第十一章 植物基因工程
《园艺植物育种学》复习大纲
阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。
——培根《园艺植物育种学》复习大纲绪论一、内容提要：选育园艺植物新品种是发展园艺生产的关键途径之一。
各种各样的栽培园艺植物种类及其品种类型都是从野生植物进化而来。
利用园艺植物的自然变异和人工创造变异并进行人工选择的进化就是优良性、适应性、稳定性和整齐性，品种具有特异性等特性。
良种是在适应的地区，采用优良的栽培技术，能够生产出高产、优质，并能适时供应产品的品种。
它有提高单位面积产量、改进产品品质、提高抗病虫害能力以减少农药污染、增强适应性和抗逆性以节约能源、延长产品的供应和利用时期，适应集约化管理、节约劳力等多方面的作用。
园艺植物育种学是研究选育与繁殖园艺植物优良品种的原理和方法的科学，是以遗传学、进化论为主要基础涉及多门学科的综合性应用科学。
它研究的任务是根据遗传变异的规律，合理选择利用种质资源，通过发现和创造变异来选择优良品种，以及提高种性、防止混杂退化、加速良种繁殖的原理和方法。
园艺植物育种有着悠久的历史。
19世纪才有专门的育种机构，20世纪育种理论、方法进步很快，新品种选育成果巨大。
二、思考题：1、了解品种的概念及其属性；2、良种在园艺植物生产中的作用？3、自然进化与人工进化的区别？4、园艺植物育种学的任务和内容？第一章育种对象与目标一、内容提要园艺植物多为周期长的多年生植物，育种年限长，育种目标涉及产量、品质、熟期及抗性等一系列目标性状。
因此，因地制宜选择育种对象，明确育种目标，制订育种方案，是育种工作成败的关键。
二、思考题：1、当前园艺植物育种的总目标是什么？2、园艺产品的品质按产品用途和利用方式大致可分为哪几种？3、制订育种目标的主要根据和原则是什么？第二章园艺植物的繁殖习性、品种类别和育种方法园艺植物繁殖方式不同，其遗传特征就不一样，因而相应采取的育种程序和方法也不同。
此外，栽培植物品种根据其群体遗传组成，可分为自交系品种、群体品种、杂交种品种和无性系品种。
基因工程基本概念与基本原理
LuDong University
转鱼抗寒基因的番茄
2021/4/8
LuDong University
么么么么方面
▪ Sds绝对是假的
转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
2021/4/8
LuDong University
不会引起过敏的转基因大豆
2021/4/8
LuDong University
超级动物
2021/4/8
我Dong University
SCID的基因工程治疗
▪ 重症联合免疫缺陷（SCID） 患者缺乏正常的人体免疫功 能，只要稍被细菌或者病毒 感染，就会发病死亡。这个 病的机理是细胞的一个常染 色体上编码腺苷酸脱氨酶 （简称ADA）的基因（ada） 发生了突变。可以通过基因 工程的方法治疗。
一、 重组DNA技术的理论基础
▪ 19世纪中 孟德尔 豌豆杂交试验 遗传因子 经典遗传学
▪ 20世纪初 摩尔根 果蝇杂交实验 基因 基因学
▪ 1944年 艾弗瑞 肺炎双球菌转化实验 遗传物质DNA 分子遗传学
▪ 1953年 沃森-克瑞克 DNA双螺旋结构 分子生物学
▪ 1973年 伯格-杰克森-考恩-鲍耶 DNA分子体外拼接
分
离
酶
工
程
酶工程
2021/4/8
天然细胞
基因工程 蛋白质工程 途径工程 工程细胞
发酵工程 细胞工程
生物活性物质
LuDong University
基因工程的基本概念
四、 基因工程的基本形式
第一代基因工程 蛋白多肽基因的高效表达
经典基因工程
第二代基因工程 蛋白编码基因的定向诱变
蛋白质工程
第三代基因工程 代谢信息途径的修饰重构
基因工程教学大纲
一、课程基本情况与说明
（一）课程代码：
（二）课程英文名称: Genetic Engineering
（三）课程中文名称: 基因工程
（四）授课对象： 生物技术专业 生物科学专业
（五）开课单位：生命科学与技术学院
（六）教材：《基因工程》，孙明主编，高等教育出版社，2006 （七）参考书目
3、分子克隆载体
4、人工染色体载体
5、表达载体
6、基因操作中大分子的分离和分析
7、基因芯片技术
教学内容
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，通系电1，力过根保管据护线生高0不产中仅工资2艺料22高试2可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配，机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料2荷试2，下卷而高总且中体可资配保料置障试时2卷，32调需3各控要类试在管验最路；大习对限题设度到备内位进来。行确在调保管整机路使组敷其高设在中过正资程常料1工试中况卷，下安要与全加过，强度并看工且25作尽52下可22都能护可地1关以缩于正小管常故路工障高作高中；中资对资料于料试继试卷电卷连保破接护坏管进范口行围处整，理核或高对者中定对资值某料，些试审异卷核常弯与高扁校中度对资固图料定纸试盒，卷位编工置写况.复进保杂行护设自层备动防与处腐装理跨置，接高尤地中其线资要弯料避曲试免半卷错径调误标试高方中等案资，，料要编试求5写、卷技重电保术要气护交设设装底备备置。4高调、动管中试电作线资高气，敷料中课并设3试资件且、技卷料中拒管术试试调绝路中验卷试动敷包方技作设含案术，技线以来术槽及避、系免管统不架启必等动要多方高项案中方；资式对料，整试为套卷解启突决动然高过停中程机语中。文高因电中此气资，课料电件试力中卷高管电中壁气资薄设料、备试接进卷口行保不调护严试装等工置问作调题并试，且技合进术理行，利过要用关求管运电线行力敷高保设中护技资装术料置。试做线卷到缆技准敷术确设指灵原导活则。。：对对在于于分调差线试动盒过保处程护，中装当高置不中高同资中电料资压试料回卷试路技卷交术调叉问试时题技，，术应作是采为指用调发金试电属人机隔员一板，变进需压行要器隔在组开事在处前发理掌生；握内同图部一纸故线资障槽料时内、，设需强备要电制进回造行路厂外须家部同出电时具源切高高断中中习资资题料料电试试源卷卷，试切线验除缆报从敷告而设与采完相用毕关高，技中要术资进资料行料试检，卷查并主和且要检了保测解护处现装理场置。设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
大学《基因工程学》教学大纲
《基因工程学》课程教学大纲（Genetic Engineering）一、课程说明课程编码：02200200课程总学时（理论总学时/实践总学时）：48（48/0）周学时（理论学时/实践学时）：4（4/0）学分：31．课程性质：专业必修课。
2．适用专业与学时分配：适用生物技术专业。
教学内容与学时分配3．课程教学目的与要求：本课程的授课对象是生物技术专业的本科生。
课程简介：《基因工程》是生物技术专业的专业必修课程。
其以分子遗传学理论为基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段而建立起来的一门技术学科。
基因工程兴起于20世纪70年代初，它的问世带动了生物技术的兴起和发展，是现代生物技术的核心内容。
基因工程课程的主要内容包括基因的分离、基因的克隆、基因的表达、植物基因工程、动物基因工程、药物基因工程和基因治疗等。
它是生命科学学院生物技术专业本科生的主干专业课程之一，它是生物工程（包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程）中最重要的课程，其它三大工程是建立在基因工程基础之上的，同时也为生物技术制药等后继学科奠定了重要的理论基础。
课程目标：设置本课程是为了让生物技术专业的学生理解和掌握基因工程的技术原理，通过本课程学习，掌握基因操作的工具酶，基因克隆常用载体，目的基因的分离与合成，重组体的构建，重组体向宿主细胞的导入，重组体克隆的筛选与鉴定以及克隆基因的表达，同时了解基因工程在生物学领域中的应用与发展前景。
对学生达到毕业要求贡献如下：1）了解基因工程学的历史、发展和前沿知识。
2）掌握基因工程学的基础理论、基本知识和基本技能；教学要求：学完基因工程学后，学生将具备以下能力：1）具有良好的自学能力；2）综合运用所掌握的基因工程学理论知识和技能、从事生物科学及其相关领域科学研究的能力。
4．本门课程与其它课程关系：先修课程为生物化学、微生物学、分子生物学、细胞学等，具备基础理论知识及实验能力是基因工程学课程的基础。
植物基因工程的一般步骤
植物基因工程的一般步骤一、目的基因的获取在植物基因工程中，首先需要获取目的基因。
目的基因是指那些对植物性状具有重要影响的基因，通过改变这些基因的表达或功能，可以实现植物的遗传改良。
目的基因的获取通常采用分子克隆技术，从植物基因文库或通过PCR等技术直接从植物组织中克隆目的基因。
二、植物表达载体的构建获取目的基因后，需要构建一个植物表达载体。
植物表达载体是一种将目的基因转移到植物细胞内的质粒或病毒载体，通常包括启动子、终止子等调控元件，以及选择标记基因等。
构建植物表达载体的目的是为了确保目的基因在植物细胞内的正确表达。
三、将目的基因导入植物细胞构建好植物表达载体后，需要将其导入到植物细胞中。
导入方法通常采用基因枪法、农杆菌转化法、花粉管通道法等。
这些方法各有优缺点，应根据目的基因和植物种类选择合适的方法。
四、目的基因整合到植物基因组中导入植物细胞后，目的基因需要整合到植物基因组中才能实现其功能。
这一过程通常需要采用分子生物学技术进行检测和鉴定，以确保目的基因已经正确地整合到植物基因组中。
五、目的基因的检测与鉴定为了确认目的基因是否已经表达以及表达水平如何，需要进行目的基因的检测与鉴定。
这一过程通常采用分子生物学技术，如PCR扩增、DNA测序、Northern blot、Western blot 等，对目的基因的表达进行检测和鉴定。
六、转基因植物的筛选与培育在目的基因成功整合到植物基因组中并表达后，需要筛选和培育转基因植物。
这一过程通常采用抗性筛选、分子检测等技术，对转基因植株进行多代选育，培育出遗传稳定性好、农艺性状优良的转基因植株。
七、转基因植物的遗传稳定性检测为了确保转基因植株的遗传稳定性，需要进行遗传稳定性检测。
这一过程包括对转基因植株的DNA进行多代跟踪分析，以评估目的基因的遗传稳定性及其对后代的影响。
八、转基因植物的安全性评估与环境释放在转基因植物培育成功后，需要进行安全性评估与环境释放。
植物生物技术-绪论
绪 论
1. 生物技术的定义
生物技术 (biotechnology) ，也称生物工程 (bioengineering) ，是指以现代生命科
学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础科学的科学原理 , 按照预先
的 设计改造生物体或加工生物原料 ,
为人类生
产出所需要的产品或达到某种目的 的一系列技术。
先进的工程技术：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质 工程 等 新 技 术
于生产，使水稻单产增长 20 -30 ，创造了农业奇迹
绪论
棉花杂种优势利用研究 利用人工去雄配制杂种 ( 中棉 29, 鲁棉 15, 南抗 3…)主 要利用 GMS ( 中棉 39, 南农早… )
杂交小麦的研究始于上世纪 50 年代。
1951 年日本首次导入异源细胞质获得普通小麦雄性麦雄性不
许多国家育成多种CMS 与光温敏不育系
20 世纪 80 年代初转基因 (Bt 等 ) 的应用与推广 。
新基因的分离 分子标记辅助选择育种
绪 论
二 植物生物技术的产生和发 展
绪
动物生物技
论
术
克隆羊：从一个细胞到一头 羊
绪 论
克隆羊 --- 多 利绪ຫໍສະໝຸດ 多利羊风论暴
英国爱丁堡罗斯林研究 所
伊恩•威尔穆特小组：
1996. 7
出生
1996. 11
绪
论
3.2 世界转基因作物发展的趋势
绪 2011 年全球商业转基因作物分布
论
美国 种植面积： 6900 万公顷 品种：玉米、大豆、棉花、油菜、甜 菜
、苜蓿、木瓜、南瓜
巴阿西 根廷种种植植面面积积：：30203000万万公公顷顷品品种种：：玉玉米米、、大大豆豆、、棉棉花
第十一章 远缘杂交育种
4. 生理接近法 常用的方法是在杂交前，将 亲本双方先嫁接成一体，通过接 穗和砧木间的营养交流，使差异 得到缓和，开花后再进行有性杂 交。如中国农业大学曾用黄瓜与 丝瓜进行属间杂交，没有成功， 但将黄瓜接穗先嫁接到丝瓜上， 然后再用丝瓜和黄瓜的混合花粉 给黄瓜授粉，获得了少量杂种。
5. 媒介法
利用亲缘关系与两亲本都较近的 第三个种作为桥梁，先与某一亲本杂 交产生杂种，然后用这个杂种再与另 一亲本杂交。“桥梁种”起到了性媒 介的作用，从而改善结实情况。
7. 化学药剂的应用 一般多用赤霉酸、萘乙酸、硼酸等 化学药剂，涂抹或喷洒处理母本雌蕊， 能促进花粉发芽和花粉管生长，有利于 杂交的成功。
A· Brown报道:用梨作母本去雄 G· 后授以苹果花粉，立即用40μl/Lβ-萘 乙酸处理花柱和子房基部，经24h后 再重复处理一次，获得的杂交果实平 均种子数为6.2个，与正常较的结籽率 相近; Stuatt等在百合科的远缘杂交 中，把生长素混入羊毛脂涂于母本花 柱基部，也取得了成功。
2．季节隔离 如生长在一起的银槭和红 槭并不发生杂交，因为红槭开 花时银槭花期己过。当人们把 早花的银械花粉保存起来给红 械授粉时，就很容易得到种间 杂种。
3．第三种最重要的生殖隔离 如把赤松亚属的花粉授到 红松亚属的雌花球上很难得到 种。本章将着重介绍存在不同 程度生殖隔离的远缘杂交特点 及如何克服各种障碍。使其在 园艺植物育种中发挥应有的作 用。
（3）· 射线处理法 山川邦夫 (1971)报道，用 γ射线辐射花粉或柱头，能克 服番茄的栽培种和野生种间杂 交的难交配性，如用γ射线处 理花粉授粉者获得了1.8%的杂 种，而用未经处理的花粉授粉 者，只获得0.19%的杂种。
（4）· 前或延迟授粉法 提 母本柱头对花粉的识别或 选择能力，一般在未成熟和过 熟时最低。所以，提早在开花 前1－5天或延迟到开花后数天 授粉，可提高远缘杂交结实率。
粮油加工带答案的题库第十一章
第十一章现代加工技术在粮油加工业中的应用一、填空题1. 粮油加工业主要的现代加工技术有、、、。
答案：生物技术、超临界流体萃取技术、微波技术、微胶囊技术、膜分离技术、挤压膨化技术2. 生物技术在粮油加工业的应用主要有、、、。
答案：酶法提油技术、酶法油脂改性技术、变性淀粉生产、微生物油脂生产、油饼脱毒、粮油原料品质改良3.酶法提取植物油工艺根据酶作用环境，酶法提油工艺分为、、。
答案：水酶提油工艺、溶剂水相酶法工艺、低水分酶工艺4.影响酶解提油因素主要有、、。
答案：油料破碎程度、酶的种类、浓度5.所谓油脂的酶法改性，就是利用有选择性地催化甘油三酯的分解或合成，从而有目的地改变油脂的结构和组成。
答案：脂肪酶6.脂肪酶根据其来源可分为、、。
答案：动物脂肪酶、植物脂肪酶、微生物脂肪酶7.脂肪酶在不同反应体系中，进行的反应有所不同，在水相体系中，脂肪酶能够催化反应，在无水或微水体系中则可催化反应。
答案：甘油三酯水解、酯化和酯交换8. 酶制剂在淀粉工业的新用途主要有、、。
答案：制造微孔淀粉、制备淀粉薄膜、制备醋酸酯淀粉9. 酶在焙烤工业中应用很多，在制造面包等糕点时常用的α-淀粉酶有、、。
答案：真菌α-淀粉酶、细菌α-淀粉酶及麦芽糖α-淀粉酶10.在微生物油脂的生产过程中，菌体的预处理是关键步骤之一，预处理方法主要有、、、。
答案：掺砂共磨法、与盐酸共煮法、菌种自析法、蛋白质溶剂变性法、反复冻融法、超声波破碎法11.常采用的微生物油脂提取方法有、、。
答案：酸热法、索氏提取法、超临界CO萃取法、有机溶剂法212.植物基因工程在粮油品质改良中的应用有、、。
答案：油脂改良、蛋白质改良、碳水化合物改良、其它营养成分的提高13.根据螺杆的相对位置双螺杆挤压机可分为、、。
答案：非啮合型、部分啮合型、全啮合型14. 分子蒸馏的原理是借助于在一定的温度和真空度下不同物质的分子差异实现液体混合物中轻重分子的分离。
答案：运动平均自由程15.微胶囊化方法大致分为三类、、。
《植物生物技术》教学大纲
《植物生物技术》教学大纲一、课堂教学大纲1、教学目的该课程系统地论述了植物生物技术的理论和方法，既介绍了基本知识，也反映了该领域的最新研究进展。
全课程共分三大部分：植物组织培养、植物基因工程和植物分子标记及应用。
要求学生全面系统地了解植物生物技术的发展过程和发展趋势；理解各部分的基本理论、原理和概念；融会贯通三大部分的内容，并能运用所学技术解决生产中的实际问题。
通过学习，使学生学习掌握现代生物技术知识的技能和方法，尤其要求学生具有将植物生物技术与传统方法相结合改良植物、培育新品种、设计高新技术产业的能力，提高学生综合分析问题，系统利用专业知识的综合素质。
2、教学内容第一章绪论（2学时）•生物技术的产生与发展•植物生物技术与农业革命•植物生物技术在未来农业生产中所起的作用第二章植物细胞培养实验室建设与操作技术（2学时）本章重点、难点：植物组织培养所涉及的基本概念；培养基的组成、特点和用途；植物组织培养实验室建设；无菌操作的原理与技术等。
•植物组织培养实验室建设•实验室的设置•主要仪器设备、用途和使用方法•无菌操作器械•培养基及其制备•培养基的成分组成•常用培养基及其特点•培养基的改良与效应分析•培养基的制备•植物组织培养离体操作技术•培养用品的清洗与洗涤液的使用•灭菌与消毒•无菌操作技术•无菌操作中应注意的事项第三章胚胎培养（2学时）本章重点、难点：胚培养、胚珠培养和胚乳培养的意义，在育种工作中的实用价值。
•胚培养•胚培养的意义和用途•胚培养的方法•影响胚培养效果的因素•培养条件下的胚发育•胚珠培养•胚珠培养的意义•胚珠培养操作技术•胚乳培养•胚乳培养的意义•影响胚乳培养效果的因素•植株再生•离体授精第四章植物愈伤组织的诱导与分化培养（2学时）本章重点、难点：愈伤组织诱导、继代、培养与分化的基本术语和概念；器官发生；体细胞胚胎发生与植株再生；促进细胞分化的方法手段。
•愈伤组织的诱导与继代培养•脱分化、再分化的概念•愈伤组织的诱导、时期划分，各时期愈伤组织的特征特性•继代培养及继代培养的意义•悬浮培养及其用途•愈伤组织分化与植株再生•器官发生与植株再生•体细胞胚胎发生与植株再生•体细胞胚胎发生过程•体细胞胚的概念与内涵•体细胞胚胎发生与器官发生的区别•影响体细胞胚胎发生的外部因素•影响体细胞胚胎发生的外部因素•影响体细胞胚胎发生的内在因素•试管苗的移栽与护理•试管苗与自然苗的生理区别•试管苗移栽时应注意的事项第五章体细胞无性系变异与植物改良（2学时）本章重点、难点：体细胞克隆变异产生的遗传基础；体细胞克隆变异的育种应用。
基因工程复习总结
思考题第二章分子克隆工具酶1简述基因工程研究用的工具酶的类型和作用特点。
2.说明限制性内切核酸酶命名原则（举例）。
3.限制内切核酸酶的星活性是指什么？在极端非标准条件下，限制酶能切割与识别序列相似的序列，这个改变的特殊性称星星活性。
星星活性是限制性内切酶的一般性质，任何一种限制酶在极端非标准条件下都能切割非典型位点。
引起星星活性的因素:甘油浓度高（>5%），酶过量（>100U/ml），离子强度低（<25 mmol/L），pH 值过高（>8.0），或是加了有机溶剂如DMSO（二甲基亚砜）、乙醇、乙二醇、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺，或是用其它2价阳离子如Mn2+、Cu2+、Co2+ 或Zn2+代替了Mg2+。
4.T4 DNA ligase 和 E.coli ligase 有什么异同？5.连接酶的反应温度如何选择，为什么？连接酶最适的反应温度应是37℃，但在这一温度下粘性末端的氢键结合不稳定，因此连接反应常采用的最佳温度一般在4-16℃间，通常多选用12-16℃ 30分钟到16小时。
6.什么是Klenow酶？有什么作用？Klenow DNA聚合酶是从全酶中除去5′―3′外切活性的肽段后的大片段肽段，而聚合活性和 3′―5′外切活性不受影响。
也称为Klenow片段（Klenow frgment），或 E.coli DNA 聚合酶Ⅰ大片段（E.coli DNA polymeraseⅠlarge fragment）。
它也可以通过基因工程得到，分子量为76 kDa。
由于没有5′―3′外切活性，使用范围进一步扩大。
①补平3′凹端，如果使用带标记的dNTP，则可对DNA进行末端标记。
②抹平DNA3′凸端在3′―5′外切活性③通过置换反应对DNA进行末端标记④在cDNA克隆中合成第二链⑤随机引物标记⑥在体外诱变中，用于从单链模板合成双链DNA···7.如何利用工具酶来研究某一个基因内含子的存在？···8.哪些工具酶可以用于探针标记？T4 DNA聚合酶的替代合成法标记DNA探针。
第十一章基因工程和基因组学参考答案
第⼗⼀章基因⼯程和基因组学参考答案第⼗⼀章基因⼯程和基因组学参考答案1．什么是遗传⼯程？它在理论上和实践上有什么意义？答：遗传⼯程是将分⼦遗传学的理论与技术相结合，⽤来改造、创建动物和植物新品种、⼯业化⽣产⽣物产品、诊断和治疗⼈类遗传疾病的⼀个新领域。
⼴义的遗传⼯程包括细胞⼯程、染⾊体⼯程、基因⼯程、细胞器⼯程等。
狭义的遗传⼯程即是通常讲的基因⼯程。
本章只涉及狭义的遗传⼯程，即基因⼯程。
理论意义：遗传⼯程（基因⼯程）中的DNA重组主要是创造⾃然界中没有的DNA分⼦的新组合，这种重组不同于精典遗传学中经过遗传交换产⽣的重组。
实践意义：遗传⼯程（基因⼯程）技术的建⽴，使所有实验⽣物学领域产⽣巨⼤的变⾰。
在⼯⼚化⽣产药品、疫苗和⾷品；诊断和治疗遗传疾病；培养转基因动植物等⽅⾯都有⾮常重⼤的意义，即基因⼯程技术已⼴泛⽤于⼯业、农业、畜牧业、医学、法学等领域，为⼈类创造了巨⼤的财富。
（详见第10题）。
2．简述基因⼯程的施⼯步骤。
答：基因⼯程的施⼯由以下这些步骤：⑴.从细胞和组织中分离DNA；⑵.利⽤能识别特异DNA序列的限制性核酸内切酶酶切DNA分⼦，制备DNA⽚段；⑶.将酶切的DNA⽚段与载体DNA（载体能在宿主细胞内⾃我复制连接），构建重组DNA分⼦；⑷.将重组DNA分⼦导⼊宿主细胞，在细胞内复制，产⽣多个完全相同的拷贝，即克隆；⑸.重组DNA随宿主细胞分裂⽽分配到⼦细胞，使⼦代群体细胞均具有重组DNA分⼦的拷贝；⑹.从宿主细胞中回收、纯化和分析克隆的重组DNA分⼦；⑺.使克隆的DNA进⼀步转录成mRNA、翻译成蛋⽩质，分离、鉴定基因产物。
3．说明在DNA克隆中，以下材料起什么作⽤。
(1)载体；(2)限制性核酸内切酶；(3)连接酶；(4)宿主细胞；(5)氯化钠答：⑴. 载体：经限制性酶酶切后形成的DNA⽚段或基因，不能直接进⼊宿主细胞进⾏克隆。
⼀个DNA⽚段只有与适合的载体DNA连接构成重组DNA后，在载体DNA的运载下，才可以⾼效地进⼊宿主细胞，并在其中复制、扩增、克隆出多个拷贝。
第十一章生物技术与工程课时4动物细胞工程-2025年高考生物备考教案
课时4动物细胞工程课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。
动物细胞培养是动物细胞工程的基础；2.阐明动物细胞核移植一般是将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程；3.阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程；4.概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术；5.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值动物细胞培养和干细胞的应用2023：辽宁T7、海南T7、湖南T21（4）；2022：海南T20（1）（3）（4）、湖北T7、江苏T14；2021：湖南T22（2）、重庆T5、浙江1月T18；2020：江苏T231.生命观念——深入理解动物细胞核移植和克隆技术，理解生命的发生、发展过程。
2.科学思维——分析动物细胞培养的条件、细胞融合和单克隆抗体制备的原理，形成科学思维的习惯。
3.科学探究——通过动物细胞培养操作，培养科学探究能力。
4.社会责任——了解生物工程技术在生产上的应用，认同生物技术对社会发展的影响，承担应有的社会责任动物细胞融合技术和单克隆抗体2023：北京T12、湖北T22（1）（2）（3）；2022：浙江1月T29（二）（3）、辽宁T24Ⅱ、江苏T19、山东T15；2021：山东T15；2020：江苏T28（4）、全国ⅠT38；2019：江苏T23动物体细胞核移植技术和克隆动物2023：天津T7；2021：辽宁T13、湖南T22（3）；2020：天津T1命题分析预测1.高考对本部分的考查常以生产或科研实践为情境，也可以图为载体，主要考查动物细胞培养、动植物细胞融合的异同、单克隆抗体的制备等，既有选择题，也有非选择题。
2.预计2025年高考仍可能延续往年的考查形式及特点，与基因工程、胚胎工程等其他知识相结合进行命题考点1动物细胞培养和干细胞的应用学生用书P3331.动物细胞培养（1）动物细胞培养的原理、条件和过程辨析细胞贴壁和接触抑制（1）细胞贴壁是指体外培养的细胞贴附在培养瓶的瓶壁上生长的现象；接触抑制是指当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖的现象。
《植物基因工程》课件
REPORTING
抗虫抗病基因工程
抗虫基因工程
通过将抗虫基因导入植物，培育出具有抗虫性能的转基因植物，有效抵抗害虫的侵害，减少农药使用 ，保护生态环境。
抗病基因工程
通过导入抗病基因，提高植物对病原菌的抗性，降低植物病害的发生率，保障农作物产量和品质。
抗逆境基因工程
抗旱基因工程
转录因子调控
利用转录因子对目的基因进行表达调控，提高或降低基因的表达水平。
基因编辑技术
基因敲除
通过基因编辑技术，将目的基因从植 物染色体上删除或破坏，以实现功能 丧失或降低表达。
基因定点编辑
通过CRISPR-Cas9等基因编辑技术， 对目的基因进行定点突变、插入或缺 失，以实现功能获得或改变。
PART 03
的商业化应用开始。
目前，植物基因工程已经广泛应 用于农业、林业、园艺等领域， 为人类提供了大量的转基因作物
。
植物基因工程的应用领域
提高农作物的产量和品质
通过导入外源基因，改良植物的生长 发育和代谢过程，提高农作物的产量 和品质。
增强植物抗逆性
通过改变植物的抗病、抗虫、抗旱、 抗寒等性状，提高植物在逆境条件下 的生存能力。
合成生物学
合成生物学结合了基因工程和系统生 物学，未来可能实现定制化合成植物 基因组，为植物育种和改良提供新的 途径。
基因工程面临的ห้องสมุดไป่ตู้理和环境问题
伦理问题
基因工程技术的广泛应用可能对传统农业和 生态环境造成影响，引发关于人类干预自然 进程的伦理争议。
环境风险
转基因作物的种植可能对非目标生物和生态 环境产生不良影响，如基因漂移、生态失衡
通过基因工程手段增强植物的碳汇能力，为 减缓全球气候变暖做出贡献。
2025高考生物备考教案：第十一章 生物技术与工程 课时7 基因工程的应用与蛋白质工程
课时7基因工程的应用与蛋白质工程1.基因工程的应用2.蛋白质工程3.蛋白质工程与基因工程的比较项目蛋白质工程基因工程区别起点预期的蛋白质功能目的基因实质人工控制下的[11]基因突变基因重组结果生产自然界中没有的蛋白质生产自然界中已有的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程基础自测1.外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快。
（√）2.干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白，在临床上被广泛应用。
（√）3.利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中。
（×）提示培养动物乳腺生物反应器时，应将目的基因导入受精卵而非导入乳腺细胞中。
4.用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类一般称为基因工程菌。
（√）5.蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过改造或合成基因来完成，而不直接改造蛋白质。
（√）深度思考1.某些转基因药物只在雌性动物的乳腺细胞表达的原因是什么？提示将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，让药用蛋白基因只在乳腺细胞中选择性表达。
2.为什么蛋白质工程的操作对象是基因而不是蛋白质？提示因为任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，基因是遗传信息结构与功能的基本单位，改造了基因就可以通过基因的信息传递进而改造蛋白质。
如果直接对蛋白质进行改造，即使改造成功，被改造的蛋白质也无法遗传。
命题点1结合实例考查基因工程的应用1.[2022广东，12分]“绿水逶迤去，青山相向开。
”大力发展低碳经济已成为全社会的共识。
基于某些梭菌的特殊代谢能力，有研究者以某些工业废气（含CO2等一碳温室气体，多来自高污染排放企业）为原料，通过厌氧发酵生产丙酮，构建一种生产高附加值化工产品的新技术。
回答下列问题：（1）研究者针对每个需要扩增的酶基因（如图）设计一对引物，利用PCR技术，在优化反应条件后扩增得到目标酶基因。
第十一章遗传物质的分子基础ppt课件
生物科学基础研究的重要手段
➢基因结构的重叠现象和不连续性 ➢mRNA的剪辑 ➢转座因子 ➢基因表达的调控 ➢生物与环境信号的识别 ➢癌变机理
改良植物
➢ 抗虫植物 ➢ 抗除草剂植物 ➢ 1996年开始转基因作物投入生产 ➢ 2003年，抗虫作物 1000万hm2
➢ 根据待选基因相关信息 确定筛选方法和条件。
➢ 最常用的方法是利用一段核苷酸序列作探针，用 放射性同位素或非放射性同位素标记探针，筛选 基因库
DNA探针（probe）
➢ 探针是一段能够与待选目的基因互补的核酸序列 ➢ DNA、cDNA、寡聚核苷酸 ➢ 单链、双链 ➢ 同位素标记、荧光标记、颜色标记
测序 自动测序仪 功能分析 预测软件
(二)聚合酶链式反应(PCR)扩增基因
➢ 利用PCR方法可以在数小时内使目的DNA 片段扩增到数百万个拷贝。
➢ 基本原理： 根据待扩增基因的部分序列合成成对引
物，在体外合成两个引物之间的DNA序 列。
聚合酶链式反应 (PCR，polymerase chain reaction)
抗除草剂作物 5000万hm2 ➢ 美国转基因棉花 80％；全球 50％ ➢ 我国进口的大豆绝大部分是转基因大豆
改良动物
比转基因植物发展慢 原因：涉及社会伦理和宗教问题 在技术上动物细胞的再生能力 克隆羊Dolly 转基因鱼是比较成功的
将重组DNA导入受体合子细胞核中，借 助于
➢使用与切割载体相同的限制酶，将供体 生物的基因组DNA切割成许多片段
➢将所有片段连接到载体上，构成一个重 组DNA群体
➢这个群 以mRNA为模板，经反转录酶合成互补
第十一章 园林植物的品种退化和良种繁育
何混杂都应避免。 采种：专人负责及时采收； 晒种：晒种时各品种应间隔一定距离； 播种育苗：相似品种间隔种植；播种和定植地
应该合理轮作，以免隔年种子萌发造成混杂。 移苗：必须严格注意去杂和插牌并画下移植定
植图。
园林植物良种繁育的主要任务：
1、在保证质量的前提下迅速扩大良种数量； 2、保持并不断提高良种种性，恢复已退化的
优良品种；
3、保持并不断提高良种的生活力。
二、品种退化的概念及其原因
（一）概念： 观赏植物原有的优良品质削弱的过程和表现。 造成观赏植物品种退化的原因： 基因劣变； 基因频率和基因型频率发生改变； 病虫害侵染； 繁殖方法不当； 栽培方法不当。
2、生物学混杂：
生物学混杂，是指由于品种间或种间 发生一定程度的天然杂交，造成一个品种 的遗传组成上混入了另一些品种的遗传基 础。在园林植物中发生生物学混杂后，表 现出花型紊乱，花期不一，高度不整齐。 花色混杂，甚至各种极劣的单株都会产生。
生物学混杂在异交植物与常异交植物 的品种间或种间最易发生。自花授粉的植 物中也间有发生。
第一是在离体培养的花药中，花粉经过类似 胚胎发育的过程直接形成单倍体植物，如烟草、 曼陀罗等。
第二是在离体培养的花药中，花粉形成愈 伤组织，再从愈伤组织分化出单倍体植株。
（2）花药的接种
接种前的准备工作
接种和培养花药是在无菌条件下进行的， 所用的一切用具必须彻底灭菌。
花粉发育时期的鉴定
适宜的花粉发育时期对于提高花粉诱导愈 伤组织分化的频率是很重要的，为此，进行花 药培养前，要用显微镜进行花粉发育时期的鉴 定。
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染色体的多倍体性
很多高等植物拥有比人类更大的基因组，并以多倍体的形式存在。 大约三分之二的禾本科植物呈多倍体型，其染色体数目范围从24至144 不等。这种多倍体植物在组织培养过程中呈现出较高的遗传不稳定性， 导致体细胞变异。
9 高等植物基因工程
B 高等植物基因工程的基本概念
高等植物基因工程
高等植物转基因技术
共整合转化程序
多克隆位点
大肠杆菌质粒 农杆菌筛选标记
大肠杆菌筛选标记
重组-DNA区同源整合
农杆菌
大肠杆菌
感染植物根部细胞
T-DNA区整合在植物细胞基因组上
二元整合转化程序
将外源基因克隆在大 肠杆菌-农杆菌穿梭 质粒的T-DNA区内；
重组质粒直接转化农 杆菌株，该菌株携带 只含vir区不含T-DNA 区的Ti辅助质粒；
除去T-DNA上的有机碱生物合成基因（tmt）；因为有机碱的合成 大量消耗精氨酸和谷氨酸，影响植物细胞的生长；
除去 Ti 质粒上的其它非必需序列，最大限度地缩短载体的长度； 安装大肠杆菌复制子，使其能在大肠杆菌中复制，以利于克隆操作；
安装植物细胞的筛选标记，如 neor 基因，使用植物基因的启动子 和polyA化信号序列； 安装多聚人工接头以利于外源基因的克隆。
乙酰丁香酸 根瘤菌细胞
植物根部 羟基乙酰丁香酸 Ti 质粒 单链 T-DNA
植物细胞
Ti 质粒的结构与功能
T-DNA的染色体整合机制
表达
特异性核酸内切酶
在LB和RB的第三和第四个碱基之间切开 单链T-DNA整合在植物的基因组上
Ti 质粒的结构与功能
T-DNA的染色体整合机制
Ti 质粒的改造
除去T-DNA上的生长素（tms）和分裂素（tmr）生物合成基因，因 为大量的生长素和分裂素会抑止细胞再生长为整株植物；
9 高等植物基因工程
C 高等植物的基因转移系统
Ti 质粒介导的整合转化程序 植物病毒介导的转染程序 植物细胞的直接转化程序 植物原生质体的再生程序
Ti 质粒介导的整合转化程序
Ti 质粒的结构与功能
几乎所有的双子叶植物尤其是豆科类植物的根部常常会形成 根瘤，这是由于植物根部被一种革兰氏阴性土壤杆菌农杆根瘤菌 （A.tumefaciens）感染所致，其致瘤特性是由该菌细胞内的野生 型质粒 Ti（Tumor-inducing）介导的。
LB
RB
T-DNA
Vir 区
Ti plasmid
Opine 代代谢谢区 区
复复制制起起始区始 区
Ti 质粒的结构与功能
Ti 质粒致瘤的分子机制
损伤的植物根部会分泌出乙酰 丁香酸和羟基乙酰丁香酸，它 们能诱导Ti质粒上的vir基因以 及根瘤菌染色体上的一个操纵 子表达。vir基因产物将Ti质粒 上的T-DNA单链切下，而根瘤 菌染色体上的操纵子表达产物 则与单链T-DNA结合形成复合 物，后者转化植物根部细胞。
Ti 质粒的结构与功能
Ti 质粒的图谱 整个质粒 160 - 240 kb 其中 T-DNA 12 - 24 kb tms 的编码产物负责：
合成吲哚乙酸 tmr 的编码产物负责：
合成植物分裂素 tmt 的编码产物负责：
合成氨基酸衍生物 冠瘿碱
( tms ) ( tmr ) ( tmt ) iaa H iaa M ipt Z Auxin Cytokinin Opine
大多数高等植物具有自我授精的遗传特征，通常能产生大量 的后代；而且借助于如风、重力、昆虫传播等自然条件，授精范 围广、速度快、效率高。因此，即便是频率极低的基因突变和重 组事件，其遗传后果也易被观察。
整株植物的再生性
植物损伤后，会在伤口长出一块软组织，称为愈伤组织。如果将一 小片鲜嫩的愈伤组织取下，放在含有合适营养和植物生长激素的组织培 养基中，则这些细胞便会持续生长并分裂成悬浮液。将这些细胞涂在特 定的固体培养基上，就会长成新的幼芽，并且这些愈伤组织重新分化成 为叶、根、茎，最终成为整株开花植物。
以上述重组农杆菌感 染植物细胞。
外源基因
植物细胞筛选标记 Kmr
LB
T-DNA
RB
大肠杆菌-农杆菌穿梭质粒
农杆菌ori
大肠杆菌筛选标记
大肠杆菌ori
农杆菌筛选标记
植物病毒介导的转染程序
随着植物病毒分子生物学及遗传学研究的不断深入，用病毒基因 组作为载体转化植物细胞日益受到人们的重视，因为病毒载体能将外 源基因导入植物的所有组织和细胞中，而且不受单子叶或双子叶的限 制。
在大约300种特征清楚的植物病毒中，单链RNA病毒约占91%， 双链RNA病毒、双链DNA病毒、单链DNA病毒各占3%。利用植物病 毒载体转化植物细胞大致有以下两种战略：
愈伤组织的细胞分化取决于植物生长素（Auxins）和分裂素（ Cytokinins）的相对浓度。生长素与分裂素之比高，则根部发育；生长素 与分裂素之比低，则茎部发育。
整株植物的再生性
植物细胞通常不能有效地吸收外源DNA，因为它们具有纤维素构成 的细胞壁。可用纤维素酶处理植物细胞壁，形成原生质体，待吸收DNA 分子后，经过再生，再通过愈伤组织形成培育出整株植物。这项技术有 一定的局限性，即大多数单子叶农作物（如谷类作物）很难从原生质再 生出完整细胞。
高等植物细胞基因表达技术
转基因植株 农作物遗传性状改良
植物工程细胞
蛋白多肽物质大规模生产 小分子化合物大规模生产
高等植物基因工程的发展历程
1983 年 美国和比利时科学家首次将外源基因导入烟草和胡萝卜 1994 年 世界上第一种耐储藏的番茄在美国批准上市 1995 年 转基因的抗虫、抗除草剂的玉米和棉花在美国投入生产 2000 年 美国转基因大豆的种植面积首次超过普通大豆 迄今为止 世界上共批准了12种作物、6大类性状的48个转基因品种 进行商业化生产，其中包括水稻、玉米、马铃薯、小麦、黑麦、红 薯、大豆、豌豆、棉花、向日葵、油菜、亚麻、甜菜、甘草、卷心 菜、番茄、生菜、胡萝卜、黄瓜、芦笋、苜蓿、草莓、木瓜、猕猴 桃、越橘、茄子、梨、苹果、葡萄等。
9 高等植物基因工程
A 高等植物的遗传学特征
植物的基本特征 遗传操作的简易性 整株植物的再生性 染色体的多倍体性
植物的基本特征
植物
低等植物
无根、茎、叶等分化器官 合子不经胚直接发育为个体 藻类 地衣
高等植物
含根、茎、叶、花、果分化器官 合子经胚再发育为个体 苔藓门 蕨类门 裸子门 被子门
遗传操作的简易性