2017届高二生物(人教版选修3)同步课堂课件：专题1 1-2《基因工程的基本操作程序》
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高中生物 专题1 细胞工程 1.2 基因工程的基本操作程序课件 新人教版选修3
R技术扩增目的基因 a.原理： DNA双链复制 。 b.条件： 引物 、DNA模板、 Taq酶、四种脱氧核苷酸。 c.过程：目的基因DNA受热变性后解链为单链， 引物 与单链相应互补序 列结合，然后在 DNA聚合酶 作用下进行延伸，如此重复循环多次。
方式二：师：出示我国有知识产权的转基因抗虫棉的培育图解：
问：转基因抗虫棉的培育需要哪些步骤？ 学生看图并回答：首先要获得目的基因，其次将目的基因连接到Ti质粒 上，然后将重组的Ti质粒导入受体细胞，最后要重建转基因植物。 根据学生回答补充：还需检测抗虫基因是否已经进入棉花植株，并由 此引出基因工程的四部曲。
答案
(5)在过程a中只需要DNA连接酶的参与( × ) (6)用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，要经过植物组织培养 才能获得表现出新性状的植物( √ ) (7)因病毒能够侵染正常细胞，有的病毒还能将自己的核酸整合到宿主细胞 的染色体上，所以动植物病毒也可作为基因工程的载体( √ )
答案
(3)分析基因表达载体模式图，回答下面问题。
①用于构建基因表达载体的质粒为什么必须具有启动子和终止子？启动 子和终止子与起始密码子和终止密码子是一回事吗？ 答案 导入到受体细胞的目的基因的表达需要调控序列，因此在插入目 的基因的部位之前需有启动子，之后需有终止子。与起始密码子和终止 密码子不是一回事，启动子和终止子都在DNA上，在遗传信息转录时起 作用。启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，是启动转录的开始，终 止子是DNA分子上决定转录停止的一段DNA序列，其组成单位都是脱氧 核苷酸。而起始密码子和终止密码子都是mRNA上三个相邻碱基。起始 密码子决定翻译的开始，终止密码子决定翻译的停止。
答案
合作探究
1.基因表达载体的构建相关问题思考 (1)为什么切割目的基因和载体要选用同一种限制性核酸内切酶？ 答案 选用同一种限制性核酸内切酶切割会产生相同的黏性末端，可以 在DNA连接酶的作用下将切割的目的基因和载体连接起来。
方式二：师：出示我国有知识产权的转基因抗虫棉的培育图解：
问：转基因抗虫棉的培育需要哪些步骤？ 学生看图并回答：首先要获得目的基因，其次将目的基因连接到Ti质粒 上，然后将重组的Ti质粒导入受体细胞，最后要重建转基因植物。 根据学生回答补充：还需检测抗虫基因是否已经进入棉花植株，并由 此引出基因工程的四部曲。
答案
(5)在过程a中只需要DNA连接酶的参与( × ) (6)用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，要经过植物组织培养 才能获得表现出新性状的植物( √ ) (7)因病毒能够侵染正常细胞，有的病毒还能将自己的核酸整合到宿主细胞 的染色体上，所以动植物病毒也可作为基因工程的载体( √ )
答案
(3)分析基因表达载体模式图，回答下面问题。
①用于构建基因表达载体的质粒为什么必须具有启动子和终止子？启动 子和终止子与起始密码子和终止密码子是一回事吗？ 答案 导入到受体细胞的目的基因的表达需要调控序列，因此在插入目 的基因的部位之前需有启动子，之后需有终止子。与起始密码子和终止 密码子不是一回事，启动子和终止子都在DNA上，在遗传信息转录时起 作用。启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，是启动转录的开始，终 止子是DNA分子上决定转录停止的一段DNA序列，其组成单位都是脱氧 核苷酸。而起始密码子和终止密码子都是mRNA上三个相邻碱基。起始 密码子决定翻译的开始，终止密码子决定翻译的停止。
答案
合作探究
1.基因表达载体的构建相关问题思考 (1)为什么切割目的基因和载体要选用同一种限制性核酸内切酶？ 答案 选用同一种限制性核酸内切酶切割会产生相同的黏性末端，可以 在DNA连接酶的作用下将切割的目的基因和载体连接起来。
高中生物专题1基因工程1.2基因工程的基本操作程序新人教版选修3
4．检测目的基因是否导入受体细胞常用 DNA 分子 杂交技术；检测是否转录，常用分子杂交技术；检测是 否翻译，常用抗原一抗体杂交技术。
一、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 检测与义 ： 将 含 有 某 种 生 物 不 同 基 因 的 许
2．导入动物细胞 (1)常用方法： 显微注射 技术。 (2)受体细胞： 受精卵 。 3．导入微生物细胞 (1)方法：感受态细胞法，即用 Ca2＋ 处理细胞，使细胞处 于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(这种细胞称为 感受态细胞 )。 (2)常用原核生物作为受体细胞的原因：繁殖快、多为单细 胞、遗传物质相对 较少 等。
1．2
基因工程的基本操作程序
1.基因表达载体的构建是基因工程的核心，一个基因 表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、 终止子以及标记基因等。
2．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化 法、基因枪法和花粉管通道法。
3．将目的基因导入动物细胞常用显微注射技术，导 入微生物细胞常用感受态细胞法(Ca2＋处理法)。
解析：目的基因的分子检测包括三个方面：①检测转 基因生物的 DNA 上是否插入了目的基因，方法是采 用 DNA 分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出 了相应的 mRNA，方法也是使用基因探针与之杂交； ③检测目的基因是否翻译成了相应的蛋白质，常用的 方法是抗原－抗体杂交。
答案：C
核心要点一 目的基因的获取与基因表达载体的构建 1．获取目的基因方法的比较
解析：由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基 因导入受体细胞的方式不同，所以基因表达载体的构建也会有 所差别，不可能千篇一律。
答案：选 B
一、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 检测与义 ： 将 含 有 某 种 生 物 不 同 基 因 的 许
2．导入动物细胞 (1)常用方法： 显微注射 技术。 (2)受体细胞： 受精卵 。 3．导入微生物细胞 (1)方法：感受态细胞法，即用 Ca2＋ 处理细胞，使细胞处 于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(这种细胞称为 感受态细胞 )。 (2)常用原核生物作为受体细胞的原因：繁殖快、多为单细 胞、遗传物质相对 较少 等。
1．2
基因工程的基本操作程序
1.基因表达载体的构建是基因工程的核心，一个基因 表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、 终止子以及标记基因等。
2．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化 法、基因枪法和花粉管通道法。
3．将目的基因导入动物细胞常用显微注射技术，导 入微生物细胞常用感受态细胞法(Ca2＋处理法)。
解析：目的基因的分子检测包括三个方面：①检测转 基因生物的 DNA 上是否插入了目的基因，方法是采 用 DNA 分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出 了相应的 mRNA，方法也是使用基因探针与之杂交； ③检测目的基因是否翻译成了相应的蛋白质，常用的 方法是抗原－抗体杂交。
答案：C
核心要点一 目的基因的获取与基因表达载体的构建 1．获取目的基因方法的比较
解析：由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基 因导入受体细胞的方式不同，所以基因表达载体的构建也会有 所差别，不可能千篇一律。
答案：选 B
高二生物人教版选修3课件1.2 基因工程的基本操作程序
四
(3)用化学方法人工合成。 ①直接人工合成:如果基因比较小,核苷酸序列又已知,也可以通过 DNA 合成仪用化学方法直接人工合成。 ②逆(反)转录法:如果提取到目的基因的 mRNA,可以利用 mRNA 在逆 转录酶的作用下人工合成目的基因。 其过程可表示为 mRNA →单链 DNA → 双链 DNA(目的基因)。
四
(2)利用 PCR 技术扩增目的基因。 ①PCR 的含义:是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。 ②目的:获取大量的目的基因。 ③原理:DNA 双链复制。 ④过程。 第一步,加热至 90~95 ℃,DNA 解链,打开氢键。 第二步,冷却到 55~60 ℃,引物结合到互补 DNA 链,与互补 DNA 链之 间形成氢键。 第三步,加热至 70~75 ℃,Taq 酶从引物起始进行互补链的合成。 如此重复循环多次。 ⑤结果:大量的相同的 DNA 分子。
第四章 章末归纳整合 第一章 §1
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一
二
三
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一
二
三
四
基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤: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。
第四章 章末归纳整合 第一章 §1
高中生物选修三1.2基因工程的基本操作程序(共17张PPT)
比较以下名词：
本质 位置 作用
起始(终止)密码子 三个相邻碱基 位于mRNA上 起始(终止)翻译
启动(终止)子 DNA片段 位于DNA上
启动(终止)转录
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1、地位：（核心） 2、目的：（稳定存在、遗传、表达和发挥作用） 3、构成：（启动子、终止子、复制原点、标记基因、目的基因） 4、启动子的作用：（识别、结合；驱动基因转录） 5、终止子的作用：（使转录在所需要的地方停止下来） 6、标记基因的作用： （鉴别、筛选） 根据所给关键词，从课本第11页中找出来原话背过。
如何在以上各种类型的细菌中找出理 想的结果？
经典例题，体验标记基因的作用 用双标记基因效率会更快。
注意：基因工程很难一蹴而就，需 要不断地修正、调整。
中会导致相应 的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性 基因，Tetr表示四环素抗性基因)。
有人将此质粒载体用BamHⅠ酶切 后，与用BamHⅠ酶切获得的目的基因 混合，加入DNA连接酶进行连接反应， 用得到的混合物直接转化大肠杆菌。 结果大肠杆菌有的未被转化，有的被 转化。被转化的大肠杆菌有三种，分 别是含有环状目的基因、含有质粒载 体、含有插入了目的基因的重组质粒 的大肠杆菌。
1、限制性核酸内切酶（简称限制酶）的作用及作用结果
作用：能够识别双链DNA分子的一种特定核苷酸序列， 并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间 的磷酸二酯键 断裂。（并在特定的切点上切 割DNA分子。 ）
结果：产生黏性未端和平末端
2、DNA连接酶的作用是？ 包括哪两种？有什么不同？
2、DNA连接酶的作用是？ 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，将两 条DNA链连接起来。
包括哪两种？有什么不同？ E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端 T4DNA连接酶能连接黏性末端和平末端，不过效率不一样
人教版高中生物选修(三)-1.2基因工程的基本操作程序 课件 (共42张PPT)
3. 通过DNA合成仪化学方法直接人工合成 （基因比较小、核苷酸序列又已知）
蛋白质的氨基酸序列
推测
mRNA的核苷酸序列
推测
结构基因的核苷酸序列
化学合成
目的基因
步骤二：基因表达载体的构建（核心内容）
1. 表达载体的构建过程
质粒
获取目的基因
C T TAAG G AAT T C
C T TAAG G AAT T C
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
转化：
指目的基因进入受体细胞内，并且在受 体细胞内维持稳定和表达的过程。
1.将目的基因导入植物细胞
（1）农杆菌转化法：感染双子叶植物和裸 子植物，对大多单子叶植物没有感染力；
（2）基因枪法：常用于单子叶植物； （3）花粉管通道法：转基因抗虫棉。
（2）基因枪法：常用于单子叶植物；
（A ）
3.在遗传工程技术中,下列何种目的基因一般以直接分离的方法获得
A.人的胰岛素基因 C.芽孢杆菌的抗虫基因
B.蚕的蚕丝蛋白基因 D.菜豆储藏蛋白基因 C
4.不属于质粒被选为基因运载体的理由是
A.能复制 C.具有标记基因
B.有多个限制酶切点 D.它是环状DNA
（ D）
5.有关基因工程的叙述正确的是
操作环境
体内（细胞内）
体外
练习．有关PCR技术的说法，不正确的是( Ｄ ） A．PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核 酸合成技术 B．PCR技术的原理是DNA双链复制 C．利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已 知目的基因的核苷酸序列 D．PCR扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA
据图回答：
（1）将含有目的基因的DNA与质粒该表达载体分别
高中生物 第一章 基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序课件高二选修3生物课件
• 3.第三步：将目的基因导入受体细胞 • （1）概念：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞
内维持稳定(wěndìng)和表达的过程，称为转化。 • （2）常用的转化方法（见《优化》P6）
• ①导入植物细胞：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道 法
操作过程：P12 • ②导入动物细胞：显微注射技术（最多、最有效）
12/10/2021
第九页，共十页。
内容(nèiróng)总结
§1.2 基因(jīyīn)工程的基本操作程序。§1.2 基因(jīyīn)工程的基本操作程序。（既是概念， 又是原理）。1、下列获取目的基因(jīyīn)的方法中需要模板链是（ ）。（2）以质粒为载体，
No 将目的基因(jīyīn)与质粒结合的步骤：。①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有黏性末
聚糖，因此一般要先用Ca2＋处理，以增加细 菌细胞壁的通透性。
12/10/2021
第八页，共十页。
三、基因工程 操作程序： (jīyīn gōngchéng)
• 4.第四步：目的基因的检测与鉴定 • （1）内容： • ①检测转基因生物(shēngwù)的染色体DNA上是否插入了目的
基因（关键）
• ②检测目的基因是否转录出了mRNA • ③检测目的基因是否翻译成蛋白质 • （2）常用的技术： • ①DNA分子杂交技术－－DNA与DNA杂交 • ②分子杂交技术－－DNA与RNA杂交 • ③蛋白质分子（抗原－抗体）间的杂交
端的切口。端，它是RNA聚合酶识别和合的部位，。（1）概念：目的基因(jīyīn)进入受体细 胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。③蛋白质分子（抗原－抗体） 间的杂交
Image
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内维持稳定(wěndìng)和表达的过程，称为转化。 • （2）常用的转化方法（见《优化》P6）
• ①导入植物细胞：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道 法
操作过程：P12 • ②导入动物细胞：显微注射技术（最多、最有效）
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内容(nèiróng)总结
§1.2 基因(jīyīn)工程的基本操作程序。§1.2 基因(jīyīn)工程的基本操作程序。（既是概念， 又是原理）。1、下列获取目的基因(jīyīn)的方法中需要模板链是（ ）。（2）以质粒为载体，
No 将目的基因(jīyīn)与质粒结合的步骤：。①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有黏性末
聚糖，因此一般要先用Ca2＋处理，以增加细 菌细胞壁的通透性。
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第八页，共十页。
三、基因工程 操作程序： (jīyīn gōngchéng)
• 4.第四步：目的基因的检测与鉴定 • （1）内容： • ①检测转基因生物(shēngwù)的染色体DNA上是否插入了目的
基因（关键）
• ②检测目的基因是否转录出了mRNA • ③检测目的基因是否翻译成蛋白质 • （2）常用的技术： • ①DNA分子杂交技术－－DNA与DNA杂交 • ②分子杂交技术－－DNA与RNA杂交 • ③蛋白质分子（抗原－抗体）间的杂交
端的切口。端，它是RNA聚合酶识别和合的部位，。（1）概念：目的基因(jīyīn)进入受体细 胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。③蛋白质分子（抗原－抗体） 间的杂交
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2017_2018学年高中生物专题1基因工程1.2基因工程的基本操作程序课件新人教版选修3
01 课前 自主梳理
02 课堂 合作探究
03 课后 巩固提升
课时作业
Байду номын сангаас
一、目的基因的获取 1．目的基因 (1)主要是指编码蛋白质的基因。 (2)也可以是一些具有调控作用 的不同基因的许多 DNA 片段 ，导入受体菌 的群体中 储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。
优点
操作简单
专一性强
缺点
工作量大、盲目性 操作过程较麻烦，技 需要严格控制温 大、专一性差 术要求过高 度、技术要求高
3.基因表达载体的构建：
目的基因：主要是指编码蛋白质的基因 本质：一段有特殊结构的DNA片段 位置：基因的首端 启动子功能：是RNA聚合酶识别和结合的部 位，驱动目的基因转录出mRNA 1 本质：一段有特殊结构的DNA短片段 组成 终止子位置：基因的尾端 功能：使转录在所需要的地方停止下来 复制原点：使目的基因复制和传递 标记基因：鉴别受体细胞中是否含有目的基因， 从而将含有目的基因的细胞筛选出来
②基因枪法：常用于 单子叶植物。 ③花粉管通道法：目的基因借助花粉管通道进入受体细胞。
(2)导入动物细胞 ①方法： 显微注射技术。 ②常用受体细胞：受精卵 。 (3)导入微生物细胞
单细胞 、遗传物质相对 较少等。 ①原核生物特点：繁殖快 、多为
2＋ Ca ②方法：感受态细胞法，即用 处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中 DNA
1．2 基因工程的基本操作程序
[课标解读]
1.简述基因工程原理和技术(重点)。 2.用流程图表示基因工程的基本操作
程序(重难点)。3.用流程图表示目的基因的检测与鉴定程序(重点)。4.列表比较几种转化方 法的异同和目的基因检测与鉴定的几个环节的异同(难点)。5.尝试设计某一转基因生物的 研制过程。
生物选修Ⅲ人教新课标1-2基因工程的基本操作程序课件(27张)
（3）PCR的过程 变性→复性→延伸→循环 (高温)(中温)(低温)
Taq聚合酶
模板DNA
3` 5`
引物1
引物2 原料
目的基因
5`
3`
℃
92 75 55
℃
92 75 55
3`
5`
5`
3`
变性
℃ 92 75 55
退火
℃ 92 75 55
延伸
℃ 92 75 55
变性
℃ 92 75 55
退火
1.2 基因工程的基本操作程序
第二步：基因表达载体的构建（核心）
单酶切(a酶）
用同种限制酶分别切割含目
a
的基因的DNA片段（两端分
别切割）和质粒（切割一
b
次）.用DNA连接酶连接。
双酶切（a酶和b酶）
标记基因
用两种限制酶分别切割含 目的基因的DNA片段（两端
b
分别切割）和质粒。用DNA
连接酶连接。
1.2 基因工程的基本操作程序
第一步：目的基因的获取
目的基因：能够编码特定蛋白质的基因。
1.2 基因工程的基本操作程序
念 将含有某种生物不同基因的DNA片段，导入受体菌的群体中储存， 各个受体菌分别
a
双酶切的优点：
①防止DNA连接酶连接时，使目的基因自身环化
②防止DNA连接酶连接时，使质粒重新环化
③防止DNA连接酶连接时，质粒与目的基因反向（不定向）连接
②终止子：一段特殊的 DNA片段，位于目的基因 的尾端，使mRNA的转录 终止。
1.2 基因工程的基本操作程序
第二步：基因表达载体的构建（核心）
（2）表达载体的组成
启动子＋目的基因＋终止子＋标记基因（＋复制原点）
Taq聚合酶
模板DNA
3` 5`
引物1
引物2 原料
目的基因
5`
3`
℃
92 75 55
℃
92 75 55
3`
5`
5`
3`
变性
℃ 92 75 55
退火
℃ 92 75 55
延伸
℃ 92 75 55
变性
℃ 92 75 55
退火
1.2 基因工程的基本操作程序
第二步：基因表达载体的构建（核心）
单酶切(a酶）
用同种限制酶分别切割含目
a
的基因的DNA片段（两端分
别切割）和质粒（切割一
b
次）.用DNA连接酶连接。
双酶切（a酶和b酶）
标记基因
用两种限制酶分别切割含 目的基因的DNA片段（两端
b
分别切割）和质粒。用DNA
连接酶连接。
1.2 基因工程的基本操作程序
第一步：目的基因的获取
目的基因：能够编码特定蛋白质的基因。
1.2 基因工程的基本操作程序
念 将含有某种生物不同基因的DNA片段，导入受体菌的群体中储存， 各个受体菌分别
a
双酶切的优点：
①防止DNA连接酶连接时，使目的基因自身环化
②防止DNA连接酶连接时，使质粒重新环化
③防止DNA连接酶连接时，质粒与目的基因反向（不定向）连接
②终止子：一段特殊的 DNA片段，位于目的基因 的尾端，使mRNA的转录 终止。
1.2 基因工程的基本操作程序
第二步：基因表达载体的构建（核心）
（2）表达载体的组成
启动子＋目的基因＋终止子＋标记基因（＋复制原点）
3.2 基因工程的基本操作程序(第1课时)课件-高二下学期生物人教版选择性必修3
都由能够编码蛋白质的 编码区 和具有调控作用 相同点
的 非编码 区组成的
原核生物的基因： 不能编码蛋白质的序列 = 非编码区 真核生物的基因： 不能编码蛋白质的序列 = 非编码区+内含子
2. 筛选合适的目的基因
（1）较为有效的方法：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选。 （2）实例：Bt 抗虫蛋白基因（Bt 基因）的筛选过程
每次循环一般可以分为_变___性_、_复__性__、_延__伸__三步。 由于延伸后得到的_产__物__又可以作为下一个循环的_模__板__，因而 每一次循环后目的基因的量可以增加_一__倍__，即成_指__数__形式扩增 （约为2n，其中n为扩增循环的次数）。
③PCR扩增目的基因的过程：
1)变性 冷却
③PCR扩增目的基因的过程：
1)变性 冷却 2)复性 加热 3)延伸
5’
3’
5’
3’
3’
5’
第3步：延伸
3’
5’ 5’
3’
3’
5’
当温度上升到72℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚
合酶的作用下，根据碱基互补配对原则，加到引物的3’端，合成新的
DNA链。DNA新链延伸的方向： 5’端 → 3’端
2)复性
加热
3)延伸
预变性 90 ℃以上 增加大分子模板DNA彻底变性的概率
5’
3’
3’
5’
第1步：变性
5’
3’
当温度>90℃时，双链DNA
3’
5’ 解旋为单链。断氢键
③PCR扩增目的基因的过程：
1)变性 冷却 2)复性 加热 3)延伸
5’
3’
5’