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苏教版选修三关注基因工程 (第一课时)课件(16张)

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高中生物 第一章 基因工程 1.1 基因工程概述课件 苏教版选修3

高中生物 第一章 基因工程 1.1 基因工程概述课件 苏教版选修3
•含义：能够识别和切割DNA分子内一小段特殊 核苷酸序列的酶。
•来源：主要从原核生物中分离得到
•作用部位：磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键
•作用特点：有专一性。即一种限制酶只能识别 一种特定核苷酸序列，并在特定的 切点上切割DNA分子。
TTC序列，并在G和A之间切开
新学课课习知堂导目探小入标究结
基因工程的别名 基因拼接技术或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
基本过程
剪切→拼接 →导入→表达
结果
人类需要的基因产物
二、基因工程的诞生和发展
理论基础 •DNA是遗传物质的发现
•DNA双螺旋结构的确立
•遗传信息传递方式(中心法则)的认定 技术保障
GCG AA T T CAA CG CT TA AG TT
•结果： 具有相同黏性末端的两个DNA片段连接起来， 形成重组DNA分子。
思考
新学课课习知堂导目探小入标究结
➢ 用DNA连接酶连接两个相同的黏性未端要形成几 个磷酸二酯键？2个
➢ 用限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸二酯键？ 4个
➢ 外源基因（如抗虫基因）怎样才能运送到受体细胞 （如棉花细胞）？
CG C T T A AGGG
TA CT TA AG T T
EcoRI
EcoRI
GCG
AAT TCCC
CGCT TA A
G GG
ATG
AAT TCAA
TACT TAA
GTT
GCGAAT TCAA CG CT TA AG T T
新学课课习知堂导目探小入标究结
2、DNA连接酶 •连接部位： 两条链的骨架部分，形成磷酸二酯键

高中生物苏教版选修三课件第一章第二节关注基因工程

高中生物苏教版选修三课件第一章第二节关注基因工程

结合基因工程的操作程序，考查动植物 基因工程的应用 [例 1] α1-抗胰蛋白酶缺乏症是北美常见的一种单基因遗传 病，患者成年后会出现肺气肿及其他疾病，严重者甚至死亡。利 用基因工程技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵，最终培 育出能在乳腺细胞表达人 α1-抗胰蛋白酶的转基因羊，从而更容易 获得这种酶。
1．乳腺(房)生物反应器的原理、操作及应用 (1)原理： 应用重组DNA技术和转基因技术，将目的基因转移到尚未分 化的动物胚胎细胞(或受精卵)中，经胚胎移植，得到能在乳腺中 表达转基因产品的个体，其乳腺组织可分泌生产“目的产品”， 如具有药用价值的蛋白，这些蛋白进入乳汁中，再通过回收含转 基因蛋白的动物乳汁，就可以提取有重要药用价值的生物活性蛋 白。
诊断 种疾病
临床应用阶段
基因 把健康的外源基因导入有基因缺 仅处于初期的临床试验
治疗
陷的细胞中，可分为体外基因治 疗和体内基因治疗两种方法
阶段，仍有许多问题和 困难制约该技术的发展
[特别提醒] DNA分子制作探针进行检测时应检测单链，即 需将待测的双链DNA分子打开。
转基因生物的安全性问题
1．转基因植物的安全性问题 (1)食用安全问题：长期食用某种转基因食品可能会导致某种 _毒__素__在人体内积累。 (2)对生态系统的影响： ①转基因植物的扩散对_生 __物 __多 __样 __性 __有无影响。
生物武器的危害性
1．被用作生物武器的致病微生物 (1)细菌：霍乱弧菌、_炭__疽__杆__菌__等。 (2)病毒：埃博拉病毒、_天__花__病__毒__等。 2．生物武器的危害 具有强大的_感__染__力__和_致__病__力__，具有极大的危险性。
3．制作生物武器的方法 (1)将_致__病__基__因__插入不致病的微生物体内。 (2)将_能__对__抗__普__通__疫__苗___或药物的基因插入致病的细菌或病

苏教版高考生物一轮复习选修3第一章基因工程概述共59张PPT[可修改版ppt]

苏教版高考生物一轮复习选修3第一章基因工程概述共59张PPT[可修改版ppt]

2.载体的作用和条件 (1)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。 (2)具备的条件： ①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。 ②有一个至多个限制性核酸内切酶切割位点，以便与外源基因 连接。 ③具有特殊的标记基因，以便进行筛选。
【高考警示】 载体的酶切位点及与膜载体的区别 (1)切割质粒需使用限制性核酸内切酶1次，切割目的基因则需 要使用相同的限制性核酸内切酶2次。因为质粒是环状DNA， 而目的基因在DNA分子链上。 (2)质粒DNA分子上限制性核酸内切酶切割位点的选择必须保 证至少有一个标记基因是完整的，如果标记基因全部被切开则 不便于鉴定与选择。
考点 一 基因工程的工具 1.工具酶与其他酶的比较 (1)几种酶的比较：
项目 种类
限制性核 酸内切酶
DNA连接酶
作用底物
DNA分子 DNA分子
片段
Hale Waihona Puke 作用部位 磷酸二酯键 磷酸二酯键
作用结果
形成黏性末 端或平末端
形成重组 DNA分子
种类
项目
作用底物
作用部位
DNA聚合酶 脱氧核苷酸 磷酸二酯键
DNA(水 解)酶
1.基因工程是利用重组DNA技术将外源DNA直接导入有机体的生 物技术。( × ) 【分析】不一定是直接导入，现在大部分是将目的基因与载体 DNA相连成为重组载体，然后再把这种重组DNA分子导入受体 细 胞。 2.(2010浙江×T2A)用限制性核酸内切酶可以切割烟草花叶病毒 的核酸。( ) 【分析】限制性核酸内切酶是用来切割DNA分子的，而烟草花 叶病毒的核酸是RNA。
(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：
为使载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ

苏教版高中生物选修3-现代生物科技专题：第一章 基因工程 复习课件

苏教版高中生物选修3-现代生物科技专题：第一章 基因工程 复习课件

3.DNA 连接酶与 DNA 聚合酶的比较
项目
DNA连接酶
DNA聚合酶
相同点
作用实质相同，都是催化两个核苷酸之间形 成磷酸二酯键
是否需 要模板
不需要
需要
接DNA链
双链
单链
不 同 点
作用过程
在两个DNA片段间 形成磷酸二酯键
将单个核苷酸加到已存 在的DNA单链片段上， 形成磷酸二酯键
作用结果
将已存在的DNA片 段连接
（3）切割方式和结果： ①错位切―形―成→_黏__性__末端。 ②平切―形―成→_平__口__末端。 2.DNA 连接酶 （1）别名：“分__子__针__线___”。 （2）作用：将两个 DNA 片段连接在一起，形成重 __组 __D__N_A_分子。 3.载体 （1）别名：“分子搬运工”。
（2）功能：将外___源__基__因__导入受体细胞，并使其在受体细胞 中稳定遗传和表达。
基因工程的实施过程
1.PCR 过程中，需要解旋酶吗？所需要的 DNA 聚合酶应具 有什么特点？
提示：PCR 过程中，DNA 双链解开是在高温下完成的，不 需要解旋酶；由于 PCR 过程温度较高，所以需要能耐高温的 DNA 聚合酶。
2.制备重组 DNA 分子过程中需要哪些工具酶？ 提示：限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶。
4.基因工程的工具有限制性核酸内切 酶、DNA 连接酶和载体。
5.每种限制性核酸内切酶只能识别 特定的核苷酸序列，并在合适的条件下 切割 DNA 分子。
6.常见的载体有质粒、噬菌体及一些 动、植物病毒。
7.基因工程的一般过程：获取目的基 因→构建基因表达载体→导入目的基因 →检测和鉴定目的基因。
基因工程的诞生和发展

高二生物苏教版选修3课件：第1章 基因工程 本章整合

高二生物苏教版选修3课件：第1章 基因工程 本章整合
本章整合
科学地认识、评估和利用转基因生物 转基因植物的食用安全性问题 转基因生物的安全性问题 转基因植物对生态系统的影响 转基因动物对人体健康的影响 转基因动物对生态系统的影响 生物武器 基因工程 类型:霍乱弧菌、炭疽杆菌、埃博拉病毒、天花病毒等具有强大感染力和致病力的微生物 应用:转基因技术能培育出新的致病微生物或新的抗药性增强的致病微生物 概念 与基因工程的关系:基因工程是蛋白质工程的关键技术,故蛋白质工程又称为第二代基因工程 过程及原理:结构分析→结构预测与设计→基因工程→蛋白质纯化→功能分析 蛋白质工程 “大改”:设计制造全新的蛋白质 对蛋白质的改造 “中改”:替代一个肽段或一个特定的结构域 “小改”:改造蛋白质分子中某活性部位的一个或几个氨基酸残基 应用 改造酶的结构 人工合成或改造抗体
烟草(抗病 毒)、小麦 (抗病毒)
烟草(抗干旱、 抗盐碱);番茄 (抗寒);大豆、玉 米(抗除草剂)
玉米、番茄、 矮牵牛等
特别提 醒
引起植物 生病的微 抗逆是指抵抗 生物有病 不良环境的能 氨基酸
第二节
生态工程实例
-9-
第一章基因工程
Z 重点难点
-11-
第一章基因工程
一 二
Z 重点难点
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
二、我国生态工程建设的实例
1.治污生态工程 (1)内容:固体、液体及有机废弃物的处理、生物肥料的研制、湖区污 染的生态治理、塑料的再生利用等。 (2)治污途径。 ①植物有吸附或富集重金属的能力,可用来回收水中重金属。 ②依靠生态系统自净功能。 (3)实例:江苏省武进市净化污水的人工湿地生态工程。
专题一
专题二
专题三

选修三 第一章 基因工程-本章小结(共16张PPT)优秀课件

选修三 第一章 基因工程-本章小结(共16张PPT)优秀课件
• 第四步：筛选含有目的基因的受体细胞
• 第五步：目的基因的表达
第三步：将重组DNA分子导入受体细胞
生物种 类
常用方 法
受体细 胞
转化过 程
植物细胞
动物细胞
微生物细胞
农杆菌转化法
显微注射技术 感受态细胞法
体细胞
受精卵
细菌细胞
将目的基因插入到 将含有目的基因的 Ca2＋处理细胞
Ti质粒的T－DNA 表达载体提纯→取 →感受态细胞→
苷酸序列。 b.切割相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 ③结果：产生粘性末端或平末端。
GA A T T C C T T A AG
2.DNA连接酶
作用： 将具有末端碱基互补的DNA片段连接在一 起，形成磷酸二酯键。
G C T TAA
AATTC G
练习： 如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变
化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、
基因工程 小结
思考：
如何用基因工程的甲手醛段获得真正能够除
甲醛的矮牵牛？
一、基因工程
1.广义概念： 把一种生物的遗传物质移到另外一种生物的 细胞中去，并使这种遗传物质所带的遗传信 息在受体细胞中表达。
2.核心：
构建重组DNA是生物遗传物质的发现，DNA双螺旋 结构的确立以及遗传信息传递方式的认定。
目的基因的表达 • 第四步将：目筛的选基含因有导目入的受基体因的细受胞体细胞
• 第五步：目的基因的表达
思考： 如何用基因工程的手段获得真正能够除甲醛的矮牵 牛？ 材料：矮牵牛细胞、兔肝细胞、的甲醛酶基因 限制性核酸内切酶、DNA连接酶、载体
• 第一步：获取目的基因
• 第二步：形成重组DNA分子
• 第三步：将重组DNA分子导入受体细胞

高中生物 3.1.1基因工程概述课件 苏教版选修3

高中生物 3.1.1基因工程概述课件 苏教版选修3
第十五页，共42页。
2.重组(zhònɡ zǔ)DNA分子的形成
载体
DNA分子(fēnzǐ)(含目的基因)
(zàitǐ)(质粒) 同一种限制性
核酸内切酶切割
获得黏性末端
获得目的基因
DNA连接酶 重组DNA分子(环状重组质粒)
第十六页，共42页。
几点说明(shuōmíng)： (1)限制性核酸内切酶主要切割外源DNA，对自身的DNA不起作用，具有自身 保护的特点。 (2)限制性核酸内切酶只识别双链DNA分子中特定核苷酸序列，对RNA不起作 用。 (3)用DNA连接酶连接时，可形成3种不同的连接物：目的基因—载体连接物、 载体—载体连接物、目的基因—目的基因连接物，导入受体细胞后，可利用 抗性基因的差异进行筛选。
第十九页，共42页。
【典例训练(xùnliàn)2】(2011·山东高考改编)人类疾病的转基因动物 模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传 性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。
第二十页，共42页。
(1)图中的高血压相关基因作为__________，质粒作为______，二者 需用___________切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有 ________________有关。 (2)重组DNA导入的受体细胞是大鼠的_______细胞，常用的方法是 ____________________。 (3)子代大鼠如果_______和_______，即可分别在分子水平和个体水 平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立(jiànlì)高血 压转基因动物模型。 (4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是 体外受精、早期胚胎培养和_______________。
3.转化_________
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而在含四环素的培养基中不能生长
基因诊断和基因治疗
1．什么叫基因诊断？
2．利用基因工程技术生产乙型病毒性 肝炎疫苗时，所利用的目的基因和受 体细胞各是什么？这些受体有何特点？ 3．基因治疗的原理是什么？
治疗人类重大疾病
用于基因诊断与基因治 疗 : 基因诊断又称 DNA诊断，是采用基 因检测的方法来判断患者是否出现了基 因异常（如遗传病患者的基因缺陷）或 携带病原体（如乙型肝炎病毒）等。 基因治疗是指利用正常基因置 换或弥补缺陷基因的治疗方法。
动物基因工程的应用
1．动物基因工程主要在哪些方面显示出它的广 阔的应用前景？ 2．动物基因工程技术可提高动物的生长速率， 这一过程中所采用的目的基因通常是什么？ 3．用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的 操作过程是怎样的？ 4．人体移植器官短缺是一个世界性难题。目前， 科学家正试图利用基因工程方法对猪的器官进 行改造，这里所说的“改造”主要指的是解决 什么问题？科学家是采用什么方法来达到这一 目的的？
植物基因工程的应用
1．目前已问世的转基因抗虫植物主要有哪些？ 而用于杀虫的目的基因主要是哪些基因？ 2．引起植物生病的微生物主要有哪些？抗病转 基因植物中所采用的目的基因常用的有哪些？
植物基因工程应用
提高植物光合作用效率
延长果实的储藏期
提高植物次生代谢产物的产率
提高植物的抗性
植物基因工程应用
1．目前已问世的转基因抗虫植物主要 有哪些？而用于杀虫的目的基因主要 是哪些基因？ 目前已问世的转基因抗虫植物主要有： 水稻、棉、玉米、马铃薯、番茄、大 豆、蚕豆、烟草、苹果、核桃、杨、 菊花、白花三叶草等。 用于杀虫的目的基因主要是Bt毒蛋白 基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑 制剂基因、植物凝集素基因等。
基因治疗的过程
【例3】《人类基因治疗》报道，在美国佛罗 里达大学基因治疗中心接受基因治疗的三名 遗传性失明患者都重新获得了一定的视力， 并且没有严重的副作用。基因治疗是指( A ) A．把健康的外源基因导入有基因缺陷的细 胞中达到治疗疾病的目的 B．对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢 复正常，达到治疗疾病的目的 C．运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细 胞发生基因突变，从而恢复正常 D．运用基因工程技术，把有缺陷的基因切 除，达到治疗疾病的目的
【例2】我国自主研发的转基因抗虫水稻“华 恢1号”曾获得农业部颁发的安全证书。下图 表示该抗虫水稻主要培育流程，据图回答：
(1)杀虫基因(crylA)是人们根据几种Bt毒蛋白的分子结 构，设计并人工合成的，这种获得目的基因的方法 为 人工合成法 。 (2)组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造。下图 是天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图(显示部分基因及 部分限制性内切酶作用位点)，据图分析：
【例2】
①人工改造时，要使抗虫基因表达，还应插入启动子 ________。 ②人工改造时用限制酶Ⅱ处理，其目的是：第一，去除 质粒上的________( tms和tmr基因)，保证T—DNA进入水稻细胞后 不会引起细胞的无限分裂和生长；第二，使质粒带有单 一限制酶作用位点，有利于 目的基因 (或外源DNA)准确插入 ；第三，使质粒大小合 ____________________________ 适，可以提高转化效率等。 ③若用限制酶Ⅰ分别切割改造过的理想质粒和带有抗虫 基因的DNA分子，并构成重组Ti质粒。分别以含四环素 和卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚 细胞，观察到的细胞生长的现象是 在含卡那霉素的培养基中能够生长，
植物基因工程应用
2．引起植物生病的微生物主要有哪些？ 抗病转基因植物中所采用的目的基因 常用的有哪些？ 提示：引起植物生病的微生物主要有 病毒、真菌、细菌等。 抗病转基因植物中所采用的目的基因 常用的有病毒外壳蛋白基因和病毒的 复制酶基因；抗真菌转基因植物中可 使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素 合成基因。
第二节 关注基因工程
基因工程的应用
学习目标
1．举例说明基因工程应用及取得的丰 硕成果 2．关注基因工程的发展 3．认同基因工程的应用促进生产力的 提高及与我们生活的密切关系
问题1：什么是转基因生物？ 问题2：如何使哺乳动物本身变成“批量生 产药物蛋白的工厂”？ 问题3：我国转基因抗虫棉是转入什么基因 培育出来的？它与使用化学农药来防治害 虫相比，有什么优点？ 问题4：一般情况下，用常规育种的方法很 难培育出抗病毒的新品种，这是什么原因 呢？目前，人们已获得了哪些抗病毒的新 品种？ 问题5：什么是基因治疗？
动物基因工程应用
提高抗病能力
提高产品产量
改善产品品质
乳汁中分泌人凝血因子IX 生产药用蛋白 的转基因山羊
【例1】科学家设法将生长激素基因导入其他生物体(细胞) 内，从而获取大量的生长激素，应用于侏儒症的早期治疗， 如下图所示。请据图回答：
(逆)转录法 （1）过程①采用的方法是反 ________ ，过程②之前需用 同一种限制酶 ________处理目的基因和质粒。 2＋ Ca （2）过程③需事先对大肠杆菌用________处理，使其处于 将重组表达载体溶于缓冲液与感受态细胞混合， 感受态，接着________________________________ 在一定温度下促进感受态细胞吸收 DNA分子 ，完成转化过程。 _____________________________ 受精卵 ， （2）过程⑤一般先将生长激素基因导入奶牛的________ 然后将受精卵送入母体中，使其生长发育成转基因牛。这种 转基因牛进入泌乳期后，人们就可以从它分泌的 乳汁 中 提取出所想要的生长激素。