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生物选矿技术第三章新

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选矿药剂第3章 硫化矿捕收剂

选矿药剂第3章 硫化矿捕收剂


120~140℃
2
+ H 2S
生产丁铵黑药时，先合成二丁基二硫代磷酸（丁基黑药）， 再用氨中和则成丁铵黑药，用氢氧化钠中和则成丁钠黑药。 4CH3CH2CH2CH2OH+P2S5 70~80 ℃ 2(CH3CH2CH2CH2O) 2PSSH+H2S (CH3CH2CH2CH2O)2PSSH+NH3 石油醚 (CH3CH2CH2CH2O)2PSSNH4
中南大学资源加工与生物工程学院
黄药类捕收剂工业运用实例1
以丁基黄药为捕收剂-铜绿山浮选工业流程
含铜原矿
药剂用量：g/t 磨矿 -200目 67% 硫化钠 800 丁基黄药 345 铜矿 2#油 39 粗选 硫化钠 100 丁基黄药 30 2#油 13 铜矿 扫选
铜矿 精选
铜精矿
尾矿
中南大学资源加工与生物工程学院
R是芳基时称酚黑药，R是烷基时称醇黑药。酸式黑药用 氨中和成铵黑药，用氢氧化钠中和成钠黑药，因此通式 中的Me可以代表Na+或NH4+。
中南大学资源加工与生物工程学院
黑药的制法
用醇或酚与五硫化二磷作用得黑药， 例如，甲酚黑药的制法如下：
H3C O P H3C O SH S
4 H3C
OH + P2S5
黄药类捕收剂工业运用实例2
以Y89为捕收剂-冬瓜山铜矿浮选工业流程
硫化铜原矿
药剂用量：g/t 磨矿 -200目 65% Y-89 160 2#油 100 铜矿 粗选 Y-89 30 铜矿 精选 2#油 10 铜矿 扫选
尾矿
中南大学资源加工与生物工程学院
3.1 黄药及其衍生物
二、双黄药 双黄药是黄药的氧化产物，文献上亦有称为 复黄药、二黄素、二黄原、二硫化物等。 其通式为：
苏教版高中生物学选择性必修3生物学技术与工程精品课件 第三章第一节 第3课时 基因工程的基本操作程序

苏教版高中生物学选择性必修3生物学技术与工程精品课件 第三章第一节 第3课时 基因工程的基本操作程序


Ca2+处理细胞
感受态 细胞―→感受态细胞和重组的 基因表达载
体 混合 转化后的细胞
带有目的基因的微生物。
旁栏边角 想一想 将目的基因导入微生物细胞时,与大肠杆菌细胞相比,酵母菌细胞有哪些 优势? 提示 大肠杆菌和酵母菌在基因工程中都可以作为受体细胞,但又有所不同。 大肠杆菌为原核细胞,而酵母菌为真核细胞(具有多种细胞器),所以在生产 需要加工和分泌的蛋白质时,酵母菌比大肠杆菌有优势。
主题二 基因表达载体的构建
情境探究
下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中箭头表示相
关限制酶的酶切位点。请回答下列问题。
限制酶
BamHⅠ
Hind Ⅲ
EcoRⅠ
SmaⅠ
识别序列及切割 位点
图1
图2
1.构建基因表达载体时,能否用SmaⅠ酶切割质粒?为什么? 提示 不能;因为SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因。质粒上的抗性基因是标记 基因,便于重组DNA分子的筛选,若被破坏,无法进一步筛选。 2.与只使用EcoRⅠ相比较,使用BamHⅠ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质 粒、外源DNA的优点是什么? 提示 可以防止质粒和目的基因的自身环化以及目的基因与载体的反向连 接。 3.用合适的限制酶切割完质粒和含目的基因的DNA片段后,怎样处理才能 将目的基因和质粒重组在一起? 提示 用DNA连接酶处理酶切产物。
方法突破 1.基因表达载体的构建过程
2.限制酶的选择要求
(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类。
(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类。
(3)“单酶切法”和“双酶分别切割法”均能成功构建基因表达载体。 ①与“单酶切法”相比,“双酶分别切割法”不要求载体和目的基因两侧具有 同一种限制酶的识别序列,只要两种限制酶切割后形成的黏性末端是互补 (相同)的即可,具有一定程度的灵活性。 ②“单酶切法”和“双酶分别切割法”都不能避免载体和目的基因的自身环 化,也都不能避免载体与目的基因的反向连接。
生物选矿技术概论

生物选矿技术概论


最佳生长温度60-85℃，多为古细菌，主要包括硫化叶菌属。为兼性化能自 养菌、嗜酸、极端嗜热，可氧化亚铁和元素硫。
2.3 生物选矿微生物的一般性特征
目前所研究的与选矿有关的微生物都具有几个共同的生理特征: （1）营养类型一般属于化能无机自养型，以CO2为碳源。尽管主要的微生物之 间对二氧化碳的固定效率存在着差异，但它们都能固定CO2 。只不过固定效率 较低的种类往往需要较高浓度的CO2或少量的酵母提取物才能迅速地生长。 （2）能够利用亚铁离子或还原性无机硫(或二者都能利用)作为电子供体，一般 以O2为电子受体；尽管某些采矿微生物能够使用Fe3+(并不是氧气)作为电子受 体，但它们通常在氧气充足的条件下生长得更好。
3.2 微生物堆浸
◆微生物堆浸通常利用斜坡地形，把低品位矿石堆积在矿坑外，从底部开始 以阶梯形式堆积起来，并整平其上部（一般6-10m高）。从上部喷射含菌浸 出液，在低处建集液池收集浸出液。随着浸出的进行，浸出矿物的金属离子 含量逐渐下降，此时在上部重新设置堆积层继续进行浸出。 ◆ 为提高浸出后的浸出液的集水率，堆积场的地表要具有不透水物选矿用微生物
微生物浸矿工艺
目 录
CONTENTS
2 3 4
微生物浸出的实际应用
一、生物选矿的概念
生物选矿是指利用微生物的催化氧化作用，将矿物中有价金属以离
子形式溶解到浸出液中，再通过离子交换、电解沉积、溶剂萃取等方法加
以回收有价金属；或将矿物中某些元素溶解并除去的技术，也称为生物浸 出或生物冶金，是矿冶工程和现代生物科学交叉结合形成的一门新型学科。
生成的Fe2(SO4 )3是强氧化剂和溶剂，可溶解矿石。如溶解铜矿(CuS)， 从中浸出铜元素。 CuS+ Fe2(SO4 )3 → CuSO4 + 2FeSO4 + S 溶出的CuSO4 液再加入铁屑、废铁等便可将铜置换出来。生成的FeSO4 和S还可在这类细菌作用下再次氧化成H2SO4和Fe2SO4，而循环使用。
高中生物选择性必修三 第3章 第3节 基因工程的应用

高中生物选择性必修三 第3章 第3节 基因工程的应用

第3节 基因工程的应用
学习目标
1.举例说明基因工程在农牧业、医药卫生及食品工业 的应用。 2.举例说出日常生活中的转基因产品,理性看待基因工 程给我们的生产和生活带来的影响。
一、基因工程在农牧业方面的应用 1.转基因抗虫植物 (1)方法:从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因,将其导入作物 中。 (2)成果:转基因抗虫棉花、玉米、水稻等。 (3)意义:减少化学杀虫剂的使用,降低生产成本,减少环境污染。 2.转基因抗病植物 (1)方法:将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中。 (2)成果:转基因抗病毒甜椒、番木瓜等。 (3)意义:能获得用常规育种方法很难培育出的抗病的新品种。
答案D 解析萤火虫与烟草的遗传物质都是双链DNA,这是完成基因重组的 基础,①正确;自然界的所有生物几乎都共用一套遗传密码,②正确; 萤火虫的荧光素基因导入烟草细胞使得该转基因植株通体光亮,可 见荧光素基因在该植株中成功表达,即烟草体内合成了荧光素,③ 正确;萤火虫与烟草细胞合成蛋白质的方式基本相同,都是以mRNA 为模板,在核糖体上,经氨基酸脱水缩合形成蛋白质,④正确。
探究点一
探究点二
答案C 解析重组质粒形成后需要通过农杆菌转化法等方法导入棉花的叶 肉细胞;如果抗虫基因导入棉花叶肉细胞的细胞质中,转基因棉花 的花粉中不含该基因,如果导入细胞核基因中,该转基因植株相当 于杂合子,后代会发生性状分离;抗虫棉的选择作用使具有抗性突 变的棉铃虫生存下来,经过长时间积累,棉铃虫的抗性会增强。
2.科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞并获得高水平 的表达。长成的烟草植株通体光亮,堪称自然界的奇迹。这一研究 成果表明( ) ①萤火虫与烟草的DNA结构基本相同 ②萤火虫与烟草共用一套遗传密码 ③烟草体内合成了荧光素 ④萤火虫和烟草合成蛋白质的方式基本相同 A.①③ B.②③ C.①④ D.①②③④
北师版高中生物学选择性必修3生物学技术与工程精品课件 第3章 第三节 第2课时 胚胎工程的技术手段

北师版高中生物学选择性必修3生物学技术与工程精品课件 第3章 第三节 第2课时 胚胎工程的技术手段


2.将表达载体导入植物细胞的方法 (1)花粉管通道法 ①概念:在授粉后向植物子房中注射含有目的基因的DNA溶液,利用植物 在开花、受精过程中形成的花粉管通道,将外源DNA导入受精卵细胞,并 进一步整合到受体细胞的基因组中,受精卵最终发育成为带有目的基因的 新个体。 ②具体操作方法有微注射法、柱头滴加法、花粉粒携带法、子房注入法 等。
【变式训练】 (不定项选择题)图Z3-3-6是将人生长激素基因导入细菌B制造“工程菌”的 示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因。下列说法 正确的是( )。
图Z3-3-6
A.将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法 B.将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上,能生长的 包括导入了重组质粒的细菌和导入了质粒A的细菌 C.将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上,能生长的只是 导入了质粒A的细菌 D.该过程选用的受体细胞可以是含质粒A的细菌 答案:BC
(4)第四步检测 如果目的基因的表达产物具有明显的表型性状,还要根据目标性状的有无 来判断目的基因是否表达。 2.受体细胞为原核细胞时的检测 (1)表达载体导入受体细胞后,表达载体独立于DNA分子之外,检测时只需 提取质粒直接进行限制性内切核酸酶酶切,测序即可。 (2)检测目的基因是否转录、翻译出目的蛋白时,只需从受体细胞或培养液 中提取蛋白质,进行电泳分离,然后再利用相应抗体进行检测。
2.当受体细胞是真核生物细胞时,目的基因的表达及产物的检测鉴定,主要 从哪些方面进行? 提示:(1)检测目的基因是否整合到了受体细胞的基因组上,经常采用的方 法是PCR检测或分子杂交检测。 (2)检测目的基因是否转录出mRNA,通常进行PCR或RNA的分子杂交检测。 (3)检测目的基因最终能否翻译出有功能的蛋白质,可利用目的蛋白的抗体 进行检测。 (4)检测目的基因是否表达还可根据目标性状的有无来判断。
2024-2025学年高中生物第一单元生物技术与生物工程第3章第2节良种化胚胎工程教案中图版选修3

2024-2025学年高中生物第一单元生物技术与生物工程第3章第2节良种化胚胎工程教案中图版选修3

5.及时将作业反馈给学生，以促进学生的学习进步。
d.小组讨论：将学生分成小组，让他们针对具体的生物技术应用实例进行讨论，培养学生的合作精神和批判性思维。
3.确定教学媒体和资源的使用：为了提高教学效果，本节课将利用多种教学媒体和资源。首先，使用PPT展示生物技术的基本概念和原理，以直观的方式呈现知识。其次，播放与生物技术相关的视频，如基因编辑技术的原理和应用等，以帮助学生更好地理解知识。此外，还将利用在线工具，如基因编辑软件等，让学生亲身体验生物技术的操作过程。同时，提供相关的阅读材料和学术文章，以便学生进行深入的阅读和思考。最后，利用网络资源，如生物技术相关的网站、论坛等，让学生了解生物技术领域的最新动态，拓宽视野。
-《生物技术实验指导》：该书提供了丰富的生物技术实验操作指导，包括实验原理、步骤和结果分析等，有助于学生动手能力的培养。
期刊论文：
- "The impact of assisted reproductive technologies on human health and society"：这篇论文讨论了辅助生殖技术对人类健康和社会的影响，包括伦理和法律问题，适合讨论课堂上的伦理问题。
生物技术应用案例分析：
-学生可以选取一个生物技术应用实例，如基因编辑技术治疗遗传病，进行深入分析。
-学生可以从网络资源中找到相关的论文和研究，了解该技术的原理、应用和伦理问题。
生物技术伦理讨论：
-学生可以组织一次生物技术伦理讨论会，就某个生物技术应用的伦理问题进行深入讨论。
-学生可以参考《The impact of assisted reproductive technologies on human health and society》和《Gene editing in human embryos: a review of current research and ethical considerations》等论文，了解生物技术应用的伦理问题。
高中生物选择性必修三 第3章 第1节 重组DNA技术的基本工具

高中生物选择性必修三 第3章 第1节 重组DNA技术的基本工具

桑格等发明DNA序列分析的方法。DNA合成仪的问世为体 1977 外合成DNA提供了方便 1982 第一个基因工程药物——重组人胰岛素被批准上市
科学家采用农杆菌转化法培养出第一例转基因烟草,此后,基 1983 因工程进入迅速发展阶段 1985 穆里斯等人发明PCR,为获取目的基因提供了有效手段
预习反馈 1.判断正误。 (1)通过基因工程产生的变异是不定向的。( × ) 分析该变异类型按人们的意愿进行,是定向的。 (2)通过基因工程改造成的生物为新物种。( × ) 分析通过基因工程改造成的生物,产生了新的性状,该生物与原来 的生物之间不存在生殖隔离,不属于新物种。 (3)基因工程育种与杂交育种相比的优点是打破了生殖隔离。( √ )
探究点一
探究点二
请讨论回答下列问题。
1.转基因抗虫棉是通过基因工程技术培育的,请完善下表,以准确把
握基因工程的概念。
别 名 重组DNA技术 操作环境 生物体外
操作对象
操作水平 DNA分子水平 原理
结果
创造出人类需要的新的生物类型和生物产品, 生物性状
答案基因 基因重组 定向改变
探究点一
探究点二
2.不同生物的DNA分子能拼接起来的原因是什么? 提示(1)不同生物的DNA分子的基本组成单位都是4种脱氧核苷 酸;(2)不同生物的双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结 构;(3)不同生物的DNA碱基对均遵循严格的“碱基互补配对原则”。 3.外源基因能够在受体内表达,并使受体表现出相应的性状,为什么? 提示(1)基因是控制生物体性状的结构和功能的基本单位,具有相对 独立性;(2)遗传信息的传递都遵循中心法则;(3)生物界共用一套遗 传密码。
4.重组DNA分子的模拟操作
(1)材料用具:剪刀代表EcoRⅠ(限制酶),透明胶条代表DNA连接酶。
2024-2025学年高中生物第一单元生物技术与生物工程第3章第2节良种化胚胎工程教案中图版选修3

2024-2025学年高中生物第一单元生物技术与生物工程第3章第2节良种化胚胎工程教案中图版选修3

3. 良种化胚胎工程案例分析（20分钟）
目标：通过具体案例，让学生深入了解良种化胚胎工程的特性和重要性。
过程：
选择几个典型的良种化胚胎工程案例进行分析。
详细介绍每个案例的背景、操作过程和成果，让学生全面了解良种化胚胎工程的多样性。
引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用良种化胚胎工程解决实际问题。
教学过程设计
1. 导入新课（5分钟）
目标：引起学生对良种化胚胎工程的兴趣，激发其探索欲望。
过程：
开场提问：“你们知道良种化胚胎工程是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”
展示一些关于良种化胚胎工程的图片或视频片段，让学生初步感受其魅力和特点。
简短介绍良种化胚胎工程的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。
3. 增强学生团队合作意识，通过讨论与分析，提高交流与合作能力；
4. 激发学生对生物技术发展的关注，培养创新意识和科学精神。
学情分析
本节课面向的是高中学生，他们已经具备了一定的生物基础知识，对生物学的基本概念和原理有初步了解。然而，在知识层面，学生对胚胎工程这一领域的了解可能较为有限，对于胚胎移植、胚胎分割等具体技术操作及其在实际应用中的原理和过程可能较为陌生。因此，教学过程中需要从基础知识入手，逐步引导学生深入理解良种化胚胎工程的技术要点。
在能力方面，高中生具备一定的观察、分析和解决问题的能力，但将理论知识应用于实际问题的能力尚需加强。此外，学生在团队合作、沟通交流等方面的能力参差不齐，这将对课程学习产生影响。因此，在教学过程中，教师应注重培养学生的实践操作能力和团队协作能力。
在素质方面，学生对生物伦理观念的认识有待提高。随着生物技术的快速发展，学生需要学会理性看待技术进步带来的利与弊，培养正确的价值观。此外，学生的行为习惯方面，部分学生可能存在学习积极性不高、课堂参与度不足等问题，这对课程学习产生负面影响。
生物选矿(生物冶金)资料

生物选矿(生物冶金)资料

1、矿物资源微生物技术的未来的发展方向①开发更经济的、有效的低品位铜矿石的微生物堆浸工艺，以提高技术指标和经济效益。

②深入系统地研究金属硫化物矿石微生物浸出过程中的基础理论，特别是细菌与矿物颗粒间的作用机制。

③燃煤微生物脱硫研究工作的进一步深化，无论是采用微生物堆浸、微生物搅拌浸出脱离工艺，还是采用微生物预处理—浮选脱硫工艺，在实现工业化应用之前，都需要进行大量的、深入细致的实验研究工作。

④采用生物吸附技术从工业废水中脱出重金属、镭、铀等有毒物质，集环境污染治理与资源综合利用为一体，将会受到广泛关注。

⑤针对不同矿种，寻找、分离和驯化新的浸矿用工程菌，拓宽矿物资源微生物处理技术的应用范围，将进一步受到重视。

⑥运用基因操纵与微生物工程技术修饰构件浸矿工程菌株将引起人们的更多关注，用蛋白质定量分析、特定酶基因分析、基因克隆及定点突变等一系列与“新工程菌”构件相关的研究工作将逐渐开展。

2、微生物是对所有个体微小的单细胞、结构极为简单的多细胞以及没有细胞结构的低等生物的同意称谓，是一群生物化学上进化地位较低的简单生物。

3.微生物的共同特点及特性①个体小、表面积与体积的比值非常大。

②分布广、种类繁多。

由于微生物及其微小，易随风飞扬，所以它们在自然界中的分布非常广泛，上至大气层的外层，下至深海的海底，无处不在。

③繁殖快。

绝大多数微生物以裂殖方式繁殖后代。

④代谢灵活性大、容易变异。

高等动物和高等植物的酶系是相当不灵活的，在个体发育中，虽然它们的酶系可稍作改变，但无法适应环境条件的较大变化，从而导致了它们在自然界中的分布明显受环境条件的制约。

4、细胞结构及其功能①细胞壁。

主要功能是固定细菌的细胞形态，保护脆弱的原生质体，避免渗透压引起原生质膜破裂，细胞壁还是一种有效地分子筛，它可以阻挡某些分子的进入，使其保留在革兰氏阴性菌的细胞壁和细胞膜之间的蛋白质分子。

此外细胞壁还为鞭毛提供支点，使鞭毛摆动。

②细胞质膜（原生质膜）。

高中生物新教材选择性必修三 DNA的粗提取和提纯技术

高中生物新教材选择性必修三 DNA的粗提取和提纯技术


结构简单,大小适中 能在宿主细胞中自我复制并稳定 存在具一个多个限制酶切位点 具标记基因
种类：质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒
DNA的粗提取与鉴定
一、实验原理：
1．提取DNA的原理 利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异， 提取DNA，去除其他成分。 如：(1)DNA在酒精溶液中的溶解性：DNA不溶于酒精，但某些 蛋白质溶于酒精。 (2)DNA在NaCl溶液中的溶解性：DNA在不同浓度的NaCl溶液中 的溶解度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液。
(3)DNA能与二苯胺试剂在常温下反应生成蓝色沉淀。( × )
解析： DNA能与二苯胺试剂在沸水浴下反应，使溶液呈现蓝色，而非
蓝色沉淀。
【典例】以洋葱为材料进行DNA的粗提取与鉴定实验，相关叙述错误的
是( A )
A.可将洋葱换成哺乳动物的血液进行该实验 B.向含DNA的滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液，有利于去除杂质 C.向含DNA的滤液中加入预冷的体积分数为95%的酒精溶液，有利于获 得较纯净的DNA D.用二苯胺试剂鉴定DNA时进行沸水浴，有利于显色反应的发生
③2mol/L 的NaCl溶液 ——溶解DNA ④二苯胺试剂 ——鉴定DNA，要现配现用 ⑤蒸馏水
三、方法步骤 （视频）
三、方法步骤
1．称取约30 g洋葱，切碎，然后放入 研钵中，倒入10 mL研磨液，充分研磨。
2．去除滤液中的杂质
方案一滤到烧 杯中，在4 ℃冰箱中放置几分钟后，再取上 清液 直接将研磨液倒入塑料离心管中，在1 500 r/min的转速下离心5 min，再取上清液
将管底的沉淀物(粗提取的DNA)晾干
4.DNA的鉴定 取两支20 mL的试管，各加入2 mol/L的NaCl溶液5 mL。将丝状 物或沉淀物溶解于其中一支试管的NaCl溶液中，再向两支试管 中加入4 mL的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加 热5 min，待试管冷却后，比较两支试管中溶液颜色的变化。
北师版高中生物学选择性必修3生物学技术与工程精品课件 第3章 基因工程 第一节 基因工程的原理

北师版高中生物学选择性必修3生物学技术与工程精品课件 第3章 基因工程 第一节 基因工程的原理


合作探究·释疑解惑
知识点一 基因工程是在体外进行的重组DNA技术
【问题引领】 1.试分析基因工程的操作水平和操作环境。 提示:基因工程是在DNA分子水平上操作的。操作环境是体外,在体外完 成基因的剪切、加工和拼接。 2.基因工程使生物体获得新性状,这种变异属于哪种可遗传的变异? 提示:基因重组。
3.重组人胰岛素生产过程
二、遗传学等学科的快速发展为基因工程奠定了理论基础 1.基因工程的学科基础:基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分 子生物学等学科基础上发展而来的。 2.基因工程的发展(连线)
【预习检测】 1.判断正误。 (1)重组人胰岛素生产的环节之一是将编码人胰岛素基因与质粒在体外进 行拼接。( √ ) (2)质粒是细菌细胞内能够独立复制的小型环状DNA分子。( × ) (3)限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体是基因工程的三大要素。
【变式训练】 1.下列有关基因工程的叙述,正确的是( )。 A.基因工程是细胞水平上的生物工程 B.基因工程的产物对人类都是有益的 C.基因工程培育的具有新性状的生物体的优点是目的性强 D.基因工程产生的变异属于基因突变 答案:C
2.图Z3-1-1为重组人胰岛素生产过程示意图。 据图分析,下列叙述错误的是( )。 A.该项技术叫重组DNA技术 B.图中质粒的本质是小型环状DNA分子 C.图中大肠杆菌细胞为供体 D.图中重组DNA能在受体细胞内复制和表达 答案:C 解析:题图中大肠杆菌细胞为受体。
根据上述材料,分析回答下列问题。
(1)害虫在喷洒农药进行化学防治后耐药性增强是
的结果。
(2)该抗虫棉的培育利用的工程技术是
。
(3)该抗虫棉的抗虫变异果在环境保护上的作用是
。
(5)材料中“毒素蛋白基因导入棉花细胞内,并使其成功表达”中的“成功表

苏教版高中生物学选择性必修3生物学技术与工程精品课件 第三章 基因工程 第二节 基因工程的应用价值


重难探究•能力素养全提升
主题一 基因工程在农牧业中的应用价值
情境探究
1.植物抗逆性有抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱、抗盐碱等。盐碱和干
旱对作物的危害与细胞内渗透压调节有关,可利用基因工程将
导入农作物,培育转基因抗盐碱和抗干旱的农作物,来提高农作物的抗盐碱
和抗干旱能力;利用基因工程技术将
导入农作物,培
视角2基因治疗 3.Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细 胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗,其技术流程如图。下列操 作错误的是( )
A.为了获得更多的卵母细胞,需用促性腺激素对供体进行处理 B.步骤①中,在核移植前应去除卵母细胞的细胞核 C.步骤②中,重组胚胎培养到原肠胚期时,可从其内细胞团分离出ES细胞 D.为检测Rag2基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的蛋白质,用抗 Rag2蛋白的抗体进行杂交实验
b.构建乳腺生物反应器。 目的基因: 药用蛋白 基因。 启动子: 乳腺蛋白基因 的启动子。
构建过程:
(2)基因治疗:
旁栏边角 想一想 乳腺生物反应器的局限性有哪些? 提示 受限于个体的性别及生长发育阶段的限制。
结论语句 辨一辨 (1)用大肠杆菌生产的人的胰岛素没有活性。( √ ) (2)药用蛋白基因只在乳腺细胞中表达的原因是药用蛋白基因只存在于乳 腺细胞中,其他细胞中没有。( × ) (3)在青霉菌体内获取青霉素属于利用基因工程技术制取药物。( × ) (4)通过基因工程生产干扰素与传统的生产方法相比较,患者的治疗费用大 大提高。( × ) (5)某遗传病患者通过基因治疗获得的正常性状能够在后代个体中表现。 (×)
答案 C
解析 为了获得更多的卵母细胞,需用促性腺激素对供体进行处理使其排出 更多的卵细胞,A项正确;核移植是将体细胞核移植到去核的卵母细胞中,所 以实验前要去除卵母细胞的细胞核,B项正确;步骤②中,重组胚胎培养到囊 胚期时,可从其内细胞团分离出ES细胞,C项错误;为检测目的基因的表达情 况,可采用抗体-抗原杂交技术,若有杂交带出现,表明目的基因已成功表 达,D项正确。

生物选矿教学内容

• 革兰氏阳性菌的等电点为pH＝2～3， • 革兰氏阴性菌的等电点为pH＝4～5。 • 当pH在大于以上等电点时，细菌表面是带
负电的。
各行业
23
4. 何谓革兰氏阳性菌？何谓革兰氏
阴性菌？
• 丹麦的细菌学家克里斯琴·革兰氏(Christain Gram)于 1884年创造的。
• 其染色步骤是： （1）用接种环取少量细菌在干净的载玻片上涂布、固 定； （2）用草酸铵结晶紫染色； （3）用碘—碘化钾溶液处理； （4）用乙醇脱色； （5）用蕃红液复染。
物处理技术已显示出无与伦比的独特优势。
各行业
1
微生物浸出工艺 堆浸（Dump leaching）：一般在地面以上进行； 槽浸（Tank leaching）：渗滤型浸出作业，在浸出池或浸
出槽中进行；
原位浸出（In-situ leaching）：由地面钻孔至金属矿体， 然后从地面将微生物浸出剂注入到矿体中，原地溶浸有用
各行业
11
(2)简述细菌细胞的结构特征及其生 理功能。
细菌的细胞结构：
• 一般结构（所有细菌都具备的结构）： （1）细胞壁；（2）细胞质膜；（3）细胞质及内含
物；
（4）细胞核。
• 特殊结构（有的细菌有，而有的细菌没有的结构）： （1）荚膜；（2）黏液层；（3）菌胶团； （4）衣鞘等。
各行业
12
细胞壁的定义：是包在细胞表面最外层的、具有坚韧而 略带弹性的薄膜。
(3)难以处理碱性矿床和碳酸盐型矿床（Difficult
to treat alkaline and carbonate deposits）。
微生物浸矿工艺之所以能受到人们的重视，关键
在于能用来处理那些用常规矿物加工方法无法处

北师版高中生物学选择性必修3生物学技术与工程精品课件 第3章 基因工程 本章整合


3.一析 分析目的基因插入质粒后是否会破坏标记基因。如果质粒中仅有一个标 记基因,则目的基因插入后不能破坏标记基因;如果质粒中有两个至多个标 记基因,则至少应保留一个完整的标记基因。 4.一厘 厘清判断目的基因是否导入受体细胞的方法。一般用含有某种抗生素的 培养基培养受体菌,如果有两种抗生素抗性基因,还需判断用哪一种抗生素 来检测。
本课结束
专题二 基因表达载体的构建与限制酶切割片段的判断
1.构建基因表达载体不可缺少的工具酶是限制酶和DNA连接酶。 2.选择何种限制酶取决于目的基因两端和载体上的限制酶识别序列和切 割位点,解决此类问题时要遵守的原则如下。 (1)要在目的基因的两端和载体上切出相同的黏性末端或平末端,以保证目 的基因与载体的连接。 (2)至少保证载体上有一个标记基因不被破坏,以便于筛选。 (3)要确保目的基因能插入载体的启动子与终止子之间。 3.解答限制酶切割DNA或载体后产生的片段数或片段的长度问题,首先要 认真、仔细审题,明确每种限制酶的切割位点,确定不同限制酶切割位点间 的距离,然后再得出结论。
第3章 本章整合
内
01 知识网络 系统构建
容
索
02 核心观点 专题归纳
引
知识网络 系题的一般解答步骤
1.三辨 分辨限制酶的种类、识别序列和切割位点。在切割目的基因和载体时,一 般用同一种限制酶,也可用不同的限制酶,但两种限制酶切割后产生的黏性 末端中碱基要互补配对。 2.三找 找出标记基因、目的基因及其插入位点。一般来说,质粒中至少要有一个 标记基因,如抗生素抗性基因。明确目的基因的插入位点是在标记基因内 部还是在标记基因之外。
4.目的基因的插入位点不是随意的,基因表达需要启动子与终止子的调控, 所以目的基因应插入启动子与终止子之间的部位。若使目的基因在特定 细胞表达,还必须有针对性地选择相应的启动子,比如构建乳腺生物反应器 的基因表达载体时,一定将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件 结合。 5.将切开的载体与切开的目的基因混合,加入DNA连接酶后,会出现多种连 接方式,如载体与载体连接、目的基因与目的基因连接、载体与目的基因 连接、载体自接、目的基因环化等。

新教材2025版高中生物第3章基因工程第1节重组DNA技术的基本工具学生用书新人教版选择性必修3

第1节重组DNA技术的基本工具课堂互动探究案课程标准1.基因工程是一种重组DNA技术。

2．概述基因工程是在微生物学、生物化学和分子生物学等学科基础上发展起来的。

3．阐明DNA重组技术的实现须要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。

素养达成1.了解基因工程的概念、诞生及发展。

(生命观念、社会责任)2．驾驭限制酶及DNA连接酶的作用。

(科学思维)3．理解载体需具备的条件。

(科学思维)设疑激趣在亚洲和非洲的贫困地区，人们由于无法获得足够的肉类和蔬菜，导致维生素A严峻缺乏，据世界卫生组织估计，全世界有1.2亿～2.5亿人缺乏维生素A，每年约有100多万儿童因缺乏维生素A失去生命。

胡萝卜素可在人体内转变成维生素A，因此，科学家利用基因工程技术，将有关酶的基因转入水稻中，并诱导它们在水稻细胞中表达，使水稻体内能够合成β­胡萝卜素。

假如人每天食用的大米含β­胡萝卜素，就能满意人体对维生素A的需求。

人们是怎样将胡萝卜体内的基因转移到水稻体内的呢？这个过程中须要哪些技术和操作工具呢？夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂学习主题一基因工程的工具酶活动1 阅读下列材料，思索并回答下列问题：1．DNA分子中磷酸与脱氧核糖是如何连接的？该化学键的名称是什么？2．限制酶的作用特点是什么？所识别的序列有何特点？作用后的结果有哪两种形式？3．DNA连接酶的作用是什么？活动2 下图中的图1和图2分别表示的是Eco RⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶产生两种不同末端的示意图。

请据图回答：1．请说出Eco RⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶识别的碱基序列及切割的位点。

2．Eco RⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶切割产生的DNA末端分别是什么形式？3．以上实例说明限制酶有何特性？该特性的含义是什么？4．DNA连接酶、限制酶和DNA聚合酶都作用于哪种化学键，分别对这种化学键有何影响？活动3 回答下列问题：1．为什么限制酶主要从原核生物中分别纯化而来？推想它在原核生物中的作用是什么？它会不会切割自己的DNA分子？2．限制性内切核酸酶和DNA连接酶的作用是否都体现了酶的专一性？[易错警示](1)限制酶不切割自身DNA的缘由是该生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已被修饰。

人教版高中生物学选择性必修3生物技术与工程精品课件 第3章基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具


方法突破
与DNA分子相关的四种酶的比较
比较项目 限制酶
DNA连接酶 DNA聚合酶 解旋酶
作用底物 DNA分子
DNA分子
脱氧核苷酸 DNA 分子
作用部位 磷酸二酯键
磷酸二酯键
磷酸二酯键 氢键
作用 特点
识别特定核苷酸
序列,使特定部位 的磷酸二酯键断
将双链DNA片段 “缝合”起来,恢复
将单个脱氧核 苷酸添加到脱
酶识别的DNA序列为
,为回文序列。
2.DNA连接酶——“分子缝合针”
(1)种类
种类
来源
特点
E.coli DNA连接酶
大肠杆菌 只能“缝合”具有 互补黏性末端 的双链DNA 片段
T4 DNA 连接酶
T4噬菌体
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
【题后归纳】a酶和b酶识别的脱氧核苷酸序列不同,但切割后产生的黏性 末端相同。分析表格:a酶可以把原有DNA切成3段,说明该DNA分子上有2 个切口,即a酶的识别序列有2个;b酶把大小是1 600的DNA切成大小分别为 800和800两个片段、把大小是1 100的DNA切成大小分别为800和300两个 片段,且a酶和b酶的识别位点不同,说明b酶的识别序列有2个。
↓ 粗提取DNA
在上清液中加入体积相等的、预冷的酒精溶液(体积分数为 95% ), 方案一 静置2~3 min,溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA;用玻璃
棒沿一个方向搅拌,卷起丝状物,并用滤纸吸去上面的水分 方案二 将溶液倒入塑料离心管中,在10 000 r/min的转速下离心5 min,弃上
3.实验结果 加入白色絮状物的试管中颜色变为 变化。

人教版高中生物学选择性必修3生物技术与工程精品课件 第3章 第1节 重组DNA技术的基本工具 (2)


知识点一
知识点二
知识点三
知识点四
[归纳提升]
1.限制酶 (1)限制酶的作用 限制酶具有特殊的识别和切割功能,在基因工程中,一方面用于切割含目 的基因的DNA分子,以获取目的基因;另一方面用于切割载体。 (2)识别序列的特点 呈现碱基互补对称,无论是奇数个碱基,还是偶数个碱基,都可以找到一条
中心轴线,中心轴线两侧的双链 DNA 上的碱基是反向对称重复排列的。如 以中心轴线为轴,两侧碱基互补对称;CCAGGGGTCC 以A为轴,两
知识点一
知识点二
知识点三
知识点四
3.载体的种类 (1)细菌质粒,它是细菌拟核DNA之外的小型环状双链DNA分子,有的细 菌只有一个,有的细菌有多个。 (2)噬菌体。 (3)动植物病毒。 4.质粒载体与天然质粒的区别 质粒载体是在天然质粒的基础上人工构建的。与天然质粒相比,质粒载 体通常带有一个或一个以上的选择性标记基因(如抗生素抗性基因)和一 个人工合成的含有一个至多个限制性内切核酸酶识别位点的序列,并去掉 了大部分非必需序列,使相对分子质量尽可能小,以便于操作。
知识点一
知识点二
知识点三
知识点四
3.结合教科书第71页图3-3,分析黏性末端和平末端是如何形成的。 提示:限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切 开,就形成黏性末端。在识别序列的中心轴线处切开,就产生平末端。 4.某同学认为同一限制酶切割产生相同的黏性末端,因此基因工程必须 使用同一种限制酶处理后的黏性末端才行,这个同学的说法正确吗?说明 你的理由。 提示:不正确。不同的限制酶也可能产生相同的黏性末端,因此基因工程 中也可使用不同的限制酶处理获得相同的黏性末端。
知识点一
知识点二
知识点三
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二、氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)
特征：
¶ 为圆头短杆状，通常以单个或成双、成短链状
存在，在菌体两端各有一油滴，可将培养基中的
硫溶入油滴之中再吸入体内进行氧化
¶ 其氧化元素硫的能力比氧化硫化合物的能力强， 可以产生较多的酸，并有较强的耐酸性能，可耐 5%的硫酸。生长温度：5-40℃；最适pH值：0.56.0. 能氧化元素硫，不能氧化Fe2+；
浓度的金属离子, 因此该菌属在从硫化矿提取金
属特别是从难选冶金矿回收金属方面展现了潜在
的应用前景.
• (3)极端嗜热细菌 (Extreme thermophile)：
• 最佳生长温度60-85℃，多为古细菌，主要包括硫化 叶菌属。为兼性化能自养菌、嗜酸、极端嗜热, 可氧 化亚铁和元素硫。
• 其中，嗜中温菌和中等嗜热菌已成功应用于硫化矿的 生物氧化中，在低于45℃时以嗜中温菌为主;在45一 60℃范围内，以中等嗜热细菌为主;在40一45℃的范 围内可能有些重叠。 • 高温嗜热细菌在实验室已进行了扩大试验，但还未进 行大规模的工业应用。
2）培养分离
步骤 1、配臵培养基 液体培养基 由水和溶在水中的各种无机盐组成的，液体培
养基用于粗略地分离培养某种微生物。
•
浸矿自养菌的液体培养基是由水和溶在水中 的各种无机盐组成的，不能存在有机物。每种细 菌都有自己特有的培养基配方，这些配方是经过 研究者的试验研究之后得出的。例如氧化铁硫杆 菌培养基配方为 10克 0.4克 4克 1000ml MgSO4.7H2O FeSO4 CuCl2 0.5克 0.01克 0.25克
35℃恒温下，静臵培养（或振动培养）7～10天。
细菌生长繁殖使三角瓶中培养基的颜色由浅绿 变为红棕色，最后在瓶底出现高铁沉淀。 选择变化最快，颜色最深的三角瓶，在瓶中取 1mL培养液，接种到装有新培养基的三角瓶中， 同样培养。培养液将比头一次更快的变红棕色。
按同样办法反复转移培养10次以上。每转移一
• 浸矿细菌按其适宜的生长温度范围分为三个类型: 嗜中温细菌、中等嗜热细菌和极端嗜热细菌。
• (1)嗜中温细菌(Mesophile)：
• 最佳生长温度28一45℃，主要包括氧化硫硫杆菌、
氧化亚铁硫杆菌和氧化亚铁钩端螺菌。它们嗜酸、
严格好氧、无机化能自养，广泛存在于金属硫化 矿和煤矿等矿山的酸性矿坑水中。
三、喜温硫杆菌(Acidithiobacillus caldus，简称A.caldus)
1994年首次报导,属微生物中原核生物界、化能营养原 核生物门、细菌纲、硫化细菌科、硫杆菌属。 主要以S为能源物质，也可以利用硫代硫酸钠以及连四 硫酸盐为能源，以空气中的CO2为碳源自养生长;不能利用有 机物为唯一营养物质异养生长;酵母膏，蛋白膝等有机物对 它的生长有一定的抑制作用;少量的葡萄糖可以刺激它的生
于金属硫化矿和煤矿等矿山的酸性矿坑水中。
除利用的能源有差异外，其他性质都十分相近。
如氧化亚铁硫杆菌可将S或硫代硫酸盐氧化成硫酸和将 氧化亚铁氧化成高铁，氧化率达95－100％并放出能量。 2FeS2+7O2 +2H2 O→ 2FeSO4 + 2H2SO4 2FeSO4 + 2H2SO4 + 1/2O2 →Fe2（SO4 )3 +HO2 生成的Fe2（SO4 ）3是强氧化剂和溶剂，可溶解矿 石。如溶解铜矿（CuS），从中浸出铜元素。 CuS+ Fe2（SO4 ）3 → Cu SO4 + 2FeSO4 + S 溶出的CuSO4 液再加入铁屑、废铁等便可将铜臵换 出来。生成的FeSO4和S还可在这类细菌作用下再次氧化 成H2SO4和Fe2SO4，而循环使用。
第三章 选矿用微生物与浸矿工艺 第一节选矿用微生物
1、选矿微生物种类及生理生态特性
生物选矿工业用的微生物绝大多数为细菌， 迄今已报道的浸矿细菌至少遍布13个属，营养类 型从专性自养型到兼性自养型和异养型。
其中大部分属于自养菌，某些异养菌也可以 溶浸金属矿物，在生产中得到实际应用的主要是 自养类微生物。
氧化铁硫杆菌的检查和鉴定方法
肉眼观察 如有该菌生长，则培养基中的亚铁将 被氧化变成高铁，培养基的颜色由浅绿变成红棕 色，最后产生高铁沉淀。 重铬酸钾容量法测定 测定培养液中亚铁变成 高铁的数量。变化快的，说明细菌生长旺盛。 显微镜观察 观察细菌的形成，是否具有氧化 铁硫杆菌的形状特征。
说明：
长.
中度嗜酸嗜热,革兰氏阴性菌，最适生长温度为40一 50℃。最适生长pH为2.在pH为1.5的时候仍能很好的生长.
• 四、钩端螺旋菌（Leptospirillum）
• 细菌形状为弧状或螺旋状，细菌长为0.9一3.5um，宽 为0.2一0.6um，革兰氏阴性。借助于单极鞭毛运动。 • 好氧;专性化能无机自养;通过将二价铁氧化成三价铁 获得能量,有机质的存在对其生长有抑制作用。不能 氧化硫和硫的其它还原性化合物。生长在极端酸性 (pHI.5一1.8)的环境中。嗜铁钩端螺旋菌（L. ferriphilum）能够生长在45℃，而氧化亚铁钩端螺 旋菌（L. ferrooxidans）生长在40℃以下。 • 在三价铁离子浓度高的条件下, Leptospirillum 属 菌株占浸矿微生物种群的优势, 是主要的铁元素氧化 者。
次只需1～2滴，接种量逐渐减少而所培养的细菌
却越来越活跃，只需培养3～5天就可把培养基中
的Fe2+氧化为Fe3+。
培养的机制 在转移培养中，借助培养基的高酸度，可杀死
淘汰掉一些不嗜酸的杂菌，同时由于培养基中的高
浓度亚铁离子，只有氧化亚铁的细菌才能生长繁殖， 其他菌则被杀死淘汰掉，而氧化铁硫杆菌则得到充 分繁殖，活性越来越大。
加水 装待灭 菌物品 加盖 加热 灭菌时间到后 断电源 压力降为零 开箱取物
2)培养分离
步骤
2、富集所需菌种
配好的液体培养基用蒸汽灭菌15min后，在无菌
操作下分装于数个已洗净并灭菌的100mL三角瓶中。
每瓶装培养基20mL，用洗净干燥吸液管分别取
1～5mL矿水样加到三角瓶中，塞好棉塞臵于20～
浸矿细菌种类及其主要生理特征
1.0-3.0 2.0-3.0 1.5-1.81.5Fra bibliotek2.5阳性
常见的浸矿自养菌 一、嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans） 特征： ¶ 属原核生物界、化能营养原核生物门、细菌纲、 硫化细菌科、硫杆菌属。 是专性化能自养菌，主要利用CO2为碳源，氮源为 NH4+,并吸收磷等无机营养来合成自身细胞。营好氧呼 吸，属革兰氏阴性菌。 广泛存在于土壤、海水、淡水、垃圾、硫磺温泉 和沉积硫内 ，尤以金属硫化矿和煤矿等酸性矿坑 水 (PH<4)中最为常见。 菌体呈杆状，它可以氧化亚铁为高价铁，也可将 硫代硫酸盐氧化为硫酸。
上述方法得到的菌种是不纯的，如要分离纯 种，要作平板分离。
平板分离
方法
把配制好的固体培养基倒入培养皿制成平板。
在无菌操作下，用接种环取上述培养菌液在平 板上划线分离，使所取菌液中的菌体细胞尽量沿划 线分散开。 将划好的线培养皿在25～30℃条件下恒温培养。
经10天左右，借解剖镜挑选适当菌落并用取样
• 2、冶金微生物的一般性特征 • 目前所研究的与采矿有关的微生物都具有几个共同的生理特征: • ①营养类型一般属于化能无机自养型，以CO2为碳源。尽管主要 的采矿微生物之间对二氧化碳的固定效率存在着差异，但它们都 能固定二氧化碳。只不过固定效率较低的种类往往需要较高浓度 的二氧化碳或少量的酵母提取物才能迅速地生长. • ②能够利用亚铁离子或还原性无机硫(或二者都能利用)作为电子 供体，一般以O2为电子受体;尽管某些采矿微生物能够使用Fe3+ （并不是氧气)作为电子受体，但它们通常在氧气充足的条件下 生长得更好。 • ③大多数种能够生长在极端酸性的环境中(pHI.4一2.0)，由于对 硫的氧化所形成的副产物为硫酸，因而如此，甚至对于那些仅仅 能够使用亚铁作为能源的采矿微生物来说，也能够生长在这种极 端酸性环境中。 • ④尽管不同种或同种内不同株系之间对金属的抗性存在着某些差 异，但它们通常都能耐受一定范围浓度的金属离子。At. ferrooxidans appears to be particularly resistant to metals and the bacterium has been reported to grow in medium containing Co2+ (30 g/l), Cu2+ (55 g/l), Ni2+ (72g/l), Zn2+ (120 g/l), U3O8 (12 g/l) and Fe2+ (160 g/l).
培养基的制备步骤
原料（药品）称量
混合溶解（加热）
定容
调整PH
过滤
分装容器
消毒或灭菌
保温实验
备用
高压蒸汽灭菌 1、原理 利用加热一个密闭的加压灭菌锅，使灭菌 锅隔套间的水沸腾而产生蒸气。由于蒸气不能 溢出，而增加了灭菌锅内的压力，从而使沸点 增高，得到高于100℃的温度。导致菌体蛋白 质凝固变性而达到灭菌的目的。 一般培养基用0.1Mpa，121.5℃,15～30min 2、步骤
• ¶ 含亚铁的液体培养基中，亚铁被氧化使培养基 由浅绿色变成红棕色，Fe3+水解成氢氧化物或铁
矾沉淀。在固体培养基上长成红棕色菌落。
• ¶ 用不含铁的液体培养基，则由于硫代硫酸盐氧 化生成硫酸，使培养基酸度提高。 • ¶ 可以氧化Fe2+、元素硫(So)和还原态硫化物。 • 生长温度：5-40℃；最适pH值：1.2-6.0
• (2)中等嗜热细菌(Moderate thermophile)：
• 最佳生长温度45-55℃ ，主要有硫化芽孢杆菌属,