人教版高中生物选修3专题复习课件
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定的向改变了生物的遗传性状.
基因工程的应用
（一）植物基因工程
1.抗虫转基因植物 2. 抗病转基因生物 3.抗逆转基因作物 4.利用转基因改良植物的品质
方法:
（二）动物基因工程
利用转基因动物生产药物--动物乳腺生物反应器
获取目的基因 （药用蛋白基因）
构建基因表达载体
（在药用蛋白基因前 加乳腺蛋白基因的启
（2） 具备的条件：
a.能自我复制. b.具有一个或多个酶切位点. c.有标记基因. d.对受体细胞无害. （3）种类： 质粒、噬菌体、动植物病毒
质粒——细菌拟核DNA之外结构简单、
能自主复制的很小的环状DNA分子。
基本操作步骤
（一）目的基因的提取
目的基因：主要是指_编__码__蛋__白__质__的__结__构__基__因。 获1、取从_方_基_法_因_：_文__库____中获取目的基因 2、人工合成法：化学方法合成DNA片段（反转录
相同__的__黏__性__末__端__。
（3）将切下的目的基因片段插入质粒的__切__口__处， 再加入适量______D_N_A_连__接，酶形成了一个重组DNA分 子（重组质粒）
（三）将目的基因导入受体细胞
受体细胞 导入方法
农杆菌转化法
导入植物 细胞： 体细胞 受精卵
基因枪法
花粉管通道法
导入动物 细胞： 受精卵 显微注射法
生物选修三专题复习
基因工程
1、基因工程又叫做_基__因_ 拼接技__术_或D__N_A__重__组__技_ 术 2、。基本工具：
“分子手术刀”:限制性核酸内切酶
“分子缝合针”:DNA连接酶
基因进入受体细胞的载体: 运载体 3、基本操作步骤：
1、目的基因的获取 2、基因表达载体的构建（核心） 3、将目的基因导入受体细胞 4、目的基因的检测与鉴定
动子）
显微注射导入 哺乳动物受精
卵中
形成早期 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）
用转基因动物作器官移植的供体
供体动物：猪
存在的难题：免疫排斥
解决方法：将供体基因组导入某种基因调节因子，以抑
制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决 定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫 排斥反应的转基因克隆猪器官。
蛋白质工程流程图
蛋白质工程 分子
基因 DNA
DNA合成 mRNA
设计
氨基酸序列
蛋白质
多肽链
三维结构
预期功能 生物功能
转录
翻译
折叠
以中心法则为原理和线索
1. 从预期的蛋白质功能出发 2. 设计预期的蛋白质结构 3. 推测应有的氨基酸序列 4. 找到相应的脱氧核苷酸序列(即基因)
板书：用干扰素例子，反推过程。 第4步后接着做什么？
检测 目的基因是否转录：方法: 核酸分子杂交
目的基因是否表达：方法: 抗原抗体杂交
个体水 平鉴 定——
抗虫性鉴定、抗病性鉴定、生 物活性鉴定等（生理、性状水 平的检测）
转基因生物
转基因生物是指利用 基因工程 技术导
入
外培源育基出因的能够将新性状稳定地
给后代的基因工程生物。
遗传
优 打破了常规育种难以突破的 物种之间的界限(生殖隔离) 点：
法、直接合成法） 3、 PCR反应扩增DNA
原理：DNA复制
过程：加热DNA解链 冷却引物结合到互补DNA 链 互补链合成
条件 ：耐高温DNA聚合酶
（二）基因表达载体构建
1、基因表达载体由__启__动_子___、_目_的__基__因__ __终__止__子__、标__记_基__因 四部分组成。
2、启动子作用：RNA聚合酶识别和结合的位点，
导入微生物细胞：
Ca2＋处理法
将目的基因导入微生物细胞
原核生物繁殖快、多为单细胞、遗 传物质相对较少，故早期常作为受体 细胞。
大肠杆菌细胞 用Ca2+处理 感受态细胞
重组表达载体DNA 溶于缓冲液
导入 混合
（四）目的基因的检测与鉴定
目的基因是否插入转基 因生物染色体的DNA上
方法: 源自文库NA分子杂交
（三）、基因工程药品: 工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表
达的菌类细胞株系。 我国已生产的产品：白细胞介素-2、干扰素、乙肝疫苗等
（四）基因诊断与基因治疗: 基因诊断：用放射性同位素
等标记的“DNA探针”检测 肝炎病毒等病毒感染及遗传缺 陷，不但准确而且迅速。
基因治疗：把健康的外源基
2.DNA连接酶——“分子缝合针” 1)、种类： E·coli DNA连接酶（黏性末端）
T4 DNA连接酶 （黏性末端和平末端）
2)、作用部位：磷酸二酯键
DNA连接酶可把平未端或黏性末端之间的缝隙 “缝合”起来，即相当于把梯子两边的扶手的断 口连接起来，这样一个重组DNA分子就形成了。
3.分子运载车——运载体 （1） 作用： 将目的基因送入受体细胞
重难点剖析: 基因工程的“专用工具”
1.限制性核酸内切酶 黏性末端
来Ec源oR：I 主要从原核细黏胞性分末离端 作用： 一种限制性内切酶只能识别双链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（切割 DNA分子） 作用结果： 形成平未端（SmaI）及黏性未端（EcoRI）
因导入有基因缺陷的细胞中， 达到治疗疾病的目的。
体外基因治疗
基因治疗的类型
体内基因治疗
比较：基因工程和蛋白质工程
基因工程
蛋白质工程
相同点
都要改造基因，都属于分子水平
产生新的 基因型，无新基因 基因（型）
产生的蛋白质
原有的
可以是新的
联系
蛋白质工程是以基因工程为基础， 是基因工程的应用和延伸；前者可
为后者修饰、改造酶
启动转录的“开关”。
3、标记基因的作用：
鉴别受体细胞中是否含有 目的基因 ，从普通细胞 中筛选出含目的基因的受 体细胞
重组质粒形成过程:
（1）用一定的_限__制__酶____ 切割质粒，使其出现一个 切口，露出__黏__性__末__端____。 （2）用_同__一__种__限__制__酶____ 切断目的基因，使其产生
专题二、细胞工程
1、概念:
应用的原理和方法
细胞生物学和分子生物学
研究的水平
细胞整体水平或细胞器水平
研究的目的
按照人们的意愿来改变细胞内 的遗传物质或获得细胞产品
2、分类 植物细胞工程 动物细胞工程 微生物工程
一、植物细胞工程
植 所采用技术 物 的理论基础 细 胞 工 通常采用的 程 技术手段
基因工程的应用
（一）植物基因工程
1.抗虫转基因植物 2. 抗病转基因生物 3.抗逆转基因作物 4.利用转基因改良植物的品质
方法:
（二）动物基因工程
利用转基因动物生产药物--动物乳腺生物反应器
获取目的基因 （药用蛋白基因）
构建基因表达载体
（在药用蛋白基因前 加乳腺蛋白基因的启
（2） 具备的条件：
a.能自我复制. b.具有一个或多个酶切位点. c.有标记基因. d.对受体细胞无害. （3）种类： 质粒、噬菌体、动植物病毒
质粒——细菌拟核DNA之外结构简单、
能自主复制的很小的环状DNA分子。
基本操作步骤
（一）目的基因的提取
目的基因：主要是指_编__码__蛋__白__质__的__结__构__基__因。 获1、取从_方_基_法_因_：_文__库____中获取目的基因 2、人工合成法：化学方法合成DNA片段（反转录
相同__的__黏__性__末__端__。
（3）将切下的目的基因片段插入质粒的__切__口__处， 再加入适量______D_N_A_连__接，酶形成了一个重组DNA分 子（重组质粒）
（三）将目的基因导入受体细胞
受体细胞 导入方法
农杆菌转化法
导入植物 细胞： 体细胞 受精卵
基因枪法
花粉管通道法
导入动物 细胞： 受精卵 显微注射法
生物选修三专题复习
基因工程
1、基因工程又叫做_基__因_ 拼接技__术_或D__N_A__重__组__技_ 术 2、。基本工具：
“分子手术刀”:限制性核酸内切酶
“分子缝合针”:DNA连接酶
基因进入受体细胞的载体: 运载体 3、基本操作步骤：
1、目的基因的获取 2、基因表达载体的构建（核心） 3、将目的基因导入受体细胞 4、目的基因的检测与鉴定
动子）
显微注射导入 哺乳动物受精
卵中
形成早期 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）
用转基因动物作器官移植的供体
供体动物：猪
存在的难题：免疫排斥
解决方法：将供体基因组导入某种基因调节因子，以抑
制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决 定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫 排斥反应的转基因克隆猪器官。
蛋白质工程流程图
蛋白质工程 分子
基因 DNA
DNA合成 mRNA
设计
氨基酸序列
蛋白质
多肽链
三维结构
预期功能 生物功能
转录
翻译
折叠
以中心法则为原理和线索
1. 从预期的蛋白质功能出发 2. 设计预期的蛋白质结构 3. 推测应有的氨基酸序列 4. 找到相应的脱氧核苷酸序列(即基因)
板书：用干扰素例子，反推过程。 第4步后接着做什么？
检测 目的基因是否转录：方法: 核酸分子杂交
目的基因是否表达：方法: 抗原抗体杂交
个体水 平鉴 定——
抗虫性鉴定、抗病性鉴定、生 物活性鉴定等（生理、性状水 平的检测）
转基因生物
转基因生物是指利用 基因工程 技术导
入
外培源育基出因的能够将新性状稳定地
给后代的基因工程生物。
遗传
优 打破了常规育种难以突破的 物种之间的界限(生殖隔离) 点：
法、直接合成法） 3、 PCR反应扩增DNA
原理：DNA复制
过程：加热DNA解链 冷却引物结合到互补DNA 链 互补链合成
条件 ：耐高温DNA聚合酶
（二）基因表达载体构建
1、基因表达载体由__启__动_子___、_目_的__基__因__ __终__止__子__、标__记_基__因 四部分组成。
2、启动子作用：RNA聚合酶识别和结合的位点，
导入微生物细胞：
Ca2＋处理法
将目的基因导入微生物细胞
原核生物繁殖快、多为单细胞、遗 传物质相对较少，故早期常作为受体 细胞。
大肠杆菌细胞 用Ca2+处理 感受态细胞
重组表达载体DNA 溶于缓冲液
导入 混合
（四）目的基因的检测与鉴定
目的基因是否插入转基 因生物染色体的DNA上
方法: 源自文库NA分子杂交
（三）、基因工程药品: 工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表
达的菌类细胞株系。 我国已生产的产品：白细胞介素-2、干扰素、乙肝疫苗等
（四）基因诊断与基因治疗: 基因诊断：用放射性同位素
等标记的“DNA探针”检测 肝炎病毒等病毒感染及遗传缺 陷，不但准确而且迅速。
基因治疗：把健康的外源基
2.DNA连接酶——“分子缝合针” 1)、种类： E·coli DNA连接酶（黏性末端）
T4 DNA连接酶 （黏性末端和平末端）
2)、作用部位：磷酸二酯键
DNA连接酶可把平未端或黏性末端之间的缝隙 “缝合”起来，即相当于把梯子两边的扶手的断 口连接起来，这样一个重组DNA分子就形成了。
3.分子运载车——运载体 （1） 作用： 将目的基因送入受体细胞
重难点剖析: 基因工程的“专用工具”
1.限制性核酸内切酶 黏性末端
来Ec源oR：I 主要从原核细黏胞性分末离端 作用： 一种限制性内切酶只能识别双链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（切割 DNA分子） 作用结果： 形成平未端（SmaI）及黏性未端（EcoRI）
因导入有基因缺陷的细胞中， 达到治疗疾病的目的。
体外基因治疗
基因治疗的类型
体内基因治疗
比较：基因工程和蛋白质工程
基因工程
蛋白质工程
相同点
都要改造基因，都属于分子水平
产生新的 基因型，无新基因 基因（型）
产生的蛋白质
原有的
可以是新的
联系
蛋白质工程是以基因工程为基础， 是基因工程的应用和延伸；前者可
为后者修饰、改造酶
启动转录的“开关”。
3、标记基因的作用：
鉴别受体细胞中是否含有 目的基因 ，从普通细胞 中筛选出含目的基因的受 体细胞
重组质粒形成过程:
（1）用一定的_限__制__酶____ 切割质粒，使其出现一个 切口，露出__黏__性__末__端____。 （2）用_同__一__种__限__制__酶____ 切断目的基因，使其产生
专题二、细胞工程
1、概念:
应用的原理和方法
细胞生物学和分子生物学
研究的水平
细胞整体水平或细胞器水平
研究的目的
按照人们的意愿来改变细胞内 的遗传物质或获得细胞产品
2、分类 植物细胞工程 动物细胞工程 微生物工程
一、植物细胞工程
植 所采用技术 物 的理论基础 细 胞 工 通常采用的 程 技术手段