高中生物选修三全套课件基因工程
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人教版高中生物选修3课件：专题1 基因工程 (共36张PPT)
该方法是根据碱基互补配对原则， 把互补的双链DNA解开，把单链的DNA 小片段用同位素、荧光分子或化学发 光剂等进行标记，之后同被检测的DNA 中的同源互补序列杂交，从而检出所 要查明的DNA或基因。
目的基因的检测示意图
检测目的基因是否转录出了mRNA
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.
为具有新性状的动物
Ca2＋
微生 物细
胞
处理 增大 细胞 壁通
原核 细胞 或酵 母菌
透性
用Ca2＋处理细胞→感受 态细胞→重组表达载体 DNA分子与感受态细胞 混合→感受态细胞吸收
4.目的 基因的 检测与 鉴定
1.3 应用
一、基因工程的应用、安全性和生物武器 1．基因工程的应用 (1)动物:提高生长速度从而提高产品产量; 改善畜产品品质;生产药物;器官移植供体等 (2)植物:抗虫植物、抗病植物和抗逆植物; 利用转基因改良植物的品质. (3)基因诊断:采用基因检测的方法来判断患 者是否出现了基因异常或携带病原体。 (4)基因治疗:指利用正常基因置换或弥补缺 陷基因的治疗方法.
中心法则
复 制
DNA 转录 RNA 翻译 蛋白质
逆转录
蛋白质工程与基因工程的比较
项目 蛋白质工程
基因工程
预期蛋白质功
能→设计蛋白 目的基因的获取
质结构→推测 →基因表达载体
区 过 氨基酸序列→ 的构建→将目的
别
程
推测脱氧核苷 基因导入受体细 酸序列→合成 胞→目的基因的
DNA→表达 检测与鉴定
出蛋白质
D.多次重复.
PCR技术扩增与DNA复制的比较
PCR技术
DNA复制
目的基因的检测示意图
检测目的基因是否转录出了mRNA
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.
为具有新性状的动物
Ca2＋
微生 物细
胞
处理 增大 细胞 壁通
原核 细胞 或酵 母菌
透性
用Ca2＋处理细胞→感受 态细胞→重组表达载体 DNA分子与感受态细胞 混合→感受态细胞吸收
4.目的 基因的 检测与 鉴定
1.3 应用
一、基因工程的应用、安全性和生物武器 1．基因工程的应用 (1)动物:提高生长速度从而提高产品产量; 改善畜产品品质;生产药物;器官移植供体等 (2)植物:抗虫植物、抗病植物和抗逆植物; 利用转基因改良植物的品质. (3)基因诊断:采用基因检测的方法来判断患 者是否出现了基因异常或携带病原体。 (4)基因治疗:指利用正常基因置换或弥补缺 陷基因的治疗方法.
中心法则
复 制
DNA 转录 RNA 翻译 蛋白质
逆转录
蛋白质工程与基因工程的比较
项目 蛋白质工程
基因工程
预期蛋白质功
能→设计蛋白 目的基因的获取
质结构→推测 →基因表达载体
区 过 氨基酸序列→ 的构建→将目的
别
程
推测脱氧核苷 基因导入受体细 酸序列→合成 胞→目的基因的
DNA→表达 检测与鉴定
出蛋白质
D.多次重复.
PCR技术扩增与DNA复制的比较
PCR技术
DNA复制
高中生物基因工程课件
毒性和提高免疫原性。
基因工程疫苗的应用
03
预防传染病，如乙型肝炎疫苗、人乳头瘤病毒疫苗等，降低人
群发病率。
基因工程抗体
基因工程抗体的种类
包括单克隆抗体、双特异性抗体、人源化抗体等。
基因工程抗体的制备
通过基因工程技术克隆和表达抗体的重链和轻链可变区基因，与适 当的恒定区基因融合，在哺乳动物细胞中表达。
公众参与与透明度
加强公众参与和透明度，促进利益相关方的对话 和协商，共同制定符合各方利益的决策。
3
国际合作与协调
加强国际合作与协调，共同制定国际性的伦理准 则和法律法规，促进全球范围内的公平和平等。
谢谢
THANKS
生物固氮
通过基因工程技术将固氮基因转入植物，提高植 物的固氮能力，减少化肥使用。
生物农药
通过基因工程技术生产具有杀虫、杀菌作用的生 物农药，减少化学农药的使用。
基因编辑技术
利用基因编辑技术如CRISPR-Cas9等对作物进行 精确的基因改造，提高作物的抗逆性和产量。
05 基因工程与环境保护
CHAPTER
生物的遗传性状。
基因工程原理
基因工程基于分子生物学和遗传学 原理，通过改变生物体的基因组， 实现对生物性状的遗传改良。
基因工程操作步骤
基因工程的操作步骤包括基因克隆 、载体构建、受体细胞转化、基因 表达和产物分离纯化等。
基因工程的历史与发展
基因工程的起源
基因工程的未来发展
基因工程起源于20世纪70年代，当时 科学家发现了限制性内切酶和DNA连 接酶，为基因操作提供了工具。
基因工程在土壤修复中的应用
土壤修复是指通过各种手段改善土壤质量，降低土壤污染 对环境和人体健康的影响。基因工程技术可以帮助我们培 育出具有特定功能的植物，用于土壤修复。
人教版高中生物选修三课件：1.1 基因工程 (共15张PPT)
1.限制性核酸内切酶 ——“分子手术刀”
（1）来源：原核生物。 （2）特点：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 的磷酸二酯键断开。 （3）切割后的形式：黏性末端和平末端。 当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两 条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它 识别序列的中心轴线处切开时，产生的则是平末端。
GAATTC
C T T A AG
（黏性末端）
（黏性末端）
CCC GGG GGG CCC
（平末端）
（平末端）
1.限制酶所识别的序列有什么特点？
限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4 个碱基，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧 的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。
中轴线
1.根据你所掌握的知识，你能分析出 限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？
2.为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的DNA?
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，可以 将外源入侵的DNA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。
2.DNA连接酶——“分子缝合针”
（1）作用：恢复被限制酶切开的两个核苷酸 之间的磷酸二酯键。
（2）种类： ①E·coliDNA连接酶━只能将双链DNA片段互补 的黏性末端之间连接起来，不能将双链DNA片段平 末端之间进行连接。 ②T4DNA连接酶━既可以“缝合”双链DNA片段 互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的 平末端。但连接平末端的效率比较低。
高中生物选修3基因工程的应用课件33页PPT
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。
• 为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场 所呢？
1）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入 体内循环，不会影响转基因动物本身的生理 代谢反应。
• 传统生产方法的缺点
由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。
• 可利用什么方法来解决上述问题？ 利用基因工程方法制造“工程菌”，可
高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。
基因工程胰岛素（一）
• 胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以 来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提 取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素， 其产量之低和价格之高可想而知。
1.3 基因工程的应用
一、植物基因工程硕果累累
1、在农业中的应用发展迅速
抗虫
抗病
提高作物的抗逆能力 抗盐碱、干旱 抗寒
抗除草剂
2、主要用于
其他抗逆性
改良农作物的品质
生产药物
抗虫转基植物P18表
抗病转基因植物
转鱼抗寒蛋白基因的番茄
转基因抗除草剂植物
转黄瓜抗青枯病基因 的甜椒
转黄瓜抗青枯病基因的 马铃薯
不会引起过敏的 转基因大豆
利用转基因改良植物的品质（P19表）
二、动物基因工程前景广阔（P19）
1.用于提高动物生长速度
2.用于改善畜产品的品质 3.用转基因动物生产药物(乳腺生物反应器)：目的基因（方
法）：药用蛋白基因+乳腺蛋白基因启动子
4.用于转基因动物作器官移植的供体
用于提高动物生长速度
• 为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场 所呢？
1）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入 体内循环，不会影响转基因动物本身的生理 代谢反应。
• 传统生产方法的缺点
由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。
• 可利用什么方法来解决上述问题？ 利用基因工程方法制造“工程菌”，可
高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。
基因工程胰岛素（一）
• 胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以 来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提 取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素， 其产量之低和价格之高可想而知。
1.3 基因工程的应用
一、植物基因工程硕果累累
1、在农业中的应用发展迅速
抗虫
抗病
提高作物的抗逆能力 抗盐碱、干旱 抗寒
抗除草剂
2、主要用于
其他抗逆性
改良农作物的品质
生产药物
抗虫转基植物P18表
抗病转基因植物
转鱼抗寒蛋白基因的番茄
转基因抗除草剂植物
转黄瓜抗青枯病基因 的甜椒
转黄瓜抗青枯病基因的 马铃薯
不会引起过敏的 转基因大豆
利用转基因改良植物的品质（P19表）
二、动物基因工程前景广阔（P19）
1.用于提高动物生长速度
2.用于改善畜产品的品质 3.用转基因动物生产药物(乳腺生物反应器)：目的基因（方
法）：药用蛋白基因+乳腺蛋白基因启动子
4.用于转基因动物作器官移植的供体
用于提高动物生长速度
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
CTGAA程 (共50张PPT)
EcoRI 剪切目的基因
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAA GGGATT
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
切割DNA分子 两个脱氧核 苷酸之间的 磷酸二酯键。
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
A
T
G
C
A
T
A
T
T
A
T
A
C
G
G
C
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
科学探索一：
如何“切割”目的基因？
…ATGAATTCA …TACTTAAGT
① ②
③ ④
⑤ ⑥
三、基因工程操作的基本步骤 从细胞中分
▪ Content
第2节 基因工程及其应用
“嫁接”了人胰岛素基因的大肠杆菌
1982年第一例转基因动物问世。科学家将大鼠的生 长激素基因导入小鼠体内，使小鼠体重为正常个体 的二倍，被称为"超级小鼠"。
转基因超级小鼠
转基因猴“安迪”
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
第2节 基因工程及
3
胰岛素基因 导入受体细 胞
(大肠杆菌)
基因的“剪刀” 基因的“针线” 基因的运载体
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
（二）基因操作的工具
基因的“剪刀” 限制性核酸内切酶
CTGAA程 (共50张PPT)
EcoRI 剪切目的基因
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAA GGGATT
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
切割DNA分子 两个脱氧核 苷酸之间的 磷酸二酯键。
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
A
T
G
C
A
T
A
T
T
A
T
A
C
G
G
C
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
科学探索一：
如何“切割”目的基因？
…ATGAATTCA …TACTTAAGT
① ②
③ ④
⑤ ⑥
三、基因工程操作的基本步骤 从细胞中分
▪ Content
第2节 基因工程及其应用
“嫁接”了人胰岛素基因的大肠杆菌
1982年第一例转基因动物问世。科学家将大鼠的生 长激素基因导入小鼠体内，使小鼠体重为正常个体 的二倍，被称为"超级小鼠"。
转基因超级小鼠
转基因猴“安迪”
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
第2节 基因工程及
3
胰岛素基因 导入受体细 胞
(大肠杆菌)
基因的“剪刀” 基因的“针线” 基因的运载体
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
（二）基因操作的工具
基因的“剪刀” 限制性核酸内切酶
高中生物选修三基因工程优秀课件
一、获取目的基因
1、目的基因：在基因操作中使用的外源基因。它 主要是 编码蛋白质 的基因，也可以是一些具有调 控作用的因子。
一、获取目的同基因的许多DNA片 段，导入到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基因，称为基因。三、将目的基因导入受体细胞
1、转化的概念 2、转化的方法 此外 植物：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法 还有 动物：显微注射技术
微生物：Ca2+处理法 3、转化的受体细胞
一、获取目的基因
2、获取方法： （2）用PCR技术扩增目的基因
PCR技术：在生物 体外 复制特定 DNA片段 的 核酸合成技术。 PCR技术原理： DNA双链复制 。
一、获取目的基因
2、获取方法： （2）用PCR技术扩增目的基因
过程：
90℃-95℃：目的基因的双链模板在热力作用下， 氢键 断裂，形成单链DNA; 55℃-60℃： 引物 与一、获取目的构建和比较
一、获取目的的基因：
依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，以及基因的表达产物蛋白质等特 性来获取目的基因。
因的遗传； （3）具有某些标记基因，以便进行重组DNA的筛选。
（如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因 等 ）； （4）对受体细胞无害； （5） 大小合适，以便提取和体外操作。
常用的运载体有：
质粒，λ噬菌体的衍生物，动植物病毒等
质粒是基因工程最 常用的运载体，它广泛 地存在于细菌中，是细 菌拟核DNA外能够自主 复制的很小的环状DNA 分子，大小只有普通细 菌拟核DNA的百分之一。
（1）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； （2）使目的基因能够
生物选修3----基因工程课件
)
A．甲、乙、丙粘性末端是由各自不同的限制性核酸内切酶催化产 生的 B．甲、乙具相同的粘性末端可形成重组DNA分子，但甲、丙之间 不能 C．DNA连接酶作用位点在b处，催化磷酸基团和脱氧核糖之间形 成化学键 D．切割甲的限制性核酸内切酶不能识别由甲、乙片段形成的重组 DNA分子 解析：b处表示的是DNA两条链之间的氢键，解旋酶作用于此处。 答案：C
答案：C
菜 单
隐 藏
2013 ·新课标高考总复习 ·配浙科生物
主干梳理 自测感悟 核心考点 精讲精析 经典例题 考向导航 典题演练 知能提升
2．下表为常用的限制性核酸内切酶(限制酶)及其识别序列和切割 位点，由此推断的以下说法正确的是( )
BamH Ⅰ
EcoRⅠ
G↓GATCC
C↓AATTC
Kpn Ⅰ
(2)将转基因白细胞多次回输到患者体内后，免疫能力趋于正常是由 于产生了________，产生这种物质的两个基本步骤是________和 ________。 (3)人的腺苷酸脱氨酶基因与胰岛素基因相比，其主要差别是 ________；与大肠杆菌基因相比，其转录而来的RNA产物经 ________才能成为成熟的mRNA。 (4)该病的治疗方法属于基因工程应用中的________，这种治疗方法 的原理是 ___________________________________________________________ _____________。
山 东 金 太 阳 书 业 有 限 公 司
菜 单
隐 藏
2013 ·新课标高考总复习 ·配浙科生物
主干梳理 自测感悟 核心考点 精讲精析 经典例题 考向导航 典题演练 知能提升
基因工程的三大操作工具 1．限制酶 (1)限制性核酸内切酶(限制酶)的作用 限制酶切割时断开的是DNA分子中的磷酸二酯键(即相邻脱氧 核苷酸间的键)，而不是两条链之间的氢键。 (2)限制酶具有专一性，表现在两个方面 ①识别双链DNA分子中特定的核苷酸序列。 ②切割特定序列中的特定位点。如图： 2．DNA连接酶 (1)DNA连接酶的作用 两种来源不同的DNA用相同的限制性 核酸内切酶切割，形成相同的粘性末 端。DNA连接酶能催化磷酸与脱氧核 糖之间化学键的形成，将两DNA末端 的缝隙“缝合”起来。
选修三-专题一-基因工程1PPT课件
2021
技术发明使基因工程的实施成为可能 1.基因转移载体的发现 2.工具酶的发现 3.DNA合成和测序技术的发明 4.DNA体外重组的实现 5.重组DNA表达实验的成功 6.第一例转基因动物问世 7.PCR技术的发明
2021
基因工程的概念
基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重 组技术。通俗地说，就是按照人们的意 愿，把一种生物的某种基因提取出来， 加以修饰改造，然后放到另一种生物的 细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
间连接起来，不能将双链DNA片段平末端之
间进行连接
T4 DNA 连接酶
既可“缝合”双链DNA片段互补的黏性
末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末
端，但连接平末端之间的效率比较低
2021
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
相同点： 两者都是形成磷酸二酯键。
不同点： DNA连接酶:是将DNA双链上的两个缺口同
胞染色体外能够自我复制。
2021
大肠杆菌质粒的分子结构示意图
2021
大肠杆菌质粒的分子结构示意图
2021
（4）必需是安全的，不会对受体细 胞有害，也就是能够安全地“借居” 在受体细胞中。
（5）分子大小应适合，以便提取和 在体外进行操作。
实际上自然存在的质粒DNA分子并不 完全具备上述条件，都要进行人工改 造后才能用于基因工程操作。
2、种类：4000种。
3、作用：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。
4、结果：形成两种末端 粘性末端
平末端
2021
什么叫磷酸二酯键？
2021
5
A
磷
4
1
技术发明使基因工程的实施成为可能 1.基因转移载体的发现 2.工具酶的发现 3.DNA合成和测序技术的发明 4.DNA体外重组的实现 5.重组DNA表达实验的成功 6.第一例转基因动物问世 7.PCR技术的发明
2021
基因工程的概念
基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重 组技术。通俗地说，就是按照人们的意 愿，把一种生物的某种基因提取出来， 加以修饰改造，然后放到另一种生物的 细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
间连接起来，不能将双链DNA片段平末端之
间进行连接
T4 DNA 连接酶
既可“缝合”双链DNA片段互补的黏性
末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末
端，但连接平末端之间的效率比较低
2021
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
相同点： 两者都是形成磷酸二酯键。
不同点： DNA连接酶:是将DNA双链上的两个缺口同
胞染色体外能够自我复制。
2021
大肠杆菌质粒的分子结构示意图
2021
大肠杆菌质粒的分子结构示意图
2021
（4）必需是安全的，不会对受体细 胞有害，也就是能够安全地“借居” 在受体细胞中。
（5）分子大小应适合，以便提取和 在体外进行操作。
实际上自然存在的质粒DNA分子并不 完全具备上述条件，都要进行人工改 造后才能用于基因工程操作。
2、种类：4000种。
3、作用：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。
4、结果：形成两种末端 粘性末端
平末端
2021
什么叫磷酸二酯键？
2021
5
A
磷
4
1