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是：由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色10、在细胞培养过程中，通常在冷冻（超低温、液氮）条件下保存细胞11、哺乳动物核移植，使用动物胚胎细胞核移植的原因：动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易12、在制备单克隆抗体的过程中，需先将经过免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，这一诱导过程与植物体细胞杂交不同的是：用灭活的病毒诱导，之后，还需要通过多次筛选（至少两次），经选择性培养的杂交瘤细胞还需进行抗体检测和克隆化培养，才能获得足够的用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞，该细胞的特点是：既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体13、与传统工艺相比，单克隆抗体试剂的优点：特异性强、灵敏度高、产量高14、制备单克隆抗体的B淋巴细胞一般从：脾中采集15、生产单克隆抗体一般不直接培养浆细胞，主要原因是：浆细胞不能无限增殖16、合成培养基的成分：糖/氨基酸/促生长因子/无机盐/微量元素/抗生素等，通常还需加入血清或血浆等一些天然成分17、早期胚胎培养所需的发育培养液的成分：无机盐类/有机盐类/维生素/激素/氨基酸/核苷酸以及血清等物质18、单克隆抗体制备中涉及的动物细胞工程技术：动物细胞培养/动物细胞融合19、将胚胎干细胞进行基因修饰，并将该干细胞嵌入正常囊胚中，胚胎将发育成只有部分细胞含有目的基因的“嵌合体”。
最新高中生物教材选修三知识点
选修三知识点专题一 基因工程一、工具 1、限制酶(1)来源：主要从原核生物中分离纯化而来。
(2)作用：识别特定的核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)结果：产生黏性末端或平末端。
2、DNA 连接酶常用类型 E ·coli DNA 连接酶T 4DNA 连接酶 来源 大肠杆菌 T 4噬菌体 功能 连接黏性末端连接黏性末端和平末端结果 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键3 常用载体：质粒 动植物病毒 λ噬菌体衍生物等 质粒⎩⎪⎨⎪⎧化学本质 ：双链环状DNA 分子特点⎩⎪⎨⎪⎧ 能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因载体具备的条件条件 适应性稳定并能自我复制 目的基因稳定存在且数量可扩大 有一个至多个限制酶切割位点 可携带多个或多种外源基因 具有特殊的标记基因（如抗生素抗性基因）便于重组DNA 的鉴定和选择 对宿主细胞无害不影响宿主细胞的生活二、基因工程的操作步骤(1)目的基因的获取方法⎩⎪⎨⎪⎧①从基因文库中获取②利用PCR技术扩增③通过化学方法人工合成(2)基因表达载体构建组成⎩⎪⎨⎪⎧①目的基因②标记基因③终止子④启动子(3)将目的基因导入受体细胞方法⎩⎪⎨⎪⎧①植物：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法②动物：显微注射技术③微生物：感受态细胞法(4)目的基因的检测与鉴定方法比较项目限制酶DNA连接酶DNA聚合酶解旋酶RNA聚合酶作用底物DNA分子DNA分子片段脱氧核苷酸DNA 分子核糖核苷酸作用部位磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键碱基对间的氢键磷酸二酯键作用结果形成黏性末端或平末端形成重组DNA分子形成新的DNA分子形成单链DNA分子转录形成RNA专题二细胞工程（Ca2+处理）（目的基因序列未知）（知道其中的一段目的基因）（较小的，目的基因序列已知）一、植物组织培养和动物细胞培养项目植物组织培养动物细胞培养理论基础植物细胞全能性细胞增殖培养基类型固体或半固体培养基液体培养基成分水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等取材植物幼嫩部位或花药等动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织过程结果新的组织或植株个体，可以体现全能性新的细胞系或细胞株，不形成个体，不体现全能性目的①植株快速繁殖②脱毒植株的培育③人工种子④生产药物、杀虫剂等⑤转基因植物的培育①蛋白质生物制品的生产②皮肤移植材料的培育③检测有毒物质④生理、病理、药理学研究相同点①两技术手段培养过程中细胞都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂②均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件二、植物体细胞杂交与动物细胞融合植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性过程细胞A、B原生质体A、B融合的原生质体杂种细胞杂种植株细胞A、B杂交细胞多个相同杂交细胞相关酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶融合方法物理法：离心、电激、振动；化学法：聚乙二醇等试剂诱导除物理法和化学法外还可以用灭活的病毒诱导结果杂种植株杂交细胞意义克服了远缘杂交的不亲和性，获得杂种植株突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能四核移植（课本P48）原理：动物细胞核具有全能性专题三胚胎工程一体内受精和早期胚胎发育1．精子和卵子的发生(1)精子的发生：①场所：睾丸的曲细精管。
高考高中生物选修三专题复习
19特别提醒：(1)基因、基因、目的基因：基因是有遗传效应的DNA片段，是控制性状的遗 传物质的基本结构和功能单位，基因的脱氧核苷 酸序列代表遗传信息。基因是将含有某种生物不同基因的许多DNA
片段，导入受体菌的群体中通过克隆而储存，各
个受体菌分别含有这种生物的不同基因，叫做基因。建立基因是为获得大量的目的基因
作准备。如果基因中含有一种生物的所有基因，这个基库的比较：
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(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。
程，能形成棉植株的根本原因是细胞具有____________________。
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解析：本题极易出错的部分有：在第(1)小题中没有看清目的基因插入的位置，从而 不能确定用限制酶Ⅰ还是Ⅱ来切割质粒还是切割抗虫基因。第(3)小题检测抗虫性状 在个体水平上是否表达，应该让害虫吞食转基因棉花的叶片，观察害虫的存活情况，
―转―录→ mRNA ―翻―译→ 肽链 折――叠→等 具有高级结构的蛋白 质―→行使生物功能
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蛋白质具有复杂的空间结构，不同种类的蛋白质具有不 同的结构和功能。
蛋白质结构的多样性是由构成蛋白质的氨基酸种类、数 目、排列顺序以及蛋白质的空间结构来决定的，而其结 构多样性的根本原因则是由于控制蛋白质合成的基因的 多样性。
黏性末端：错位切，切下后的两端形成一种回文式的 单链末端 平末端：平切，在两条链的特定序列的相同部位切割， 形成一个无黏性末端的平口
高中生物选修1《专题1、2》复习课件
泡菜中的亚硝酸盐怎样生成的？
发酵初期，泡菜中的微生物生长很快，微生物将蔬菜中的硝酸盐 还原成亚硝酸盐，与此同时，蔬菜中的酚类物质和维生素C等物 质也会将亚硝酸盐氧化，但总体来说，生成的亚硝酸盐大于被还 原的亚硝酸盐，亚硝化细菌可将发酵过程产生的氨氧化成亚硝酸， 其与金属离子生成亚硝酸盐，因此，随着发酵时间的进行，亚硝 酸盐的含量会逐步上升。随着微生物代谢活动的持续，氧气被消 耗殆尽，泡菜坛中的环境不利于除乳酸菌以外的其他微生物的生 长。与此同时，蔬菜中的亚硝酸盐含量由于被氧化而减少，因此， 亚硝酸盐的含量会逐渐下降并趋于一个相对稳定的数值。
科.网 zxxk.
D. 对食品检测时，不仅要检测亚硝酸盐的含量和砷、 铅等物质的含量，还要检测黄曲霉、大肠杆菌菌群、 食品中的致病菌等物质的含量
【答案】D
• (2008年高考江苏卷)下列关于腐乳制作的描述 中，错误的是 ( ) • A．在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的 微生物参与 • B．含水量大于85%的豆腐利于保持湿度，适 宜制作腐乳 • C．加盐和加酒都能抑制微生物的生长 • D．密封瓶口前最好将瓶口通过火焰以防杂菌 污染 • 【答案】 B
【例1】
下列说法正确的是(
)
A. 培养基是为微生物的生长繁殖提供营养基质的 B. 培养基只有两类，液体培养基和固体培养基
C. 除水以外的无机物只能提供无机盐
D. 无机氮源不可能提供能量 【答案】A
1. (2011· 合肥质检)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的下列 操作中，不正确的是( ) A. 操作流程是计算、称量、溶化、灭菌和倒平板 B. 将称好的牛肉膏连同称量纸一同倒入烧杯中再加水， 去纸 C. 灭菌后向牛肉膏蛋白胨溶液中加2%琼脂，并使其溶 解 D. 将培养基冷却到约50度时，在酒精灯火焰附近倒平板 【答案】C
高中生物选修3重点知识点总结
高中生物选修3重点知识点总结专题 1 基因工程基因工程：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。
2. “分子缝合针”——DNA连接酶（1）两种DNA连接酶（E·coliDNA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·coliDNA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。
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。
③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
（2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
（3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。
（二）基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1. 目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。
2. 原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。
人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法。
3. PCR技术扩增目的基因（1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
人教版高中生物选修3基因工程专题练习
人教版高中生物必修3基因工程专题练习专题1基因工程1.1DNA重组技术的基本工具课下提能一、选择题1．下列关于限制酶的说法正确的是()A．限制酶主要是从真核生物中分离纯化出来的B．一种限制酶通常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．限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键解析：选B限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，A错误；一种限制酶通常只能识别一种特定的核苷酸序列，B正确；DNA分子经限制酶切割后会形成黏性末端或平末端，C错误；限制酶的作用部位是双链DNA分子特定核苷酸之间的磷酸二酯键，D错误。
2．(2019·扬州期末)下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述正确的是() A．用限制酶剪切获得一个目的基因时得到两个切口，有2个磷酸二酯键被断开B．限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大C．序列—CATG↓—和—G↓GATCC—被限制酶切出的黏性末端碱基数不同D．T4DNA连接酶和E·coli DNA连接酶都能催化平末端和黏性末端的连接解析：选B用限制酶剪切获得一个目的基因时得到两个切口，有4个磷酸二酯键被断开，A错误；限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大，B正确；序列—CATG↓—和—G↓GATCC—被限制酶切出的黏性末端碱基数相同，都是4个，C错误；T4DNA连接酶和E·coli DNA连接酶都能催化黏性末端的连接，其中只有T4DNA连接酶还可以连接平末端，D错误。
3．(2019·深圳期末)下列关于基因工程中的DNA连接酶的叙述不正确的是()A．DNA连接酶的化学本质是蛋白质B．DNA连接酶能够连接两个DNA片段之间的磷酸二酯键C．基因工程中可以用DNA聚合酶替代DNA连接酶D．根据来源不同，DNA连接酶可分为E·coli DNA连接酶和T4DNA连接酶两大类解析：选C DNA连接酶的化学本质是蛋白质，根据来源不同可分为E·coli DNA连接酶和T4DNA连接酶两大类，DNA连接酶连接的是两个DNA片段之间的磷酸二酯键，而DNA聚合酶连接的是DNA片段与游离的脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，因此在基因工程中不能用DNA聚合酶替代DNA连接酶。
人教版高中生物选修三练习：专题1 第1节 DNA重组技术的基本工具 含解析
专题一第一节一、选择题1．基因工程技术也称为DNA重组技术，其实施必须具备的四个必要条件是(C) A．目的基因限制酶载体受体细胞B．重组DNA RNA聚合酶限制酶连接酶C．工具酶目的基因载体受体细胞D．模板DNA mRNA质粒受体细胞[[解析]]基因工程是把供体生物的基因(目的基因)导入受体(细胞)，并使其成功表达，以使受体获得新的遗传特性的过程。
因此该过程需要有目的的基因、受体细胞及其工具(工具酶和载体)。
2．切取动物控制合成生长激素的基因，注入鲇鱼受精卵中，与其DNA整合后产生生长激素，从而使鲇鱼比同种正常鱼增大3—4倍。
此项研究遵循的原理是(B) A．基因突变B．基因重组C．细胞工程D．染色体变异[[解析]]将动物控制合成生长激素的基因注入鲇鱼受精卵中，通过DNA复制、转录、翻译合成特定的蛋白质，表现出特定的性状，此方法依据的原理是基因重组。
3．下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是(C)A．DNA连接酶、限制酶、解旋酶B．限制酶、解旋酶、DNA连接酶C．解旋酶、限制酶、DNA连接酶D．限制酶、DNA连接酶、解旋酶[[解析]]限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，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裂，形成黏性末端或平末端；DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键；解旋酶能使DNA分子双螺旋结构解开，氢键断裂；所以①处是解旋酶作用部位，②处是限制酶作用部位，③处是DNA连接酶作用部位。
4．限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。
下图为四种限制酶Bam HⅠ、Eco RⅠ、HindⅢ以及BglⅡ的辨识序列。
箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补黏合？其正确的末端互补序列是什么(D)A．Bam HⅠ和Eco RⅠ；末端互补序列为—AATT—B．Bam HⅠ和HindⅢ；末端互补序列为—GATC—C．Eco RⅠ和HindⅢ；末端互补序列为—AATT—D．Bam HⅠ和BglⅡ；末端互补序列为—GATC—[[解析]]Bam HⅠ和BglⅡ处理后形成的末端互补，其末端互补序列为“—GATC—”。
高中生物《植物细胞工程》教案1 新人教版选修3
专题2 2.1 植物细胞工程一、教学目标1. 简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。
2. 列举植物细胞工程的实际应用。
3. 尝试进行植物组织培养。
二、教学重点和难点1.教学重点（1）植物组织培养的原理和过程。
（2）植物体细胞杂交的原理。
（3）植物细胞工程应用的实例。
2.教学难点植物组织培养的实验。
三、教学策略本节教材内容对学生来说，虽说在必修模块中学了一些细胞的知识，但仍然是一个新的领域，学习起来有一定的困难。
教师可采用讲授为主结合讨论的方法进行教学。
具体建议如下。
在细胞的全能性及细胞分化的实质、植物组织培养技术这部分内容的教学中，首先可用教材上的菊花图引入本节的标题，同时提出一个问题──为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？以引入本节课的第一个问题──细胞的全能性及分化。
关于细胞的全能性和细胞分化这部分内容，因为学生在必修模块中学过，所以可以提问的方式让学生回顾，教师再根据学生的回答情况按教材上的内容进行讲解。
然后再通过“怎样把植物的一个花瓣培育成完整的植株”这个问题引入本节课的重点及难点问题──植物组织培养技术。
教材这部分的内容是通过实验“胡萝卜的组织培养”来进行讨论和总结的，应当尽量创造条件完成这个实验。
在不具备完成该实验条件的学校，可以带领学生参观组培实验室，或让学生观看植物组织培养技术的录像片。
同时结合教材的讨论题进行教学，还可再补充两个问题：（1）离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整植物体？（2）决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？在植物体细胞杂交技术及植物繁殖的新途径的教学中，首先可通过教材上的番茄—马铃薯实例引入，让学生思考20世纪60年代，一些科学家提出这样一个设想：让番茄与马铃薯杂交，培育出地上结番茄果实，地下结马铃薯块茎的植物。
如果要实现这一设想，你认为可以采用哪些方法？这样一来一下子就把学生吸引到本节课要解决的问题──植物体细胞杂交技术上。
高中生物选修三专题1基因工程(含解析)
5.我国自主研制的复制型艾滋病疫苗， 是把艾滋病病毒 RNA 的几个重要片段经某种处理后插
入天花病毒 DNA 中，形成重组病毒疫苗。该疫苗在人体内具有复制能力，产生的抗原蛋白
可以持续刺激免疫系统，使人产生较强的免疫能力。在该疫苗研制过程中
① 使用了逆转录
酶② 运用基因工程手段， 用质粒作载体 ③ 可利用培养的动物细胞培养天花病毒 花病毒的间接使用价值
） ③烟
A. ①③
B. ②③
C. ①④
D. ①②③④
3.中国二胎政策的放开，使得当前出现生育小高峰。二胎孩子与头胎孩子往往在性状表现上
既有相同又有差异，造成这种现象的主要原因是
A. 基因突变 4.细菌抗药性基因存（
A. 核 DNA
B. 自然选择 ）
B. 质粒
C. 基因重组 C. RNA
D. 染色体变异 D. 小的直线型 DNA
________ 酶处理它的 DNA 分
子，这种酶的作用部位是 ________ ． （ 5）将上述抗病基因转移到农作物体内的核心步骤
是________ ， 抗病基因导入受体细胞最常用的方法是 ________ ．
15.如图 1 是三种因相应结构发生替换而产生变异的过程示意图，请据图回 答．
4 / 15
________ 的形成，导致 ________ 成倍的增加． （ 3）某种植物有甲、乙两株突变植株，对它
们同一基因形成的信使 RNA 进行检测，发现甲的第二个密码子中第二个碱基
C 变为 U，乙
的第二个密码子中第二个碱基前多了一个 U，则与正常植株相比 ________ 的性状变化大．（ 4）
某植株产生了一种新的抗病基因，要将该基因提取出来，应用
（1） D 是________． A 在基因工程中称为 ________．获得 B 与 C 需要 ________酶，过程 ④ 需要 ________酶． （2） C 在基因工程中称为 ________． （3）过程 ⑦ 通过细菌的分裂增殖获得大量的工程菌， 产物的表达是通过 ________过程完成．
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目的基因主要是指 编码蛋白质的结构基因 目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云 金杆菌抗虫基因、植物抗逆性基因（抗病毒、 抗细菌)、人胰岛素基因等的基因 3）人工合成
1.常用菌： 大肠杆菌 2.微生物作受体细胞原因： 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少 处理细胞→ 感受态 细胞 →表达载体与感受态细胞混合→ _________ 感受态 细 胞吸收DNA分子。 3.转化方法： Ca2+
(四)目的基因的检测与鉴定
检测： 是否插入目的基因
—— DNA分子杂交
是否转录
真核细胞的基因结构
编码区是间隔的、不连续的。 其中，能够编码蛋白质的序列叫做外显子，一般不 能够编码蛋白质的序列叫做内含子。
真核生物基因表达的调控
• 信使RNA的加工：
编码区上游 转录 编码区下游
初级转录物
加工
剪切内含子转录部分 拼接外显子转录部分
成熟的信使RNA如何从基因中得到我们所需的目的 基因？根据基因的有关信息：如基因核苷酸序列或表达的 产物或基因的功能等等。（课本p9）
2）利用PCR技术扩增目的基因
原理: DNA双链复制
前提: 要有一段已知 目的基因的脱 氧核苷酸序列 ，以便合成引 物。
5/G—G 5/
引物Ⅱ
/ 3 T—C 3/ A—G 5/
3/
引物Ⅰ
G — G 3 / C —C
G —A 5 /
(二)基因表达载体的构建 —— 核心 基因表达载体的组成：
a、目的基因 b、启动子
c、终止子 d、标记基因
(三)将目的基因导入受体细胞
受体细胞 内，并且在 转化——目的基因进入_________ 稳定 和_____ 表达 的过程 受体细胞内维持_____
(三)将目的基因导入受体细胞 农杆菌转化法 导入植物细胞 方法 基因枪法
反转将含有某种生物不同基因的很多的DNA片段，导入到 受体菌群中储存，每个受体出来，选 用适当的限制酶，将DNA切成一定大小的DNA 片段，然后将这些片段分别与载体连接起来， 导入受体菌中储存，这个群体包含了这种生 物的所有基因。
花粉管通道法
导入动物细胞 ——显微注射法 导入微生物细胞 —— 感受态细胞吸收 DNA分子
1.农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物,
植物体损伤分泌酚类化合物，吸引农杆菌。Ti质粒 的T-DNA可转移至受体细胞的染色体DNA上.
将目的基因导入受体细胞（动物细胞）
• 显微注射法
将目的基因导入微生物细胞
1. 加热至90-95度：DNA解链,氢键断裂； 2.冷却至55-60度：引物结合到互补DNA链；
3.加热至70-75度： Taq酶从引物起始进行互补链 的合成
利用PCR技术扩增目的基因
3）人工合成 如果基因比较小，核苷酸序列又已知，也可 以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。 反转录法 化学合成法
通过对受体 菌的培A反转录产生的 多种互补DNA片段（也叫cDNA），与载体连接后储 存在一个受体菌群聚合酶的作用是催化DNA转录为RNA。
——分子杂交
是否翻译
——抗原-抗体杂交
个体 鉴定： 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
如果显示出杂交带，就表明待测样品含有 目的基因或目的基因已经转录。
例：用棉铃饲喂棉 铃虫，如虫吃后不出现 中毒症状，说明未摄入 目的基因或摄入目的基 因未表达。如虫吃后中 毒死亡，则说明摄入了 抗虫基因并得到表达。 若不能表达，要对抗虫 基因再进行修饰。