人教版高中生物选修3全套课件
合集下载
人教版高中生物选修3课件全套整理(选修三)
理解· 教材新知
1．1
知识点一 知识点二
专 题 1
DNA 重组技 术的基 本工具
把握· 命题热点
命题点一 命题点二
课堂回扣练习 课下综合检测
应用· 落实体验
1．1
DNA重组技术的基本工具
1．基因工程突破了生殖隔离，实现了不同种生物间 的基因重组。 2．不同生物基因能拼接在一起的理论基础是 DNA分 子都是由4种脱氧核苷酸构成的规则的双螺旋结 构。 3．外源DNA能在受体细胞表达的理论基础是密码子 的通用性。 4．DNA重组技术的基本工具有限制性核酸内切酶、 DNA连接酶和使基因进入受体细胞的载体。
基因工程的概念及其诞生与发展
1．基因工水平 结果
DNA重组技术 ___________________ 生物体外 基因 _______ DNA分子水平 __________________ 生物类型 和 创造出人类需要的新的_________ __________ 生物产品
DNA表达实验 获得成功。 ③DNA体外重组得到实现，重组 _________________
(3)基因工程的发展与完善： ①1980年，科学家首次培育出世界上第一个转基因小鼠。1983
转基因烟草 培育成功，基因工程进入迅速发展阶 年，世界第一例____________
段。
PCR技术 的发明，使基因工程进一步发展和完善。 ②1988年_________
黏性 末端和___ 平 末端。 式：_____
2．DNA连接酶
DNA 片段“缝合”起来，恢复被限制酶 (1)作用：将双链______
磷酸二酯键 。 切开的两个核苷酸之间的___________
(2)种类：
种类
比较 项目
E·coli DNA 连接酶
1．1
知识点一 知识点二
专 题 1
DNA 重组技 术的基 本工具
把握· 命题热点
命题点一 命题点二
课堂回扣练习 课下综合检测
应用· 落实体验
1．1
DNA重组技术的基本工具
1．基因工程突破了生殖隔离，实现了不同种生物间 的基因重组。 2．不同生物基因能拼接在一起的理论基础是 DNA分 子都是由4种脱氧核苷酸构成的规则的双螺旋结 构。 3．外源DNA能在受体细胞表达的理论基础是密码子 的通用性。 4．DNA重组技术的基本工具有限制性核酸内切酶、 DNA连接酶和使基因进入受体细胞的载体。
基因工程的概念及其诞生与发展
1．基因工水平 结果
DNA重组技术 ___________________ 生物体外 基因 _______ DNA分子水平 __________________ 生物类型 和 创造出人类需要的新的_________ __________ 生物产品
DNA表达实验 获得成功。 ③DNA体外重组得到实现，重组 _________________
(3)基因工程的发展与完善： ①1980年，科学家首次培育出世界上第一个转基因小鼠。1983
转基因烟草 培育成功，基因工程进入迅速发展阶 年，世界第一例____________
段。
PCR技术 的发明，使基因工程进一步发展和完善。 ②1988年_________
黏性 末端和___ 平 末端。 式：_____
2．DNA连接酶
DNA 片段“缝合”起来，恢复被限制酶 (1)作用：将双链______
磷酸二酯键 。 切开的两个核苷酸之间的___________
(2)种类：
种类
比较 项目
E·coli DNA 连接酶
人教版高中生物选修3全套课件讲课教案共76页
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
Thank you
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
高中生物 人教版 选择性必修三 基因工程整合 课件 (41张)
返回导航
第3章 基因工程
生物学（选择性必修3·RJ）
3．(2021·全国甲卷)PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病
人是否感染了某种病原菌，医生进行了相关操作：①分析PCR扩增结
果；②从病人组织样本中提取DNA；③利用PCR扩增DNA片段；④采
集病人组织样本。回答下列问题： (1) 若 要 得 到 正 确 的 检 测 结 果 ， 正 确 的 操 作 顺 序 应 该 是 __④__②__③__①__
返回导航
第3章 基因工程
生物学（选择性必修3·RJ）
解析：(1)PCR技术可用于临床的病原菌检测，若要得到正确的检测 结果，正确的操作顺序应该是④采集病人组织样本→②从病人组织样 本中提取DNA→③利用PCR扩增DNA片段→①分析PCR扩增结果。(2) 在 用 PCR 技 术 扩 增 DNA 时 ， DNA 的 复 制 过 程 与 细 胞 内 DNA 的 复 制 类 似，操作③中使用的酶是Taq酶(热稳定DNA聚合酶)，PCR 反应中的每 次循环可分为变性、复性、延伸三步，其中复性的结果是Taq酶从引物 起始进行互补链的合成。(3)DNA复制需要引物，为了做出正确的诊断， PCR反应所用的引物应该能与两条单链DNA特异性结合。(4)据分析可 知，PCR(多聚酶链式反应)技术是指一项在生物体外复制特定DNA片段 的核酸合成技术。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。
返回导航
第3章 基因工程
生物学（选择性必修3·RJ）
2．(2019·江苏卷)下列生物技术操作对遗传物质的改造，不会遗传
给子代的是
(D)
A．将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌，筛选获得基因工程菌
B．将花青素代谢基因导入植物体细胞，经组培获得花色变异植株
人教版高中生物选修三3.1《体内受精和早期胚胎发育》ppt课件
发育过 程图示
课堂互动探究
热点考向示例
随堂达标检测
活页规范训练
特别提醒 (1)受精卵是胚胎发育的起点，其全能性最高。 (2)胚胎发育初期在输卵管，以后移向子宫，并在子宫内发育成 为成熟的胎儿，直至分娩。 (3)雌、雄原核不能理解成卵子、精子原来的核，而是在原来细 胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。
体型大小呈正相关吗？ 提示 不相同，动物精子的大小与动物的体型大小无关，如 大鼠的精子为190 μm，而大象的精子只有50 μm。
课堂互动探究
热点考向示例
随堂达标检测
活页规范训练
项目
精子发生
卵子发生
场所 睾丸的曲细精管 卵巢(MⅠ)和输卵管(MⅡ)
时间 区 别
初情期后
MⅠ：雌性动物排卵前后 MⅡ：精卵结合过程中完成
过程
课堂互动探究
热点考向示例
随堂达标检测
活页规范训练
①MⅠ、MⅡ连续； ①MⅠ、MⅡ不连续；
特
②需要变形；
②不需要变形；
点
区别
③细胞质均等分配 ③细胞质不均等分配
结
形成4个精子
形成一个卵细胞和3个极体
果
相同点
①原始生殖细胞的增殖为有丝分裂；②生殖细胞 的成熟过程为减数分裂；成熟过程均经一次染色 体复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半
②受精阶段 精子穿越放射冠和透明带 → 精子进入卵黄膜 → 原核形成 → 配子结合
课堂互动探究
热点考向示例
随堂达标检测
活页规范训练
2．胚胎发育 (1)最初发育场所：输卵管 (2)过程：
发育过程
胚胎特点
受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始 受精卵
新人教版高中生物选修3全册新课课件共640张PPT
新人教版高中生物选修3 全册新课课件
专题1 基因工程
1．1
DNA 重组技术的基本工具
1.基因工程的基本原理是基因重组，外源 DNA 能在受 体细胞表达的理论基础是密码子的通用性。
2．DNA 重组技术的基本工具有限制性核酸内切酶、 DNA 连接酶和使目的基因进入受体细胞的载体。
3．限制性核酸内切酶可识别双链 DNA 分子的某种特 定核苷酸序列，并在特定位点上切割。
有特殊的 标记基因 ②其他载体：λ 噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(2)作用 ①作为 运载工具 ，将目的基因转移到宿主细胞内。 ②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 (3)载体须具备的条件及其作用(连线)
三、重组 DNA 分子的模拟操作 1．所用材料用具中，剪刀代表 EcoRⅠ ，透明胶 条代表 DNA 连接酶 。 2．用剪刀进行 DNA“切割”时，应找出
G—A—A—T—T—C 序列并在 G—A 之间 作切口进行“切割”。
3．若操作正确，不同颜色的黏性末端能 互补配对 。
1．基因工程是一种新兴的生物技术，实施该工程的最终目的
是 A．定向提取生物体的 DNA 分子
( D)
B．定向对 DNA 分子进行人工“剪切”
C．在生物体外对 DNA 分子进行改造
D．定向改造生物的遗传性状 解析：基因工程也称 DNA 重组技术，它是按照人类的意愿，施
基因工程的最终目的是定向改造生物的遗传性状。
2．下列关于限制酶的说法，正确的是
(B)
A．限制酶广泛存在于各种生物中，其化学本质是蛋白质
B．一种限制酶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．限制酶均特异性地识别由 6 个核苷酸组成的序列
专题1 基因工程
1．1
DNA 重组技术的基本工具
1.基因工程的基本原理是基因重组，外源 DNA 能在受 体细胞表达的理论基础是密码子的通用性。
2．DNA 重组技术的基本工具有限制性核酸内切酶、 DNA 连接酶和使目的基因进入受体细胞的载体。
3．限制性核酸内切酶可识别双链 DNA 分子的某种特 定核苷酸序列，并在特定位点上切割。
有特殊的 标记基因 ②其他载体：λ 噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(2)作用 ①作为 运载工具 ，将目的基因转移到宿主细胞内。 ②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 (3)载体须具备的条件及其作用(连线)
三、重组 DNA 分子的模拟操作 1．所用材料用具中，剪刀代表 EcoRⅠ ，透明胶 条代表 DNA 连接酶 。 2．用剪刀进行 DNA“切割”时，应找出
G—A—A—T—T—C 序列并在 G—A 之间 作切口进行“切割”。
3．若操作正确，不同颜色的黏性末端能 互补配对 。
1．基因工程是一种新兴的生物技术，实施该工程的最终目的
是 A．定向提取生物体的 DNA 分子
( D)
B．定向对 DNA 分子进行人工“剪切”
C．在生物体外对 DNA 分子进行改造
D．定向改造生物的遗传性状 解析：基因工程也称 DNA 重组技术，它是按照人类的意愿，施
基因工程的最终目的是定向改造生物的遗传性状。
2．下列关于限制酶的说法，正确的是
(B)
A．限制酶广泛存在于各种生物中，其化学本质是蛋白质
B．一种限制酶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．限制酶均特异性地识别由 6 个核苷酸组成的序列
人教版高中生物选修3全套ppt课件
人教版高中生物选修三深入探讨了基因工程和蛋白质工程的领域。在基因工程部分，详细介绍了DNA重组技术的实质是基因重组，并阐述了基因操作的三大工具：限制酶用于剪切基因，DNA连接酶用于连接基因片段，以及运载体用于将基因送入受体细胞。此外，还详细说明了基因操作的基、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞（如大肠杆菌、动植物细胞等），以及目的基因的检测和鉴定方法。在蛋白质工程部分，文档解释了其基本概念，即通过基因修饰或合成来改造出发，到最终找到相应的脱氧核苷酸序列来实现这一目标。
高中生物选修3(人教版)动物细胞工程课件
2、动物细胞培养 的条件 (1)无菌无毒的环境 (2)营养 (3)温度和pH (4)气体环境
比较：植物的组织培养的条件
植物组织培养和动物细胞培养的比较
比较项目 原理
培养基性质
植物组织培养 细胞的全能性
固体培养基
动物细胞培养 细胞增殖
液体培养基
培养基特有成分 蔗糖 植物激素 葡萄糖 动物血清
培养结果 培养目的
动物 细胞 工程 常用 技术
动物细胞培养 核移植 动物细胞融合 单克隆抗体技术 胚胎移植技术
一、动物细胞培养
1、概念：zxxk
是从动物机体中取出相关组织， 将它分散成单个细胞,放在适宜的培 养基中，让这些细胞生长和增殖
胚胎组织或幼龄动物组织
贴壁生长 接触抑制
5%CO2维持培 养液的pH
P46讨论
P50思考与探究
一、动物细胞融合
1、概念： “2个或多个动物细胞”→“1”、“杂交单核细胞”
2、过程： 细胞A
细胞B
物理法 化学法
仙台病毒
灭活的病毒
疱疹病毒
杂种细胞
新城鸡瘟病 毒
用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程
思考讨论： 为什么细胞融合过程 中使用的病毒需要 灭活？
病毒颗粒 细胞核
细胞核
二、单克隆抗体
3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？
成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养
4、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个 体？
不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的 动物个体
3. 动物细胞培养的应用
(１)大规模生产有重要价值的蛋白质生物制品。
如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体
高中生物选修三课件
基因工程的应用
01
农业领域
基因工程在农业领域的应用包括培育抗虫、抗病、抗除草剂的转基因作
物，提高作物的产量和品质，以及生产具有医疗价值的植物等。
02 03
医学领域
基因工程在医学领域的应用包括生产重组蛋白药物、基因治疗、基因诊 断等。例如，利用基因工程技术生产胰岛素、干扰素等药物，通过基因 治疗纠正缺陷基因等。
植物组织培养技术应用
植物组织培养技术在农业、林业、园艺等领域有 着广泛的应用，如快速繁殖优良品种、培育转基 因植物等。
植物组织培养技术操作流程
植物组织培养技术包括外植体选择与消毒、培养 基制备、无菌操作、培养与再生等步骤。
细胞融合技术
细胞融合技术定义
细胞融合技术操作流程
细胞融合技术是指将两个或多个细胞 通过一定的技术手段融合成一个新的 细胞的过程。
技术。
胚胎工程应用
胚胎工程广泛应用于畜牧业、水 产业和医学等领域，如胚胎移植
、试管婴儿、基因编辑等。
胚胎工程发展历程
胚胎工程的发展经历了从人工授 精、胚胎移植到基因编辑等多个 阶段，技术不断进步，为人类的
生产和生活带来了诸多便利。
胚胎移植技术
胚胎移植定义
胚胎移植是指将早期胚胎从一个 个体转移到另一个个体的子宫内 ，使其继续发育并产生后代的技
术。
胚胎移植过程
胚胎移植的过程包括超数排卵、人 工授精、胚胎收集、胚胎质量检测 和移植等步骤。
胚胎移植的意义
胚胎移植技术广泛应用于畜牧业和 医学领域，可以提高优良品种的繁 殖效率，治疗不孕不育等生殖障碍 问题。
胚胎干细胞技术
胚胎干细胞定义
胚胎干细胞是指从早期胚胎中分离出来的一类细胞，具有发育的全能性，可以分化为各 种组织和器官。
人教版教学课件人教版生物选修3教材解读ppt
5、大肠杆菌能生产糖干扰素吗？ （教材第15页）
干扰素是哺乳动物细胞在诱导物的诱导下产生的一种
特异糖蛋白； 科学家用通过基因工程用大肠杆菌生产出来的干扰素 是没有糖链的，但同样能够抑制病毒在细胞内的增殖， 加强巨噬细胞的吞噬作用和对癌细胞的杀伤作用； 真核细胞表达的干扰素需要糖链来稳定结构、帮助溶 解，并通过转运系统分泌到细胞外，进入血液循环系 统，以发挥其抗病毒抗肿瘤的生物功效； 2002年，科学家们发现在一种名为Campylobacter jejuni的细菌里存在生产糖蛋白的基因簇，即pgl基因 簇，此基因编码的蛋白能够起糖基转移酶的作用，科 学家用基因工程方法将这套基因克隆至大肠杆菌共表 达，使得大肠杆菌也能够生产相应的糖蛋白。
3、关于PCR循环参数的确定
循环数目一般都为30，这个数值是怎么来 的？
– PCR扩增所需的循环数目决定于反应体系中 起始的模板拷贝数以及引物延伸和扩增的速 率。 –一旦PCR反应进入几何级数增长期，反应会 一直持续下去，直至某一成分成为限制因素。 从这一点上来说，扩增产物中绝大多数应该 是特异性的扩增产物，而非特异性的扩增产 物低到难以检测的程度。用Taq DNA聚合酶 在一个含有105个拷贝的靶序列的反应体系中 进行30个循环后往往可以做到上述的理想情
2、PCR原料中为什么用dNTP？ （教材第10页）
dNTP包括dCTP、dATP、
dGTP和dTTP 同ATP 用单磷酸腺苷和二磷酸腺苷 是不行的
3、关于PCR循环参数的确定
变性时间是如何确定的？
–在选择的变性温度下，DNA分子越长，两条链完全 分开所需的时间也越长。如果变性温度过低或时间 太短，模板DNA中往往只有富含AT的区域被变性。 –在PCR的第一个循环中，有时常把变性时间设计为 5 min，来增加大分子模板DNA彻底变性的概率， 又称此为预变性。 –当模板DNA的G+C含量超过55%时，需要更高的变 性温度，来源于古细菌的DNA聚合酶比Taq DNA 聚合酶更能耐受高温，因此更适合用来扩增富含 GC的DNA模板。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
b、退火（复性55℃-60℃）：系统温度降低，引 物与DNA模板结合，形成局部__双__链____。
c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下， 合成与模板互补的_D_N_A_链____。 D、循环
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 推测
mRNA的核苷酸序列 推测
结构基因的核将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）利用PCR扩增目的基因① 概念：PCR全称为多__聚__酶__链__式__反__应___，是一项 在生物_体__外_复制特__定__D_N_A_片__段__的核酸合成技术
22．(11分，每空1分) 下图为细胞融合的简略过程，请据 图回答：
②方法：
用Ca2+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
四、目的基因的检测与鉴定
①导入检测：目的基因是否导入受体细胞DNA
检测
DNA—— DNA分子杂交 分 转录检测——分子杂交 子
检
②表达检测
测
翻译检测——抗原抗体杂 法
交 抗虫鉴定
鉴定 抗病鉴定 个体水平的鉴定
活性鉴定等
原生质体融合方法：物理法：离心、振动、电刺激等
化学法：聚乙二醇（PEG）
2.1.2植物细胞工程的实际应用
概念：应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫 快速繁殖技术）
原理：植物细胞的全能性 优点：繁殖率高，可大批量生产
取材少 培养周期短 保持优良性状
作物脱毒
病毒在作物体内逐年积累，会导致作物产量 降低，品质变差
目的基因
2 基因表达载体的构建：
a、目的基因
b、启动子 c、终止子
位于基因的首端,是RNA聚 合酶识别和结合位点
位于基因的末端,终 止转录
d、标记基因 鉴别受体细胞是否含有目的基因并筛 选含目的基因的受体细胞
它们有什么作用？
3、将目的基因导入受体细胞
• 常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、
32．用转基因技术培育出了抗TMV的 烟草，主要流程如图-21所示。
（1）经过程②获得的目的基因两侧除应含有相 关 限制酶 的酶切位点外，目的基因的两端还必 须有 。 启运子和终止子
（2）由图分析，构建的重组质粒上含有的标记 基因是卡那霉素抗性基因。
（3）过程⑤采用的是植物组织培养技术，培养 基中除含有卡那霉素及植物必需的各种营养成 分外，还必须添加 植物激素 ，以保证受体细胞 能培养再生成植株。
②原理：_D_N_A_双__链__复__制
③条件：_模__板__D_N_A____、_四__种__脱__氧__核__苷__酸__、 _D_N_A_引__物_____ 、 _热__稳__定__D_N_A_聚_合酶 .
④过程： a、DNA变性（90℃-95℃）：双链DNA模板
在热作用下，_氢__键__断裂，形成__单__链__D_N_A___
杂交瘤细胞
细胞培养
筛选，继续培养
能产生特定抗体的细 胞群
体外培养 注射到小鼠腹腔
单克隆抗体
1 下图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破
伤风杆菌抗体的实验方案
A
1、该实验方案的目的是_制__备__单__克__隆_ 抗体 2、该方案能达到预期效果吗？为什么？
骨髓瘤细胞 B
杂交瘤细胞
3、A是从小鼠的脾脏中取得
能在宿主细胞内复制并稳定地保存 具备的条件 具有多个限制酶切点
具有某些标记基因 种类：质粒、噬菌体的衍生物和动植物病毒。 使用运载体的目的：用它作为运载工具，将目的基
因送到宿主细胞中去。
思考
质粒上会存在某些标记基因，标记基因有什么用途？ （鉴别受体细胞是否含有目的基因并筛选含目的基因的受 体细胞）
(3)培养首先在B瓶中进行。瓶中的培养基成分有 葡_萄_糖__、_氨__基酸、无机盐、维生素和动物_血_清_等。
(4)为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用_胰_蛋__白_酶 处理，然后配置成__细_胞__悬__液____，再分装。 (5)在C瓶中正常培养了一段时间后，发现细胞全 部死亡。原因是__细__胞_没__有_发__生_瘤__癌_变___________。
21．（6分，每空1分）下表中列出了几种限 制酶识别序列及其切割位点，图甲、图乙中箭 头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问 题：
（1）一个图甲所示的质粒分子经Sma Ⅰ 切割前后，分别含有 、 个游离
的磷酸基团。 （2）若对图中质粒进行改造，插入的
SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性 越。
蛋白质工程流程图
1. 从预期的蛋白质功能出发 2. 设计预期的蛋白质结构 3. 推测应用的氨基酸序列 4. 找到相应的脱氧核苷酸序列
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
新的
联系
蛋白质工程以基因工程为基础， 是基因工程的应用和延伸
DNA中的目的基因 （4）DNA连接 （5）鉴别和筛选含有目的基因的细胞
专题2 细胞工程
应用的原理和方法
细胞生物学和 分子生物学
概念 研究的水平
细胞整体水平
研究的目的
或细胞器水平 按照人们的意愿
细
来改变细胞内的 遗传物质或获得
胞
细胞产品
工
植物细胞工程
程
分类
动物细胞工程
2.1.1植物细胞工程常用的技术 植物组织培养 植物细胞工程常用的技术是 植物体细胞杂交
小结
基 因 工 程 的 基 本 内 容
基因操作 的工具
基因操作 的基本步骤
限制性内切酶 DNA连接酶 运载体
目的基因的提取 目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测和表达
（一）基因工程与医药卫生
基因工程药品的生产
基因诊断
基因治疗
返回
蛋白质工程
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其 与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合 成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质, 以满足人类的生产和生活的需求。
酵母菌和动植物细胞等。
• 将目的基因导入受体细胞的原理 借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
（1）将目的基因导入植物细胞
①农杆菌转化法 ②基因枪法 ③花粉管通道法
（2）将目的基因导入动物细胞
显微注射技术：将基因表达载体提纯，用显微仪 注射到受精卵中
（3）导入微生物细胞
①原核生物特点：繁殖快、 单细胞、遗传物质少
三、基因操作的基本步骤
1、目的基因的获取 2、基因表达载体的构建 3、将目的基因导入受体细胞 4、目的基因的检测和鉴定
1、目的基因的获取
(一)、目的基因主要是编__码__蛋__白__质__的__结__构__基__因____
（二）、获取目的基人工合成
基因工程
一、基因工程 DNA重组技术
操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果
生物体外 基因
ＤＮＡ分子水平 剪切 拼接 导入 表达
人类需要的基因产物
实质：基因重组
二、基因操作的工具
1、基因的剪刀——限制酶
2、基因的针线——DNA连接酶 3、基因的运输工具——运载体
2、基因的的针线——DNA连接酶
连接的部位： 磷酸二酯键（在“梯子”的扶手处）， 不是氢键（在“梯子”的踏板处）。
结果：两个相同的黏性末端的连接。
思考
（１）用DNA连接酶连接两个相同的黏性末端要连接
几个磷酸二酯键？２个
（２）用限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸二
酯键？ ４个
３、基因的运输工具——运载体
作用：将外源基因送入受体细胞。
注射到 小鼠腹腔
_原__代__培养和_传__代__培养两个阶段。
50
2、下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据此图回答 (1)容器A中放置的是动物器官或组织。它一般取 自__幼__龄_动__物_的__器_官。或组织、动物胚胎 (2)容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理 是_剪__碎_______，然后用 胰蛋白 酶处理，这是为了 使细胞分散开来。这样做的目的是 _使__每_个__细_胞__能__与_培__养_液. 接触
（3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能
使用Srna Ⅰ切割，原因
是
。
（4）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基
因片段混合，并加入Fra bibliotek酶。 （5）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为
了
。
21．(6分，每空1分) （1）0、2 （2）高 （3）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源
未改变
50代细胞 传代培养
遗传物质 细胞系
已改变
无限传代
细胞贴壁过程
植物组织培养和动物细胞培养的比较
比较项目 原理
培养基性质 培养基特有成分
植物组织培养 动物细胞培养
植物细胞的全能 性
细胞增殖
固体培养基
液体培养基
蔗糖 植物激素 葡萄糖 动物血清
培养结果 培养目的
植物体
细胞株、细胞系
快速繁殖、培育 获得细胞或细胞
优点：
明显缩短了育种年限 后代稳定遗传
2.1.2植物细胞工程的实际应用
繁殖植物的新途径
微型育种 作物脱毒 人工种子
育种新方法
单倍体育种 诱导突变体
细胞产物的工厂化生产
细胞产物的工厂化生产
c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下， 合成与模板互补的_D_N_A_链____。 D、循环
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 推测
mRNA的核苷酸序列 推测
结构基因的核将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）利用PCR扩增目的基因① 概念：PCR全称为多__聚__酶__链__式__反__应___，是一项 在生物_体__外_复制特__定__D_N_A_片__段__的核酸合成技术
22．(11分，每空1分) 下图为细胞融合的简略过程，请据 图回答：
②方法：
用Ca2+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
四、目的基因的检测与鉴定
①导入检测：目的基因是否导入受体细胞DNA
检测
DNA—— DNA分子杂交 分 转录检测——分子杂交 子
检
②表达检测
测
翻译检测——抗原抗体杂 法
交 抗虫鉴定
鉴定 抗病鉴定 个体水平的鉴定
活性鉴定等
原生质体融合方法：物理法：离心、振动、电刺激等
化学法：聚乙二醇（PEG）
2.1.2植物细胞工程的实际应用
概念：应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫 快速繁殖技术）
原理：植物细胞的全能性 优点：繁殖率高，可大批量生产
取材少 培养周期短 保持优良性状
作物脱毒
病毒在作物体内逐年积累，会导致作物产量 降低，品质变差
目的基因
2 基因表达载体的构建：
a、目的基因
b、启动子 c、终止子
位于基因的首端,是RNA聚 合酶识别和结合位点
位于基因的末端,终 止转录
d、标记基因 鉴别受体细胞是否含有目的基因并筛 选含目的基因的受体细胞
它们有什么作用？
3、将目的基因导入受体细胞
• 常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、
32．用转基因技术培育出了抗TMV的 烟草，主要流程如图-21所示。
（1）经过程②获得的目的基因两侧除应含有相 关 限制酶 的酶切位点外，目的基因的两端还必 须有 。 启运子和终止子
（2）由图分析，构建的重组质粒上含有的标记 基因是卡那霉素抗性基因。
（3）过程⑤采用的是植物组织培养技术，培养 基中除含有卡那霉素及植物必需的各种营养成 分外，还必须添加 植物激素 ，以保证受体细胞 能培养再生成植株。
②原理：_D_N_A_双__链__复__制
③条件：_模__板__D_N_A____、_四__种__脱__氧__核__苷__酸__、 _D_N_A_引__物_____ 、 _热__稳__定__D_N_A_聚_合酶 .
④过程： a、DNA变性（90℃-95℃）：双链DNA模板
在热作用下，_氢__键__断裂，形成__单__链__D_N_A___
杂交瘤细胞
细胞培养
筛选，继续培养
能产生特定抗体的细 胞群
体外培养 注射到小鼠腹腔
单克隆抗体
1 下图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破
伤风杆菌抗体的实验方案
A
1、该实验方案的目的是_制__备__单__克__隆_ 抗体 2、该方案能达到预期效果吗？为什么？
骨髓瘤细胞 B
杂交瘤细胞
3、A是从小鼠的脾脏中取得
能在宿主细胞内复制并稳定地保存 具备的条件 具有多个限制酶切点
具有某些标记基因 种类：质粒、噬菌体的衍生物和动植物病毒。 使用运载体的目的：用它作为运载工具，将目的基
因送到宿主细胞中去。
思考
质粒上会存在某些标记基因，标记基因有什么用途？ （鉴别受体细胞是否含有目的基因并筛选含目的基因的受 体细胞）
(3)培养首先在B瓶中进行。瓶中的培养基成分有 葡_萄_糖__、_氨__基酸、无机盐、维生素和动物_血_清_等。
(4)为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用_胰_蛋__白_酶 处理，然后配置成__细_胞__悬__液____，再分装。 (5)在C瓶中正常培养了一段时间后，发现细胞全 部死亡。原因是__细__胞_没__有_发__生_瘤__癌_变___________。
21．（6分，每空1分）下表中列出了几种限 制酶识别序列及其切割位点，图甲、图乙中箭 头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问 题：
（1）一个图甲所示的质粒分子经Sma Ⅰ 切割前后，分别含有 、 个游离
的磷酸基团。 （2）若对图中质粒进行改造，插入的
SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性 越。
蛋白质工程流程图
1. 从预期的蛋白质功能出发 2. 设计预期的蛋白质结构 3. 推测应用的氨基酸序列 4. 找到相应的脱氧核苷酸序列
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
新的
联系
蛋白质工程以基因工程为基础， 是基因工程的应用和延伸
DNA中的目的基因 （4）DNA连接 （5）鉴别和筛选含有目的基因的细胞
专题2 细胞工程
应用的原理和方法
细胞生物学和 分子生物学
概念 研究的水平
细胞整体水平
研究的目的
或细胞器水平 按照人们的意愿
细
来改变细胞内的 遗传物质或获得
胞
细胞产品
工
植物细胞工程
程
分类
动物细胞工程
2.1.1植物细胞工程常用的技术 植物组织培养 植物细胞工程常用的技术是 植物体细胞杂交
小结
基 因 工 程 的 基 本 内 容
基因操作 的工具
基因操作 的基本步骤
限制性内切酶 DNA连接酶 运载体
目的基因的提取 目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测和表达
（一）基因工程与医药卫生
基因工程药品的生产
基因诊断
基因治疗
返回
蛋白质工程
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其 与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合 成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质, 以满足人类的生产和生活的需求。
酵母菌和动植物细胞等。
• 将目的基因导入受体细胞的原理 借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
（1）将目的基因导入植物细胞
①农杆菌转化法 ②基因枪法 ③花粉管通道法
（2）将目的基因导入动物细胞
显微注射技术：将基因表达载体提纯，用显微仪 注射到受精卵中
（3）导入微生物细胞
①原核生物特点：繁殖快、 单细胞、遗传物质少
三、基因操作的基本步骤
1、目的基因的获取 2、基因表达载体的构建 3、将目的基因导入受体细胞 4、目的基因的检测和鉴定
1、目的基因的获取
(一)、目的基因主要是编__码__蛋__白__质__的__结__构__基__因____
（二）、获取目的基人工合成
基因工程
一、基因工程 DNA重组技术
操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果
生物体外 基因
ＤＮＡ分子水平 剪切 拼接 导入 表达
人类需要的基因产物
实质：基因重组
二、基因操作的工具
1、基因的剪刀——限制酶
2、基因的针线——DNA连接酶 3、基因的运输工具——运载体
2、基因的的针线——DNA连接酶
连接的部位： 磷酸二酯键（在“梯子”的扶手处）， 不是氢键（在“梯子”的踏板处）。
结果：两个相同的黏性末端的连接。
思考
（１）用DNA连接酶连接两个相同的黏性末端要连接
几个磷酸二酯键？２个
（２）用限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸二
酯键？ ４个
３、基因的运输工具——运载体
作用：将外源基因送入受体细胞。
注射到 小鼠腹腔
_原__代__培养和_传__代__培养两个阶段。
50
2、下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据此图回答 (1)容器A中放置的是动物器官或组织。它一般取 自__幼__龄_动__物_的__器_官。或组织、动物胚胎 (2)容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理 是_剪__碎_______，然后用 胰蛋白 酶处理，这是为了 使细胞分散开来。这样做的目的是 _使__每_个__细_胞__能__与_培__养_液. 接触
（3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能
使用Srna Ⅰ切割，原因
是
。
（4）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基
因片段混合，并加入Fra bibliotek酶。 （5）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为
了
。
21．(6分，每空1分) （1）0、2 （2）高 （3）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源
未改变
50代细胞 传代培养
遗传物质 细胞系
已改变
无限传代
细胞贴壁过程
植物组织培养和动物细胞培养的比较
比较项目 原理
培养基性质 培养基特有成分
植物组织培养 动物细胞培养
植物细胞的全能 性
细胞增殖
固体培养基
液体培养基
蔗糖 植物激素 葡萄糖 动物血清
培养结果 培养目的
植物体
细胞株、细胞系
快速繁殖、培育 获得细胞或细胞
优点：
明显缩短了育种年限 后代稳定遗传
2.1.2植物细胞工程的实际应用
繁殖植物的新途径
微型育种 作物脱毒 人工种子
育种新方法
单倍体育种 诱导突变体
细胞产物的工厂化生产
细胞产物的工厂化生产