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高中生物选修三基因工程ppt课件

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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)

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

人教版高中生物选修三课件：1.1 基因工程 (共15张PPT)

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

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

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)
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

基因工程-PPT课件

基因工程-PPT课件

干扰素 1200 升人血 2－3 万美元 / 病人
1 升发酵液 200－300 美元 / 病人
国外生物医药的发展
➢1976年第一家基因工程技术开发药物的公司建立。 ➢1982年第一个基因工程药物重组人胰岛素正式生产，推向市场。 ➢2019年全球生物技术公司总数已达4284家，美国占34％。 ➢2019年基因重组生物技术药物的年销售额已经突破400亿美元。 ➢2019年市场上的生物技术药物达到200种左右，而在研的药物为600种。 ➢全世界已有2.5亿人使用生物技术药物和疫苗。
• 曼哈顿计划 • 阿波罗计划
20世纪科学史上3个里程碑
HGP的意义
• 了解生命的起源与进化 – 认识种属之间和个体之间存在差异的起因 – 五种“模式生物” 基因组的研究：大肠杆菌、酵母、 线虫、果蝇和小鼠
• 解码生命，认识自身 – 了解生命体生长发育的规律
• 认识疾病产生的机制，掌握生老病死规律 – 疾病的诊断和治疗
甜椒在栽培的过 程中，容易受病毒的 感染。我国科学工作 者，采用转基因技术， 培育出抗病毒的甜椒。
油菜是人们食用油的主要来源之一。一般油菜 籽的含油量约为40％左右。通过转基因技术，培育 出来的油菜籽，可以大大地提高它的出油率。而且 油的纯度质量更好。
玉米是主要粮食之一，又可以提炼油脂，也可以 用作食品和工业的原料以及作饲料，浑身是宝。人们称 它是含金的植物。如今培育出转基因玉米，品质更好， 产量更高。
淋巴细胞ADA酶恢复至正常水平的5%-10% 维持免疫系统功能,改善病人症状
遗传缺陷病人
腺病毒 adenovirus
修正基因
插入修正基因
感染病人細胞
取出病人細胞
修正基因转入到患者体内
注射修正基因

人教版高中生物选修三课件：专题一基因工程(共77张PPT)

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
32
2020/6/12
花 粉 管
33
2020/6/12
34
2020/6/12
精子
（2）
35
2020/6/12
36
2020/6/12
37
2020/6/12
38
2020/6/12
受 精 卵
39
2020/6/12
受精卵 受精极核
40
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
18
基 因 文 库
2020/6/12
19
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。

选修三-专题一-基因工程1PPT课件

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
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A）15一、获取目的基因
2、获取方法： （1）从基因中获取基因组和cDNA的构建和比较
16
一、获取目的：
要对天然质粒进行人工改造
7
练习
1.以下说法正确的是（C ）
A、所有的限制酶只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：具有一个 或多个限制酶切点，以便与外源基因连接
D、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成 氢键
8
练习
2. 不 属 于 质 粒 被 选 为 基 因 运 载 体 的 理 由 是
22
二、基因表达载体的构建
1、目的：
（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
表达 和发挥作用
23
二、基因表达载体的构建
限制酶
具有黏性末 端的载体
具有相同黏性末 端的目的基因
DNA连接酶
重组DNA分子 （重组载体）
24
二、基因表达载体的构建
（D ）
A、能复制 B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因 D、它是环状DNA
9
练习
3.有关基因工程的叙述中，错误的是（ D ） A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传性
状，培育生物新品种 B、重组DNA的形成在生物体外完成 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、质粒都可作为运载体
10
练习
①
···CTGCA ②···AC ③GC··· ④···G
单链
酶： 热稳定DNA聚合酶（Taq酶） 温度控制： 高温→低温→中温
20
一、获取目的基因
2、获取方法： （2）用PCR技术扩增目的基因 PCR结果： 使目的基因以 指数 形式在短时间内大
量扩增。
21
一、获取目的基因
2、获取方法： （3）用化学方法人工合成
如果基因比较小， 核苷酸序列 又已知，可以 通过 DNA合成仪 用化学方法直接人工合成
酸序列，并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、特点： 特异性----特定序列、特定位点 4、结果： 形成DNA的双链片段
黏性末端 片段的末端的形式
平末端
4
（二） DNA连接酶---“分子缝合针”
1、种类：两类
E·coli DNA连接酶:连接黏性末端 T4 DNA连接酶 ：连接黏性末端和 平末端
基本过程 获取基因—体外重组—导入基因—表达基因
结果
人类需要的新的生物类型和生物产品
2
二、DNA重组技术的基本工具
限制性核酸内切酶——“分子手术刀” DNA连接酶——“分子缝合针” 载体——“分子运输车”
3
(一）限制性核酸内切酶（限制酶）---“分子手 术刀”
1、来源：主要是从原核生物中分离纯化而来 2、作用：识别某种双链DNA分子特定的核苷
18
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 与单链模板相应互补序列结合； 70℃-75℃：在 DNA聚合酶（Taq酶） 作用下进 行延伸。
19
一、获取目的基因
2、获取方法： （2）用PCR技术扩增目的基因 PCR技术的条件： 模板： 目的基因两条链 原料： 四种游离的脱氧核苷酸 引物：（一小段与目的基因模板链互补的）一对DNA
2、作用部位：磷酸二酯键
5
（三） 运载体---“分子运输车”
1、运载体的作用： （1）将目的基因转移到受体细胞中去； （2）使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传； （3）使目的基因能够表达和发挥作用。
2、运载体必须具备的条件：
（1）具有一个或多个限制酶切点，以便与目的基因连接；
（2） 能够在受体细胞中复制并稳定地保存，以便目的基
3、组成：
启动子+目的基因+终止子+标记基因+(复制原点）
25
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
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。
17
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 。
···G
···TG CG··· ⑧···CTTAA
⑤ G··· ⑥···GC ⑦ GT··· AATTC···
ACGTC··· ···CG CA··· G···
11
第5章 生态系统及其稳定性
2.2 基因工程的基本操作程序
12
基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：
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、 目的基因的检测与鉴定 。 其中核心是 基因表达载体的构建 。
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。
6
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。
13
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。
14
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，各个受体具
1
一、基因工程的概念
基因工程是指按照 人们的意愿 ，进行严格的 设计，并通过 DNA重组 和 转基因 技术，赋 予生物以新的 遗传特性 ，从而创造出更符合人 们需要的新的 生物类型 和 生物产品 。
基因工程的别名 DNA重组技术
操作环境
生物体外
操作对象
基因
操作水平
DNA分子水平