高中生物选修3专题一《基因工程》
高中生物选修三专题一 1.2 基因工程的基本操作程序
已知基因的核苷酸序列 ； ③前提条件：_______________________ 模板DNA 、___________ DNA引物 、 原料：___________ 热稳定DNA聚合酶 、 ________________ 四种脱氧核苷酸 。 __________________ 指数 方式扩增，即____ 2n （n为扩增 ④方式：以_____ 循环的次数） ⑤结果： 使目的基因的片段在短关信息。
如：根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
基因翻译产物蛋白知道序列，NA B、线粒体DNA C、总mRNA D、tRNA
3、化学方法人工合成目的基因
（1）范围
在基因较小，核苷酸序列已知的 情况下，可以利用DNA合成仪人工合 成。
（2）方法 化学合成法 、 反转录法
（在DNA合成仪中合成）
人工合成 (基因比较小)
DNA合成仪
48
①反转录法：
以目的基因转录成的信使 RNA为模板，反转录成互补的 单链DNA，然后在酶的作用下 合成双链DNA，从而获得所需 的基因。
（二）、目的基因
主要指的是编码蛋白质的结构基因
也可以是一些具有调控作用的因子。
例如：与生物抗逆性相关的基因，与生物优良品质 相关的基因，药物和保健品相关的基因，与毒物降 解相关的基因，以及与工业所需要酶相关的基因。
目前被广泛提取使用的目的基因有： 苏云金杆菌抗虫基因、植物抗病基因 （抗病毒、抗细菌)、人胰，导入的 一段碱基序列互补配对。
温度控制和缓冲液（Mg2+）
（5）、仪器： PCR扩增仪（自动调控温度的仪 器） （6）、方式： 以_____ 指数 方式扩增，即 ____ 2n （n为扩增循环的次数）
【公开课课件】人教版高中生物选修三课件：专题一基因工程(共77张PPT)
免疫-抗体
蛋白质是生命活动的 主要承担者 。
蛋白质工程实例
实例一：干扰素的保存 原因:干扰素易形成二聚体,变性使活性降低。 设计:如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨 酸，那么在-70℃的条件下，可以保存半年。
一、蛋白质工程的崛起的缘由
基因工程在原则上只能生产自然界已存 在的蛋白质。
蛋白质工程能产生自然界原本不存在的 新的蛋白质。
许多工业用酶是在改变天然酶的特性后，才 使之适应生产和使用需要的。
旁栏思考题
你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工 程有什么关系？我国科学家承担了什么任务？
人类蛋白质组计划是继人类基因组计划 之后，生命科学乃至自然科学领域一项重大 的科学命题。2001年，国际人类蛋白质组组 织宣告成立。之后，该组织正式提出启动了 两项重大国际合作行动：一项是由中国科学 家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”； 另一项是以美国科学家牵头执行的“人类血 浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质 组计划的帷幕。
P27/“讨论”
3、蛋白质工程的概念
是指以蛋白质分子的结构规律及其生 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。
4、蛋白质工程与基因工程的关系
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，是包含多学 科的综合科技工程领域。
导入微生物细胞 ——Ca2+处理成感受态细胞
1、将目的基因导入植物细胞:
卵细胞 极核
花粉粒
花粉粒萌发
花 粉 管
花 粉 管
精子
（2）
受 精 卵
受精卵 受精极核
2、将目的基因导入动物细胞:
含目的基因的表达载体提纯
高中生物选修三基因工程知识点总结
高中生物选修三基因工程知识点总结
高中生物选修三(基因工程)知识点总结如下:
1. 基因工程的基本步骤:
- 分离基因:从目标DNA序列中分离特定的基因。
- 转录:将分离得到的基因转录成RNA。
- 修饰:对转录后的基因进行修饰,使其更具表达效果。
- 克隆:用适当的载体将修饰过的基因导入目标细胞中。
- 表达:使目标细胞中导入的基因表达。
2. 基因工程的主要方法:
- 重组DNA技术:包括文库制备、扩增和筛选。
- 外源DNA片段导入技术:包括限制性内切酶消化、连接、转化、融合等。
- 自组织培养技术:包括离心、培养基选择、细胞培养等。
- 基因编辑技术:包括CRISPR/Cas9、CRISPR-Cas13a等。
3. 基因工程的应用:
- 细胞治疗:通过基因工程手段治疗一些遗传性疾病。
- 农业育种:通过基因工程技术改良作物品质和产量。
- 生物恐怖袭击防御:通过基因工程技术检测和防御生物恐怖袭击。
- 环境污染治理:通过基因工程技术处理污染物。
4. 基因工程的限制:
- 伦理和道德问题:基因工程技术可能会带来未知的伦理和道德
问题。
- 技术成本:基因工程技术相对其他技术更为复杂,成本较高。
- 技术安全:基因工程技术的安全性需要持续进行研究和维护。
5. 基因工程的安全性问题:
- 基因突变:基因工程过程中可能会引发基因突变,导致不良后果。
- 质量控制:基因工程技术的产品需要进行质量控制,以确保其质量和稳定性。
高中生物人教版选修3课件：专题1 基因工程
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专题整合
超级记忆法-记忆规律
第四个记忆周期是 1天 第五个记忆周期是 2天 第六个记忆周期是 4天 第七个记忆周期是 7天 第八个记忆周期是15天 这五个记忆周期属于长期记忆的范畴。 所以我们可以选择这样的时间进行记忆的巩固，可以记得更扎实。
如何利用规律实现更好记忆呢？
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专题整合
什么是学习力-常见错误学习方式
案例式 学习
顺序式 学习
冲刺式 学习
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专题整合
什么是学习力-高效学习必备习惯
积极 主动
以终 为始
分清 主次
不断 更新
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高效学习模型
专题整合
高效学习模型-学习的完整过程
方向
资料
筛选
认知
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专题整合
高效学习模型-学习的完整过程
消化
固化
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专题整合
超级记忆法-记忆方法
TIP1：NPC代入，把自己想成其中的人物，会让自己的记忆过程更加有趣 （比如你穿越回去，成为了岳飞的母亲，你会在什么背景下怀着怎样的心情在 背上刺下“精忠报国”四个字）； TIP2：越夸张越搞笑，越有助于刺激我们的大脑，帮助我们记忆，所以不妨在 编故事时，让自己脑洞大开，尝试夸张怪诞些~
优秀同龄人的陪伴 让你的青春少走弯路 -6-
专题整合
小案例—哪个是你
忙忙叨叨，起早贪黑， 上课认真，笔记认真， 小A 就是成绩不咋地……
好像天天在玩， 上课没事儿还调皮气老师， 笔记有时让人看不懂， 但一考试就挺好…… 小ents
1. 什么是学习力 2. 高效学习模型 3. 超级记忆法 4. 费曼学习法
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高中生物选修三专题一基因工程知识点
高中生物选修三专题一基因工程知识点专题一基因工程基因工程的概念基因工程就是指按照人们的心愿，展开严苛的设计，通过体外dna重组和转基因技术，剥夺生物以代莱遗传特性，缔造出以合乎人们须要的代莱生物类型和生物产品。
基因工程就是在dna分子水平上展开设计和施工的，又叫作dna重组技术。
（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内乌酶（管制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
（2）功能：能辨识双链dna分子的某种特定的核苷酸序列，并且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，因此具有专一性。
（3）结果：经管制酶研磨产生的dna片段末端通常存有两种形式：黏性末端和平末端。
黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的dna两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。
平末端：当管制酶从辨识序列的中心轴线处剖开时，剖开的dna两条单链的切口，就是平坦的，这样的切口叫做元显恭末端。
2.“分子缝合针”——dna连接酶(1)两种dna连接酶（e·colidna连接酶和t4-dna连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。
②区别：e·colidna连接酶源于大肠杆菌，就可以将双链dna片段优势互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而t4dna连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。
(2)与dna聚合酶促进作用的优劣:dna聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
dna连接酶是（1）载体具有的条件：①能够在受到体细胞中激活并平衡留存。
②具有一至多个限制酶切点，供外源dna片段插入。
③具备标记基因，可供重组dna的鉴别和挑选。
④对受体细胞无害。
（2）最常用的载体就是质粒,它就是一种外露的、结构直观的、单一制于细菌染色体之外，并具备自我复制能力的双链环状dna分子。
高中生物选修3教案 第1章 基因工程
专题一 1.1 DNA重组技术的基本工具1、教材分析《DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节，本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具，是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。
2、教学目标1．知识目标：（1）简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。
（2）简述DNA重组技术所需的三种基本工具。
2．能力目标：运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型。
3．情感、态度和价值观目标：（1）关注基因工程的发展。
（2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
3、教学重点和难点1、教学重点DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2、教学难点基因工程载体需要具备的条件。
4、学情分析学生在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识，对于本部分内容已经有了初步了解，所以学习起来应该不会有太大的困难。
5、教学方法1、学案导学：见学案。
2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习6、课前准备1．学生的学习准备：预习《DNA重组技术的基本工具》，初步把握DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
七、课时安排：1课时一、教学过程(一) 预习检查、总结疑惑。
检查学生落实预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师首先提问：A.我们以前在哪部分学习过基因工程？（必修二从杂交育种到基因工程）B.回想一下，转基因抗虫棉是怎样培育出来的？经过了哪些主要步骤？（实质是基因工程的基本操作程序：目的基因的获取，基因表达载体的构建，将目的基因导入受体细胞，目的基因的检测与鉴定）从这节课开始，我们将深入学习基因工程，今天我们来学习DNA重组技术的基本工具。
我们来看本节课的学习目标。
（多媒体展示学习目标，强调重难点）（三）合作探究、精讲点拨。
人教版高中生物选修3专题1第2节基因工程的基本操作程序(共42张PPT)
目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌 抗虫基因、植物抗病基因（抗病毒、抗细菌)、人胰 岛素基因等。
（一）获取目的基因的常用方法有哪些?
初始目的基因的来源 1. 从生物中直接获取 2. 人工合成
注意：要保持基因的完整性
目的基因的核苷酸序列未知）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）•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/122021/8/122021/8/128/12/2021 9:54:53 PM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/8/122021/8/122021/8/12Aug-2112-Aug-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/8/122021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021
PCR技术扩增与DNA复制的比较
碱基互补配对 四种脱氧核苷酸
模板、能量、酶
DNA在高温下 变性解旋
体外复制
解旋酶催化 细胞核内
热稳定的DNA聚合酶 细胞内的DNA聚合酶
大量的DNA片段 形成整个DNA分子
3.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
高考复习：人教版高中生物选修三现代生物技术专题一《基因工程》经典例题创新应用训练含答案解析
高中生物选修三现代生物技术专题全套教学案含单元检测专题一基因工程本专题包括基因工程的发展过程；DNA重组技术的基本工具；基因工程的基本操作程序；基因工程的应用；蛋白质工程的崛起等部分。
b5E2RGbCAP基因工程是一门20世纪70年代以来新兴的生物科学与工程技术相结合的科学。
也叫DNA重组技术。
它是按照人类的意愿，将某种基因有计划地转移到另一种生物中去的新技术。
现已成为生命科学中发展最快、最前沿的学科，有关生物工程的内容，己成为近几年生物高考的热点内容。
其中基因工程的操作工具和基因工程操作的基本步骤以及基因工程的成果及应用前景将是近年命题的新热点plEanqFDPw基因工程操作的三种基本工具，四项基本操作程序等内容将成为考查学生分析综合问题能力的材料；另外，针对生物工程在医药、食品、农林等高新技术产业中的应用，运用有关的生物知识指导生产和实践，对有关的生产方案、生产过程进行分析、综合评价，这也是高考的另一热点。
有关基因工程的备考，今后高考中可能涉及到本考题的热点问题，有如下几个方面：DXDiTa9E3d1•基因工程的基本步骤：目的基因的获取、基因表达运载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因表达的检测与鉴定几个步骤。
RTCrpUDGiT2•转基因技术的应用：（1）转基因动植物，如抗虫、抗病、抗逆、抗除草剂，抗倒伏的植物；产肉、产蛋量高、生长快、耐粗饲料的动物；此外，转基因动物为人类异体器官移植提供了可能。
（2）基因药物：如人造胰岛素、人造生长激素、溶血栓的尿激酶原等。
（3）基因治疗：美国对复合型免疫缺陷症的治疗；糖尿病的治疗：许多科学家希望利用基因工程手段将正常的合成胰岛素基因导入患者体内，并准确表达，以此来修复或替代失去正常功能的胰岛B细胞，从而维持机体血糖平衡。
（4）利用遗传工程培养转基因固氮绿色植物的展望。
地球上的固氮途径有三条：生物固氮、工业固氮、高能固氮。
其中，生物固氮是植物可利用氮的主要来源。
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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 黏性末端
完整版课件p平pt 末端
10
完整版课件ppt
11
磷 酸 二 酯 键
5
A
4
1
3
2
T
5
4
1
3
2
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12
什么叫黏性末端？ 大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别
具标记基因
质完粒整版、课件λ噬ppt 菌体衍生物、动植物病毒26
练习
1.以下说法正确的是
（C ）
A、所有的限制酶只能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
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• 上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？
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6
• 基因工程培育抗虫棉的关键步骤： 关键步骤一： 抗虫基因从苏云金芽孢杆菌
细胞内提取出来
关键步骤二： 抗虫基因与运载体DNA连接
关键步骤三： 抗虫基因导入受体(棉花)细胞
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7
• 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？ 关键步骤一的工具：基因的剪刀——限制酶 关键步骤二的工具：基因的针线——DNA连接酶 关键步骤三的工具：基因的运载工具——运载体
G
A ATT
CT T A A
G
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DNA连接酶
DNA聚合酶
连接DNA链 双链
单链
连接部位
在两DNA片段之间 将单个核苷酸加 形成磷酸二酯键 到已存在的核酸
片段的3’末端 的羟基上，形成 磷酸二酯键
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22
三、 “分子运输车” —基因进入受体细胞的载体：
1、通常以质粒作为载体
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8
DNA 重组技术的基本工具
“分子手术刀” ──限制酶 “分子缝合针” ──DNA连接酶
“分子运输车” ──基因进入受体细胞的载体
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9
一、 “分子手术刀” ——限制性核酸内切 酶
1、来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的一
种酶。能将外来的DNA切断，由于这种 切割作用是在DNA分子内部进行的，故 名限制性核酸内切酶。
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19
二、 “分子缝合针” —— DNA连接酶
1、种类：两类
E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
2、作用部位：磷酸二酯键
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙 “缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连 接起来，这样一个重完整组版课的件pptDNA分子就形成了2。0
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
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1
1.1DNA重组技术的基本工具
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2
学习目标
1、基因工程的基本概念 2、DNA重组技术的三种基本工具
重点：DNA重组技术的三种基本工具 难点：载体具备的特点
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3
定向基因改造设想
设想 一
设想 二
设想 三
能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？
能否让细菌“吐出”蚕丝？
(3)具有某些标记基因，以便进行筛选
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25
小结
基因工程 的工具
限制酶
主要存在于原核生物中 具有专一性(识别序列) 切开DNA分子的磷酸二酯键
DNA连oliDNA连接酶 T4 DNA连接酶
结构简单,大小适中
能在宿主细胞中自
运载 工具
具备的 条件
我复制并稳定存在 具一个至多个限制酶切位点
27
2.不属于质粒被选为基因运载体的理由 是
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
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28
GAATTC序列，并在G和A之间切开。
限制酶
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13
• 什么叫黏性末端？
限制 酶
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14
• 什么叫黏性末端？
被限制酶切开的DNA两条单链的切口， 带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互 补配对，这样的切口叫黏性末端。
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什么叫平末端？
特点：
◊ 与诱变育种相比，其特点是定___向__改__造__生__物__性__状_。 ◊ 在_分__子___水平上进行操作。
◊ 是否属于可遗传的变异？
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5
• 基因工程培育抗虫棉的简要过程：
苏云金芽孢杆菌
普通棉花(无抗虫特性)
提取
与运载体DNA拼接
抗虫基因
导入
棉花细胞(含抗虫基因)
棉花植株(有抗虫特性)
质粒——细菌细胞中一种很小的环状DNA分子。
裸露的、结构简单、独立于细菌之外，并且有自我 复制能力
质粒
拟核 大肠杆菌细胞
氨苄青霉素 抗性基因
目的基因插入位点
复制原点
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质粒
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24
载体应具备的四个条件
(1)能在宿主细胞内稳定保存并自我复制。
(2)有一个至多个限制酶切点，以便与外源基 因连接
当限制酶从识别序列的中心轴线处 切开时，切开的DNA两条单链的切口，是 平整的，这样的切口叫平末端。
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完整版课件ppt
18
二“分子缝合针”——DNA连接酶
类型
来源
相同点
功能 差别
E·coliDNA
连接酶
T4DNA连接酶
大肠杆菌 恢复 只能连接黏性末端
磷酸
T4噬菌体 二酯键
能连接黏性末端和 平末端(效率较低)
能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等 珍贵的药物？
经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创 立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。
完整版课件ppt
4
基因工程概念
又叫做DNA重组技术。是指按照人们的愿望， 进行严格的设计，并通过体外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。