植物基因工程原理与技术(王关林,方宏筠主编)思维导图
第八章植物基因工程总结
农杆菌
Vir 帮助质粒
左 外源基 右 感染植物
进入植物细胞核， 整合，表达
Vir 左 外源基因 右
农杆菌
双元系统的特点
双元系统是穿梭质粒和Ti质粒两个质粒 ，在接合 后可以自主性地共存于同一农杆菌细胞中。
穿梭质粒编码植物选择标记、表达信号、多克隆 位点、两个T-DNA
④Ori区(origin of replication，复制起 始区)：Ori区上的基因调控Ti 质粒的自我 复制。
(2). 农杆菌的感染和生存
第一步:植物受伤 乙酰丁香酮、羟基乙酰丁香酮诱导Ti
质粒的毒性基因表达。 第二步 感染植物
脓杆菌吸附于植物的表面伤口部位 第三步 毒性基因（vir）表达 第四步 T-DNA转移
ori
(7) Ti载体的类型
共整合载体（cointegrate vectors） 由比利时科学家P.Zambrisky等1983年改造 的pGV3850 受体载体，需要同源重组才能插入外源基因。
双元载体（binary vectors） 既有大肠杆菌复制起点也有农杆菌复制起点， 是个穿梭载体。
①pGV3850
外源基因插入pGV3850 的过程
pBR322不能在土壤农杆菌中复制，只能同 pGV3850重组。只有这样，土壤农杆菌才能得 到抗卡那霉素性状。
外源基因 插入
Kanr pBR322
抗卡那霉素 卡那霉素筛选
转化
的土壤农杆菌 pBR322与 土壤农杆菌 感染 pGV3850重组 含pGV3850
植物组织
物的细胞中 筛选转化细胞，并诱导产生转基因植株 转基因植株大规模种植
三、外源基因导入植物的方法
（一）DNA直接转移法
化学刺激法
高中生物知识结构网络图(完整版)
高中生物知识结构网络图第一单元 生命的物质基础和结构基础（细胞中的化合物、细胞的结构和功能、细胞增殖、分化、癌变和衰老、生物膜系统和细胞工程）1.1化学元素与生物体的关系1.2生物体中化学元素的组成特点1.3生物界与非生物界的统一性和差异性1.4细胞中的化合物一览表1.5蛋白质的相关计算设 构成蛋白质的氨基酸个数m ，构成蛋白质的肽链条数为n ，构成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为a ， 蛋白质中的肽键个数为x ， 蛋白质的相对分子质量为y ，控制蛋白质的基因的最少碱基对数为r ，则 肽键数＝脱去的水分子数，为 n m x -= …………………………………①蛋白质的相对分子质量 x ma y 18-= ………………………………………②或者xary183-=………………………………………③1.6蛋白质的组成层次1.7核酸的基本组成单位1.8生物大分子的组成特点及多样性的原因1.9生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定1.10选择透过性膜的特点1.11水被选择的离子和小分子其它离子、小分子和大分子亲脂小分子高浓度——→低浓度不消耗细胞能量（ATP）离子、不亲脂小分子低浓度——→高浓度需载体蛋白运载消耗细胞能量（ATP）1.12线粒体和叶绿体共同点1、具有双层膜结构2、进行能量转换3、含遗传物质——DNA4、能独立地控制性状5、内含核糖体6、有相对独立的转录翻译系统7、能自我分裂增殖1.13真核生物细胞器的比较1.14细胞有丝分裂中核内DNA、染色体和染色单体变化规律1.15理化因素对细胞周期的影响1.16细胞分裂异常（或特殊形式分裂）的类型及结果1.18已分化细胞的特点 1.19分化后形成的不同种类细胞的特点G 21.20分化与细胞全能性的关系1.211.22癌细胞的特点分化程度越低全能性越高，分化程度越高全能性越低分化程度高，全能性也高分化程度最低（尚未分化），全能性最高扁平梭形 球形成纤维细胞癌变如癌细胞膜糖蛋白减少，细胞黏着性降低，易转移扩散。
基因工程思维导图(1)
是编码产生蛋白质或RNA 等具有特定功能产物的DNA 片段，是控制生物性状的基本遗孟德尔——遗传因子Yohannsen ——基因摩尔根——基因位于染色体上 遗传物质的基础是核酸（DNA ） 三联子密码转录与翻译控制生物形状是指对基因进行分离、分析、改造、重组、转移、检测和表达等操作的简称获得目的基因基因与克隆载体连接，形成重组子 基本步骤 重组子转化受体细胞，获得转化子转化子检测和筛选目的基因在受体中被表达，获得所需的遗传性状或产物 基因操作的剪刀：限制性内切酶 基因操作的针线：连接酶 基因操作的载体：质粒与病毒基因操作的车间：细菌(大肠杆菌）、真菌（酵母）和病毒基因具有相同的物质基础基因是可切割和可粘合的基因是可转移的 多肽与基因之间有对应关系 遗传密码通用基因可以复制遗传基因操作来定向改变或修饰生物体，并具有明确应用目的的活动。
1973年（基因工程元年）生物感应器遗传改良基因治疗DNA分子内部某种特殊的核苷酸序列，限制性内切酶第一个字母：取宿主属名首字母，大写斜体。
第二、三个字母：取宿主种名前两个字母，小写斜体第四个字母：为宿主的株号，正体第五个字母：发现顺序号，大写罗马字体，正体现象限制与修饰 1型种类 2型3型识别长度：4-8个碱基，最常见6个碱基限制酶识别序列识别序列结构:回文结构切割位置：在识别位置的内部或两侧平末端黏末端不同或相同末端的限制性内切酶。
即不同来源的限制性内切酶可切割相同的序列。
限制酶产生的末端同序同切酶（完全同裂酶）同序异切酶（非完全同裂酶）同尾酶：指来源各异，识别靶序列各不相同，但切割产生相同末端的限制性内切酶。
同尾酶切割DNA得到的产物可进行互补连接。
DNA末端长度对限制酶切的影响位点偏爱星星活性缓冲液酶切反应条件反应温度反应时间终止酶切方法：EDTA螯合镁离子，加热，苯酚抽提去除蛋白质或试剂盒纯化DNA影响限制酶活性因素：DNA样品浓度，甲基化程度，分子结构，缓冲液性质，酶切温度时间概念：催化3'羟基和5'磷酸基之间形成磷酸二酯键，使断开的DNA连接起来的酶。
药用植物学思维导图
种子和植物营养器官·思维导图一、 种子：<功能：种子植物所特有的繁殖器官>花期各部分 果期各部分胚柄种柄或形成种阜、假种皮 外珠被 外种皮 种皮（种脐、种孔、合点、种脊、种阜） 珠被 种皮 种子 胚（胚芽、胚轴、胚根、子叶）内珠被 内种皮 胚乳（内胚乳、外胚乳）珠心 消失或形成外胚乳 分类：卵细胞受精 胚（胚芽、胚轴、胚根、子叶） 短命种子 极核细胞受精 胚乳 1.种子寿命 中命种子胚囊 长命种子反足细胞 在提供营养后消失 有胚乳种子（胚乳发达、胚相对较小、子叶薄） 助细胞 消失 2.胚乳的有无珠孔 种孔 无胚乳种子（缺乏胚乳或仅残留一薄层） 珠脊 种脊合点 合点胚珠二、根：<功能：吸收、固着、合成、储藏、繁殖；向地性、向湿性、背光性> 直根系（胚根） 定根或有不定根 双子叶植物、裸子植物须根系（胚轴、茎基部）不定根 单子叶植物、蕨类植物圆锥根（胡萝卜、白芷、桔梗） 贮藏根：肉质直根（主根） 圆柱根（菘蓝、丹参、牛膝） 圆球根（芜菁、珠子参） 纺锤状根（百部、天门冬） 块根（不定根、侧根） 掌状块根（手掌参） 块根：成块状（番薯、何首乌） 支柱根/支持根：薏苡、甘蔗等禾本科植物，榕树、露兜树属、漆树科、红树科等 气生根：石斛、吊兰、榕树 攀援根：常春藤、爬山虎、凌霄 俯生根：（内部细胞常含有叶绿素，有一定的光和而作用）兰科植物、天南星科植物 呼吸根：水龙、红树、落羽松 水生根：（水生植物漂浮在水中的须状根）浮萍、菱 寄生根/吸器：全寄生植物：菟丝子、列当；半寄生植物（含有叶绿素） 分类变态根三、茎：<功能：输导、支持、贮藏、繁殖、光合>芽的分类：茎的形态结构：顶芽（主干和侧枝顶端）定芽腋芽/侧芽（腋芽生长）·生长位置副芽（旁生于顶芽和腋芽）不定芽（生长于茎节间、根、叶及其他部位的芽，常用于进行营养繁殖）叶芽/枝芽茎和叶·发育成的器官性质不同花芽花或者花序混合芽同时发育出枝、叶和花或花序鳞芽：外面包被有鳞片（也称鳞芽）（柳、樟）·有无鳞芽裸芽：外面无鳞芽包被（薄荷、吴茱萸）活动芽：一年生草本植物的芽，木本植物的顶芽和顶芽附近的侧芽·活动能力休眠芽/潜伏芽：在生长季节不生长茎的分类：木质茎木本植物（乔木：槐树、杨树；灌木：枸杞、月季）·质地草质茎草本植物（一年生草本、二年生草本、多年生草本、宿根草本、常绿草本）肉质茎：芦荟、仙人掌直立茎：薄荷缠绕茎：五味子、忍冬（从左到右旋转）牵牛、马兜铃（从右到左旋转）何首乌、猕猴桃（无规律）·生长习性攀援茎：爬山虎（吸盘）钩藤（钩）匍匐茎：草莓、红薯平卧茎：蒺藜、地锦茎的变态：叶状茎：仙人掌、竹节蓼、天门冬刺状茎：山楂、酸橙（茎刺）枸橘、花椒（皮刺）钩状茎：钩藤·地上茎变态茎卷须：爬山虎、丝瓜（腋芽发育而来）葡萄（顶芽发育而来）小块茎和小鳞茎：山药、半夏（小块茎）洋葱、大蒜（小鳞茎）假鳞茎：附生兰类四、叶：<功能：光合作用、蒸腾作用、气体交换、繁殖、贮藏、吸收、合成>叶鞘：伞形科植物叶柄基部扩大成鞘状，禾本科植物全部扩大成鞘状叶枕：叶柄基部膨大成关节状托叶刺状：刺槐、三颗针 托叶叶鞘状：大黄、何首乌等蓼科植物托叶卷须状：菝葜属托叶叶片状：豌豆、宣木瓜与叶柄愈合成翅：月季、金樱子叶片：全缘波状牙齿状锯齿状重齿状圆齿状叶形 （叶形其他形状）倒宽卵形：长宽近相等，最宽处近上部的叶形（玉兰）圆形：长宽近相等，最宽处近中部的叶形（莲）宽卵形：长宽近相等，最宽处近下部的叶形（马甲子）倒卵形：长约为宽的1．5～2倍，最宽处近上部的叶形（栌兰）椭圆形：长约为宽的1．5～2倍，最宽处近中部的叶形（大叶黄杨）卵形：长约为宽的1．5～2倍，最宽处近下部的叶形（女贞）倒披针形：长约为宽的3～4倍，最宽处近上部的叶形（鼠曲草）长椭圆形：长约为宽的3～4倍，最宽处近中部的叶形（金丝梅）披针形：长约为宽的3～4倍，最宽处近下部的叶形（柳）线形：长约为宽的5倍以上，最宽处近中部的叶形（沿阶草）剑形：长约为宽的5倍以上，最宽处近下部的叶形（石菖蒲）至于为其它形状的，尚有三角形、戟形、箭形、心形、肾形、菱形、匙形、镰形、偏斜形等。
高中生物学科思维导图(2.0版)
目录高中生物学科思维导图细胞中的物质1 (1)细胞中的物质2 (2)细胞的结构和功能1 (3)细胞的结构和功能2 (4)细胞代谢1 (5)细胞代谢2 (6)细胞的生命历程1 (7)细胞的生命历程2 (8)遗传的基本规律与伴性遗传1 (9)遗传的基本规律与伴性遗传2 (10)减数分裂和受精作用1 (11)减数分裂和受精作用2 (12)基因的本质与表达1 (13)基因的本质与表达2 (14)生物的变异、育种与进化1 (15)生物的变异、育种与进化2 (16)动物和人体生命活动的调节1 (17)动物和人体生命活动的调节2 (18)植物的激素调节1 (19)植物的激素调节2 (20)种群与群落1 (21)种群与群落2 (22)生态系统和环境保护1 (23)生态系统和环境保护2 (24)传统发酵技术的应用 (25)微生物的培养与应用 (26)酶的应用与蛋白质的提取和分离 (27)植物有效成分的提取 (28)形成砖红色沉淀第1页共28页第2页共28页细胞中的物质二蛋白质元素组成C、H、O、N（P、S）含量是细胞内含量最多的有机化合物；也是占细胞干重最多的化合物基本单位结构通式：氨基酸结合方式脱水缩合：相关计算肽键数=脱去水分子数=n-m(n表示氨基酸数，m表示形成的肽链数）蛋白质分子量=na-18(n-m)，(a表示氨基酸的平均分子量）蛋白质中至少含有的游离氨基（或羧基）数目=肽链条数蛋白质中含有的游离氨基（或羧基）数目=肽链条数+R基中的氨基（或羧基）数结构多样性的原因①氨基酸的数目、种类、排列顺序不同；②肽链的数目和空间结构不同功能多样性结构蛋白构成细胞和生物体的重要物质，如羽毛、肌肉、头发、蛛丝的成分主要是蛋白质功能蛋白运输（血红蛋白、载体蛋白）、催化（胃蛋白酶、过氧化氢酶）一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要体现者和承担着鉴定试剂双缩脲试剂（A液：质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液，B液：质量浓度为0.01g/ml的CuSO4）用法先向2ml组织样液中加入A液1ml，摇匀后再加入B液4滴，摇匀，反应呈紫色核酸元素组成C、H、O、N、P分类脱氧核糖核酸（DNA）功能：真核细胞、原核细胞和DNA病毒的遗传物质核糖核酸（RNA）是RNA病毒的遗传物质基本单位核苷酸分类组成一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基形成核酸过程比较功能是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用实验：“观察DNA和RNA在细胞中的分布”原理甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同；盐酸作用结果细胞核被染成绿色，细胞质被染成红色结论DNA主要分布在细胞核中（线粒体和叶绿体中也含有少量的DNA）特例原核细胞中DNA分布在拟核区域，为一个裸露的环状DNA分子（无染色体）生物大分子包括多糖、蛋白质、核酸等形成方式脱水缩合许多单体→多聚体基本骨架碳链（也是单体的基本骨架）氨基酸（约20种，R基不同）结构特点：至少有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上调节（胰岛素、胰高血糖素）、免疫（抗体、淋巴因子）RNA主要分布在细胞质中（细胞核、线粒体、叶绿体中含有少量RNA）甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞使染色质中的DNA和蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合真核细胞、原核细胞中也有，但不作为遗传物质，包括（mRNA、tRNA、rRNA)场所：核糖体功能RNA酶（催化作用）第3页共28页细胞的结构和功能一生命系统的结构层次内容细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈+无机环境特例植物没有系统这一层次单细胞生物没有组织、器官和系统这三个层次病毒没有细胞结构，不属于生命系统生命活动离不开细胞举例单细胞生物：能完成如摄食、呼吸、消化、运动等相应的各种生命活动多细胞生物：靠各种分化的细胞密切合作完成相应的各种生命活动（如反射）非细胞生物：病毒必须寄生在活细胞中，才能表现增殖等生命活动观察高倍显微镜的操作步骤找（低倍镜下找到所要观察的物像）→移（把要放大观察的物像移至视野中央）→转（转动转换器，换上高倍镜）→调（调细准焦螺旋和光圈，使物像清晰）分类无细胞结构——病毒生活方式营寄生生活，属于消费者组成蛋白质外壳和内部的遗传物质核酸（特例：朊病毒，只有蛋白质，没有核酸）分类依据遗传物质DNA 病毒：乙型肝炎病毒、噬菌体等RNA 病毒：烟草花叶病毒、艾滋病病毒、流感病毒、新冠病毒等依据寄主植物病毒、动物病毒、细菌病毒（又称噬菌体）有细胞结构原核细胞特点①没有核膜包被的细胞核②没有染色体举例细菌：如大肠杆菌、乳酸菌、醋酸菌真核细胞特点有核膜包被的细胞核，其中DAN 分子和蛋白质组成染色质或染色体举例真菌细胞：酵母菌、青霉菌、木耳等的细胞两者的统一性①都具有细胞膜、细胞质、核糖体②都以DNA 作为遗传物质细胞学说主要内容一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用新细胞可以从老细胞中产生意义揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性细胞壁成分植物细胞（纤维素和果胶）、细菌（肽聚糖）、真菌（几丁质）功能保护和支持细胞膜制备实验材料哺乳动物成熟的红细胞（原因是无细胞核和众多的细胞器）实验原理将动物细胞放入蒸馏水中，细胞吸水涨破，内容物流出组成成分脂质：约占50%，主要是磷脂，动物细胞膜还含有胆固醇蛋白质：约占40%，是细胞膜功能的主要承担者，细胞膜功能越复杂，蛋白质的种类和数量越多糖类：约占2%-10%，在细胞膜外表面与一些蛋白质结合形成糖蛋白，叫做糖被。
基因工程主要操作流程及图解
基因功能研究
通过动物模型研究基因在生物体内的功能及 其调控机制，揭示生命活动的本质。
动物模型构建方法和注意事项
构建方法：包括自然 突变筛选、化学诱变、 物理诱变和基因编辑 技术等。其中，基因 编辑技术如CRISPRCas9等已成为主流方 法。
注意事项
选择合适的动物种类 和品系，确保实验结 果的准确性和可重复 性。
基因工程主要操作流程及图解
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目 录
• 基因工程概述 • 基因工程基本操作流程 • 基因表达调控技术 • 蛋白质纯化与功能分析技术 • 细胞培养、转染和稳定株构建技
术 • 动物模型在基因工程中应用 • 总结与展望
01
基因工程概述
定义与发展历程
定义
基因工程是通过改变生物体的遗传物 质，来实现对生物性状和功能的定向 改造的一门技术。
通过基因编辑技术（如CRISPR-Cas9）或基因重组技术将目的基因整合到细胞基因组中，实现稳定表达。
筛选方法
利用抗生素抗性基因或荧光标记基因进行初步筛选，再通过qPCR、Western blot等方法对稳定株进 行鉴定和验证。
06
动物模型在基因工程中应用
常见动物模型类型及其特点
小鼠模型
繁殖周期短，基因型确定，适合大规模遗传研 究。
转化细胞筛选与鉴定
01
02
03
抗性筛选
报告基因检测
PCR或测序鉴定
利用选择性培养基筛选转化细胞， 如抗生素或营养缺陷型培养基。
通过检测报告基因的表达情况， 间接判断目标基因是否整合到受 体细胞基因组中。
利用PCR或测序技术直接检测目 标基因在转化细胞中的存在和表 达情况。
03
基因表达调控技术
基因工程的原理和技术ppt课件 (4)
1.第一步：目的CR)技术扩增目的基 因（目的基因的序列已知） ③化学方法合成目的基因基 因的许多DNA片断，导入受 体菌的群体储存，各个受体 菌杆菌中提取抗虫蛋白的基因
大片段DNA 目的基因 打成许多小片段
载入运载体
小片段DNA
重组DNA分子
重组DNA分子
如果运气不 好，在打成 小片段时， 有
例如：从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫蛋白的基因如何从基 因中 获取目的 基因?反转录法
根据已知的氨基酸序列 合成DNA
精选PPT课件
9
③化学方法合成目的基因
目的基因的mRNA 反转录
单链DNA(cDNA) 合成
双链DNA (即目的基因)
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
通过化学合成的目的基因
精是选P否PT课含件有粘性末端？
分子水平：DNA分子杂交技术
核心－－DNA探针
目的基因的脱氧核苷 酸（单链）序列片段
用荧光分子或放射性 同位素标记
看能否形 成杂合的 双链区
精选PPT课件
26
①检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因
检测—
方法: DNA分子杂交
过程:A.首先取出转基因生物的基因组DNA B.用含目的基因的DNA片段( 单链)用放射性同位素等作标 以此做探针 C.使探针和转基因生物的基因组杂交,若显示出杂交带, 表明目的基因已插入染色体DNA中
②检测目的基因是否转录出了mRNA
方法: 分 子 杂 交
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.
③检测目的基因是否翻译成蛋白质 方法: 抗原抗体杂交
植物基因工程课件ppt
详细描述
通过将外源抗虫基因导入植物细胞，并利用基因工程技 术进行表达，使植物能够产生具有抗虫性能的蛋白质， 从而抵抗害虫的侵袭。常见的抗虫基因包括Bt毒蛋白基 因、蛋白酶抑制剂基因等。
抗病转基因植物的培育
总结词
抗病转基因植物的培育能够提高植物对病原微生物的抗性，有效防止植物病害的发生和传播。
详细描述
术合作与交流，共同推动植物基因工程的发展。
加强人才培养与学术交流
03
通过加强人才培养与学术交流，可以促进植物基因工
程领域的学术合作和技术创新。
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THANKS
基因表达与调控
要点一
基因表达
是指植物体内基因在特定组织和发育阶段进行转录和翻译 的过程，产生具有特定生物学功能的蛋白质。
要点二
调控
是指通过调节基因的表达程度来改变植物的性状和生长发 育过程。包括顺式调节元件和反式调节元件。
基因编辑与改造
基因编辑
是指通过CRISPR/Cas9等基因编辑技术 对植物基因进行精确的定点修饰和改造 。
病毒载体
病毒载体是一种以病毒基因组为基础的载体系统 ，常用于高效表达目的基因。
人工染色体
人工染色体是一种人造的染色体，可以承载大量 的目的基因，并稳定地遗传给后代。
基因枪法转化
基因枪法的基本原理
$item1_c利用高速气流将包裹了目的基因的金粉或钨粉 射入受体细胞，实现目的基因的高效转化。
基因枪法的优缺点
转基因植物的标识与追溯
标识制度
对转基因植物及其制品进行标识，以便消费者知情和选择，同时也有利于监管部门进行监督和管理。
追溯体系
建立转基因植物的全程追溯体系，确保从种子到产品的生产、加工、销售等环节可追溯，保障消费者的权益。