基因工程课件新人教版选修
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基因工程课件1新人教版选修
监管机构
监管机构负责监督和管理 基因工程活动，确保它们 符合法律和规定，并确保 公众的安全和福祉。
国际合作
由于基因工程是一个全球 性问题，国际合作在制定 和实施相关法规和监管方 面也至关重要。
2023
PART 05
未来展望
REPORTING
基因工程的未来发展方向
01
02
03
04
基因治疗
利用基因工程技术对人类疾病 进行基因治疗，提高患者的生
2023
PART 03
基因工程实验技术
REPORTING
基因克隆技术
基因克隆技术概述
基因克隆技术是一种将特定基因 从生物体中分离出来，并在体外 进行复制、扩增和保存的技术。
基因克隆的原理
基因克隆技术的原理是利用重组 DNA技术，将外源基因插入到载 体DNA中，形成重组DNA分子， 然后将重组DNA分子导入到受体 细胞中，实现基因的复制和表达。
利用基因工程技术培育抗虫抗 病作物，减少农药使用和提高
农作物产量。
生物燃料
利用基因工程技术提高生物燃 料的产量和品质，降低对化石 燃料的依赖。
品质改良
通过基因工程技术改良农作物 的品质，提高营养价值、口感 和色泽等。
环境修复
利用基因工程技术修复受损的 生态环境，提高生态系统的稳
定性和恢复力。
2023
和替换。
基因编辑的工具
基因编辑的工具包括ZFNs、 TALENs和CRISPR-Cas9等，这 些工具能够实现对特定基因的高
效、精准的编辑。
2023
PART 04
基因工程伦理与安全
REPORTING
基因工程的伦理问题
01 02
人教版高中生物选修三基因工程课件
目的基因的检测与鉴定
导入的鉴定：检测转基因生物的染色体DNA上是否插 入目的基因。DNA分子杂交
转录的鉴定：检测目的基因是否转录出mRNA。分子杂 交技术
翻译的鉴定：检测目的基因是否翻译出蛋白质。抗原 -抗体杂交
四 基因工程的应用
（1） 植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，改良植物品质
（2） 动物基因工程：提高生物生长速度，改良畜产品品质，转基因动物生产药物
（3）PCR技术：使目的基因以指数的形式在短时间内快速扩增。
构建基因表达载体
表达载体的组成： 启动子、目的基因、终止子、标记基因、复制原点
启动子：位于基因的首端，是与RNA聚合酶结合的部 位，驱动基因转录出mRNA。
插入基因：目的基因
终止子：一段特殊的DNA片段，位于基因的尾端， 作用是使转录停止。
基因工程
选修三
内容
一 基因工程的概念 二 DNA重组技术的基本工具 三 基因工程的基本操作步骤 四 基因工程的应用
教学目标 1.基因工程的概念。 2.基因操作的工具和基本步骤
一 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。通俗的说，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。
黏性末端 平末端
二 DNA重组技术的基本工具
（2）基因的针线─DNA连接酶
DNA连接酶可以把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来（形 成磷酸二酯键），形成重组的DNA分子
种类
大肠杆菌连接酶（E.coliDNA连接酶）：黏性末端 T4DNA连接NA重组技术的基本工具
获取目的基因
1.目的基因主要指编码蛋白质的结构基因
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
生物：专题1《基因工程》课件(1)(新人教版选修3)
区分下列DNA末端是黏性末端还是平 末端，并回答哪些能用DNA连接酶连 接起来？
（3）运载体
①作用：将外源基因送入受体细胞。
为什么 要具备 这些条件
②具备的条件： 能在宿主细胞内复制，并稳定地保存 有多个限制酶切点，与外源基因连接。 具有某些标记基因， 便于进行筛选 对受体细胞无害
③举例：质粒（常用）、噬菌体 和动植物病毒。
获取目的基因的方法：1.从基因中获取目的基因。2.利用PCR技术合成DNA
PCR:聚合酶链式反应.是以DNA变性、复制的某
些特性为原理设计的. 前提条件是必须对目的基因有一定的了解，需 要设计引物。
3. mRNA差异显示法获得目的基因 （反转录）
4. 根据已知的氨基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 菌因可以
2.利用PCR技术合成DNA
（1）以DNA 片段作模板，在 90℃ 高温下，分开成 为单链DNA。
高温的作用是？
（2）以DNA 小段寡聚核苷酸做引物，在 50℃ 的温度 下，找到可以配对的正链和负链，形成互补结合。 （3）在 70℃ 高温下，合成一条与模板 DNA 单链（正 链或负链）互补结合的DNA新链。
质粒是独立于细菌拟核之外的双链 环状DNA分子，具有以下主要特点： 1、能自我复制并在受体细胞中稳定存在 2、有一个或多个限制酶切点 3、有特殊的遗传标记基因 注意：真正用作运载体的质粒都 是人工改造过的。
大肠杆菌及质粒载体结构模式图
有标记基因的存 在，将来可用含 青霉素的培养基 鉴别。
有切割位点
1、原核细胞的基因与真核细胞的基因相比， 主要的区别有 ①所含核苷酸的数目 ②基本组成单位 ③基本功能 ④非编码区的结构 ⑤编码 区的结构 A．①⑤ B．②③ C．④⑤ D．①③ 2、大肠杆菌和酵母菌细胞内各有一种蛋白质 都是由10个氨基酸组成，那么控制蛋白质白 质合成的基因，其组成的脱氧核苷酸数是 A．大肠杆菌的多 B．酵母菌的多 C．两者一样多 D．无法确定
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。
人教版高中生物选修3专题一课题113基因工程的应用课件共39张PPT[可修改版ppt]
![人教版高中生物选修3专题一课题113基因工程的应用课件共39张PPT[可修改版ppt]](https://img.taocdn.com/s3/m/4517662319e8b8f67d1cb95f.png)
胰岛素从猪、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。
将合成的胰岛 素基因导入大肠杆 菌，每2000L培养液 就能产生100g胰岛 素！使其价格降低 了30%-50%!
用转基因的植物生产药物
转基因抗乙肝西红柿(中国)，虽然不能治愈 乙肝，但一年只吃几个抗乙肝西红柿，就完全能 代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食 品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经过多代繁 殖，使转入的基因稳定化。
注意事项： 要用同一种限制酶切取目的基因
和运载体，并用DNA连接酶连接。 1、常用的受体细胞： 大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植 物细胞等 2、常用微生物作受体细胞的原因：
微生物增殖快、代谢快、目的产物多
一般检测：标记基因是否表达
1、基因工程与作物育种
抗虫转基因植物
生长快、肉质好的转基因 乳汁中含有人生长激素的
甚至还可以吸收和转化污染物。
“金大米”
转基因草莓
有玫瑰花和柠檬的香味 转基因西红柿
转基因植物的安全性争论
• 支持派认为：如果转基因农业生物技术得 不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且 强调，迄今为止并没有发现转基因食品危 害人体健康和环境的确切证据。
转基因生物有利的一面:
⑴改变传统的育种方式缩短育种时间。培育 出高产优质、抗病虫害、抗旱、抗盐碱，抗除 草剂等特性的作物新品种。
2、“基因针线”——DNA连接酶
连 GCATTACGAT接酶TAGCTATAATATCGCGGCTAATGCTATAAATTCGCGCGTAATAT
连接酶的作用：将脱氧核糖和磷酸交 替连接的DNA骨架
连接的部位： 的缺口“缝合”。 生成磷酸二酯键
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
人教版生物选修三13 基因工程应用 教学课件 共63张PPT
构建基因表达载体 （在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）
显微注射导入哺乳动物受精卵中 形成胚胎 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）
• 为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？
产量高、质量好、成本低、易提取
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。 2）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳 定的生物活性。 3）从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可无限繁殖。
三、基因工程药物异军突起
四、基因治疗曙光初照
1、什么是基因治疗？ 2、基因治疗分为哪两种途径？
一、基因工程在农业上的应用：
1）培育高产、稳产和具优良品质的品种 用基因工程的方法可以改善粮食作物的蛋白质含量。如“向日葵豆”植株。
2）培育抗逆性品种 将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，
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
近20种，年产值达30亿
基因工程药品 —— 胰岛素
作用：胰岛素是治疗糖尿病的特效药。 传统生产方法： 主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4~5g胰岛素。产 量低，价格昂贵。 基因工程方法：1979年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，并在 大肠杆菌内实现了表达。
蛋白酶,科学家是怎样获得转基因动物的?
二、动物基因工程前景广阔 • 基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么？
繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。 该过程的重要步骤是通过感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中。
显微注射导入哺乳动物受精卵中 形成胚胎 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）
• 为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？
产量高、质量好、成本低、易提取
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。 2）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳 定的生物活性。 3）从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可无限繁殖。
三、基因工程药物异军突起
四、基因治疗曙光初照
1、什么是基因治疗？ 2、基因治疗分为哪两种途径？
一、基因工程在农业上的应用：
1）培育高产、稳产和具优良品质的品种 用基因工程的方法可以改善粮食作物的蛋白质含量。如“向日葵豆”植株。
2）培育抗逆性品种 将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，
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
近20种，年产值达30亿
基因工程药品 —— 胰岛素
作用：胰岛素是治疗糖尿病的特效药。 传统生产方法： 主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4~5g胰岛素。产 量低，价格昂贵。 基因工程方法：1979年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，并在 大肠杆菌内实现了表达。
蛋白酶,科学家是怎样获得转基因动物的?
二、动物基因工程前景广阔 • 基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么？
繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。 该过程的重要步骤是通过感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中。
人教版选修3 1.3 基因工程的应用 课件(62张)
项目
乳腺生物反应器
工程菌
合成的药物蛋白与天然 细菌合成的药物蛋
基因表达
蛋白质相同
白可能没有活性
受体细胞
动物受精卵
微生物细胞
目的基因的导 入方式
显微注射法
感受态细胞法
药物提取 从动物乳汁中提取
从微生物细胞或其 培养液中提取
基因工程应用的四个易混点 (1)动物基因工程的目的不仅是为了培育体型巨大的动物，更重 要的是改良畜产品的品质或者是用转基因动物生产药物。 (2)高产青霉菌是诱变产生的，不是通过基因工程改造的工程菌。 (3)乳腺生物反应器的操作过程中，构建基因表达载体时，目的 基因首端要连接乳腺蛋白基因的启动子，否则目的基因在乳腺 上皮细胞中不能转录。构建好的基因表达载体导入受精卵，而 不是乳腺上皮细胞，这样由受精卵发育成的个体细胞均含有目 的基因(如药用蛋白基因)，但其只在乳腺上皮细胞中表达。
1．目前人类利用基因工程的方法成功培育出转基因抗虫棉， 下列说法正确的是( ) A．苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因与质粒结合后直接进入棉花 的叶肉细胞表达 B．抗虫基因导入棉花叶肉细胞后，可通过传粉、受精的方法， 使抗虫性状遗传下去 C．标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因 D．连续种植转基因抗虫棉不会改变棉铃虫的抗性
度
基因
鲤鱼
改善畜产品的品质 肠乳糖酶基因
转基因牛分泌的乳 汁中__乳__糖___含量少
应用
基因来源
成果
项目
转基因动物 生产药物
药用蛋白基因＋ _乳__腺__蛋__白___基__因__ 的启动子
乳腺(房)生物反应器
利用克隆技术培育 转基因动物作器官 抑制或除去
移植的供体 __抗__原__决__定___基因 没有免疫排斥反应 的猪器官
人教版选修三专题一《基因工程》课件 (共74张PPT)
1970年工具酶的发现
1965年氨基酸测序和1977年DNA测序技术的发明 1972年DNA体外重组的实现 1973年重组DNA表达实验的成功 1980年第一例转基因动物和1983年第一例转基因 植物问世 1988年PCR技术的发明
技 术 发 明
【应城一中生物】
17
专题一 基因工程
操作水平
基本过程 结果
【应城一中生物】
剪切 → 拼接 → 导入→ 表达
人类需要的新生物类型和产品
7
【应城一中生物】
8
早 期 基 础 理 论
1859年达尔文提出生物进化论
【应城一中生物】
9
早 期 基 础 理 论
1900年孟德尔基因分离定律和自由组合定律的再度提出
【应城一中生物】
10
早 期 基 础 理 论
要切两个切口，产生四个黏性(平)末端。
• 如果把两种来源不同的DNA用同种限制酶来切割，会怎样？
会产生相同的黏性(平)末端
• 如果把具有相同黏性(平)末端的DNA连接起来，又会怎样呢？
得到重组DNA
【应城一中生物】
31
【应城一中生物】
黏性末端
【应城一中生物】
27
SmaI限制酶的作用
SmaI只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。
在G与C之 间切割
中轴线
【应城一中生物】
28
SmaI限制酶的切割
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。
平末端
【应城一中生物】
平末端
29
1958年梅塞尔松、斯塔尔证明DNA的半保留复制
人教版高中生物选修3专题1第3节基因工程的应用课件共34张PPT[可修改版ppt]
![人教版高中生物选修3专题1第3节基因工程的应用课件共34张PPT[可修改版ppt]](https://img.taocdn.com/s3/m/a6636cc54a7302768f993958.png)
• 基因工程药品 —— 生长激素
治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射 生长激素。而生长激素的获得很困难。以前， 要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底 部摘取垂体，并从中提取生长激素。
现可利用基因工程方法，将人的生长激 素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。 人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长 激素，相当于6万具尸体的全部产量。
• 基因工程在环保方面有什么应用？ 1）用于环境监测。 2）用于被污染环境的净化。
• 通过基因工程方法怎样进行环境监测？ 例如：用DNA探针可以检测饮用水中
病毒的含量。此方法的特点是快速、灵敏， 1吨水中有10个病毒也能检测出来。
• DNA分子杂交原理：
DNA分子杂交是基因诊断最基本的方 法之一。其基本原理是：互补的DNA单链 能够在一定条件下结合成双链，即能够进行 杂交。这种结合是特异的，即严格按照碱基 互补配对进行。因此，当用一段已知基因的 核苷酸序列作为探针，与被测基因进行接触， 若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测 基因中含有已知的基因序列。
• 就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？
转基因动物的乳腺。
• 什么叫转基因动物？ 是指把人或哺乳动物的某种基因导入到
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。
加特异表达的启动子）
形成胚胎 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）
• 什么叫显微注射技术？
用口径为1μm的DNA 注射器，将大量的目的基 因片段注入到受精卵的核 内，然后把经过注射的受 精卵移植到另一只雌性动 物的子宫内，使受精卵发 育为转基因动物。
人教版高中生物选修三课件：专题一基因工程(共77张PPT)
5
EcoRI
限制酶
2020/6/12
6
2020/6/12
重播
7
“黏性末端”和“平末 端”
2020/6/12
8
• 连接酶D有N两A种连：接一种酶是—从—大“肠分杆子菌中缝分合离针得到”的，称之为
E·coliDNA连接酶。另一种是从T4噬菌体中分离得到，称
为T4DNA连接酶。
• E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端；T4 DNA连接酶既连
31
2020/6/12
花 粉 管
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精子
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受 精 卵
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受精卵 受精极核
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2、将目的基因导入动物细胞:
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
用限制酶切断成 许多片段
分别转入不同的受体菌，
让这些外源DNA片段分别在
各个受体菌中储存。建立基因 基因组部分基因2020/6/12
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基 因 文 库
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推测：由mRNA反 转录形成互补DNA 的过程。
1、能够在宿主细胞中自我复制并稳定保存； 2、有一个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接； 3、有某些标记基因，便于进行鉴定和选择。（如抗菌素的
抗性基因、产物具有颜色反应的基因等 ）
4、对受体细胞无害且大小合适。
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练习
2）不属于质粒被选为基因运载体的理由是
A、能复制
（ D）
B、有多个限制酶切点
C、具有标记基因
D、它是环状DNA
基因工程课件新人教版选修
练习
3）有关基因工程的叙述中，错误的（ A ）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B、 限制性内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶
（2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化 法和 基因枪法（花粉管通道法） 法。
（3）由导入目的基因的水稻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（去分化）和 再分化 。
（4）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位
素标记的 耐盐基因（目的基因）
②作用特点:专一性，识别特定核苷酸序列，
切割特定切点。
切断的是什么键
识别序列的特点
③结果：产生黏性未端和平末端
两者的区别
④举例：EcoR1限制酶、Sma1限制酶
这两种酶切的特点
基因工程课件新人教版选修
限制酶的识别特点
以中轴线双侧的DNA上碱基呈反向对称，重复排列
如：GAA TTC CTT AAG
CCC GGG GGG CCC
注意：真正用作运载体的质粒都是人 工改造过的。
基因工程课件新人教版选修
练习
1）以下说法正确的是
（C ）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸 序列
B、质粒是基因工程中唯一的运载体
C、运载体必须具备的条件之一是：具有多个 限制酶切点，以便与外源基因连接
D、基因控制的性状都能在后代表现出来
基因工程课件新人教版选修
①作用：将外源基因送入受体细胞。
为什么 要具备 这些条件
②具备的条件： 能在宿主细胞内复制，并稳定地保存 有多个限制酶切点，与外源基因连接。 具有某些标记基因， 便于进行筛选 对受体细胞无害
③举例：质粒（常用）、噬菌体 和动植物病毒。 基因工程课件新人教版选修
质粒特点： 1、细菌染色体外双链环状DNA分子 2、能自我复制并在受体细胞中稳定存在 3、有一个或多个限制酶切点 4、有特殊的遗传标记基因
C、将目的基因导入受体细胞
D、目的基因的检测和表达 基因工程课件新人教版选修
(2008理综山东卷)35.（8分）【生物—现代生物科技专题】
为扩大耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利 用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。 （1）获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶 作用于图中 a 处，DNA连接酶作用于 a 处。（填“a”或 “b”）
要切两个切口，产生四个黏性末端。
• 如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来 切割，会怎样呢？ 会产生相同的黏性末端，然后让两 者的黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重 组的DNA分子了。
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G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
同种限制酶
切割
③分类：E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
二者在性质 上的区别
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• 基因的针线——DNA连接酶
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝 隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的 断口连接起来(形成磷酸二酯键)，这样一 个重组的DNA分基因子工程课就件新形人教成版选修了。
（3）运载体
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
基因的针线： DNA连接酶
GA A T T C
C T T A AG 基因工程课件新人教版选修
（2）DNA连接酶与D相NA同聚吗合酶
①连接的部位：磷酸和脱氧核糖之间的键： 磷酸二酯键（梯子的扶手）
②结果：将两个相同的未端的连接。
阅读课本第2页
催生了基因工程
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1.1 DNA重组技术的基本工具
分析概念：
为什么 要加工
• 是在生物体外，通过对DNA分子进行人工
工 ，然后导入受体细胞内进行
无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，
产 品生出人类所需用导什要入么的新的生物类什型表么达和是生物产
作探针进行分子杂交检测，
又要用 一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中） 方法从个体水平鉴定水稻
植株的耐盐性。
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（2008上海高考生物巻）39、以重组DNA技术为核心的基因工
专题1 基因工程
基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。 是在生物体外，通过对DNA分子进行人工
“剪切” 和“拼接”，对生物的基因进行改造 和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁 殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人 类所需要的新的生物类型和生物产品。
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基础理论
和技术的发展
A、限制酶只在获得目的基因时才用 B、重组质粒的形成在细胞内完成 C、质粒都可作为运载体 D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供 资料
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练习
5）基因工程是在DNA分子水平上进行设计施
工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱
基互补配对的步骤是
（ C）
A、人工合成目的基因
B、目的基因与运载体结合
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练习
4）下列关于基因工程的叙述，不正确的是 （D ）
A、基因工程的原理是基因重组 B、运用基因工程技术，可使生物发生定向变
异 C、一种生物的基因转接到另一种生物的DNA分
子上 D、是非同源染色体上非等位基因的自由组合
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练习
4）有关基因工程的叙述正确的是 （ D ）
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黏性末端
EcoRI
黏性末端
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• 什么叫黏性末端？ 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。
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• 要想获得某个特定性状的基因必须要用限制 酶切几个切口？可产生几个黏性末端？
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基因操作的工具
基因的剪刀（分子手术刀） ——限制性核酸内切酶（限制酶）
到哪里去寻找这种酶
基因的针线（分子缝合针） ——DNA连接酶
基因的运输工具（分子运输车） ——运载体 基因工程课件新人教版选修
与我们学过的
（1）限制酶DNA酶相同吗？
①分布：主要在原核生物中。
作用是什么