人教版高中生物选修3专题一《基因工程》
人教版高中生物选修三基因工程课件
目的基因的检测与鉴定
导入的鉴定：检测转基因生物的染色体DNA上是否插 入目的基因。DNA分子杂交
转录的鉴定：检测目的基因是否转录出mRNA。分子杂 交技术
翻译的鉴定：检测目的基因是否翻译出蛋白质。抗原 -抗体杂交
四 基因工程的应用
（1） 植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，改良植物品质
（2） 动物基因工程：提高生物生长速度，改良畜产品品质，转基因动物生产药物
（3）PCR技术：使目的基因以指数的形式在短时间内快速扩增。
构建基因表达载体
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
启动子：位于基因的首端，是与RNA聚合酶结合的部 位，驱动基因转录出mRNA。
插入基因：目的基因
终止子：一段特殊的DNA片段，位于基因的尾端， 作用是使转录停止。
基因工程
选修三
内容
一 基因工程的概念 二 DNA重组技术的基本工具 三 基因工程的基本操作步骤 四 基因工程的应用
教学目标 1.基因工程的概念。 2.基因操作的工具和基本步骤
一 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。通俗的说，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。
黏性末端 平末端
二 DNA重组技术的基本工具
（2）基因的针线─DNA连接酶
DNA连接酶可以把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来（形 成磷酸二酯键），形成重组的DNA分子
种类
大肠杆菌连接酶（E.coliDNA连接酶）：黏性末端 T4DNA连接NA重组技术的基本工具
获取目的基因
1.目的基因主要指编码蛋白质的结构基因
人教版高中生物选修三：1.3《基因工程的应用》ppt课件
转基因克隆猪器官
提示:生长激素基因
启动子
免疫排斥
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2.动物乳腺生物反应器的原理、生产流程及优点是怎样的? 提示:(1)原理:利用基因工程,把动物的乳腺作为生产工具,使目的 基因在其内表达,在分泌的乳汁中获得人类需要的生物产品。 (2)生产流程:
(3)优点: ①产量高,易获得目标产品; ②目标产品质量好,因为乳腺组织具有一整套全面对蛋白质进行 合成和加工的能力; ③产品成本低; ④从乳汁中提取产品,操作简单。
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四、基因治疗曙光初照
1.基因治疗是把正常基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥 功能,从而达到治疗疾病的目的。可分为体外基因治疗和体内基因治疗 两种。 2.无论哪一种基因治疗,目前都处于初期的临床试验阶段。
预习交流
1.患者通过基因治疗后,其后代还患遗传病吗?为什么? 提示:其后代很可能还患有这种遗传病。对患者进行相关细胞的基 因替换,但这种局部细胞的基因替换,并没有改变其他部位细胞的基因, 如精原细胞。其后代很可能还会患遗传病。 2.基因治疗现在应用于临床治疗了吗? 提示:基因治疗的很多技术还不成熟 ,目前只是处于临床试验阶段。
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2.抗病转基因植物 (1)引起植物生病的微生物称为病原微生物,主要有病毒、真菌和细 菌等。 (2)目的基因:病毒外壳蛋白基因、 病毒复制酶基因、 几丁质酶基因、 抗毒素合成基因。 (3)意义:能够获得杂交育种无法获得的抗病毒的新品种。 3.抗旱、抗盐碱植物 (1)原理:干旱和盐碱对农作物的危害与细胞内渗透压调节有关。 (2)目的基因:调节细胞渗透压的基因。 (3)成果:抗盐抗旱烟草等。 4.利用转基因改良植物的品质 (1)应用范围:可以提高植物中氨基酸的含量、延长贮存时间、改变 花色等,从而提高作物品质。 (2)提高氨基酸含量和种类的方法:将某些氨基酸含量多的蛋白质 编码基因导入植物;改变氨基酸合成途径中某种关键酶的活性,提高氨 基酸的含量。
精选2019-2020年人教版高中选修3《现代生物科技专题》生物专题1 基因工程1.2 基因工程的基本操作程序课后练
最新教育资料精选 1 / 13 精选2019-2020年人教版高中选修3《现代生物科技专题》生物专题1 基因工程1.2 基因工程的基本操作程序课后练习十
第1题【单选题】 利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂的流程如图所示，下列叙述正确的是( )
A、过程①需使用转录酶 B、过程②需使用解旋酶和PCR技术获取目的基因 C、过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞 D、过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备
【答案】：
【解析】：
第2题【单选题】 最新教育资料精选
2 / 13 有关基因工程的叙述正确的是( ) A、限制性内切酶只在获得目的基因时才用 B、重组质粒的形成在细胞内完成 C、质粒都可作运载体 D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料
【答案】：
【解析】：
第3题【单选题】 基因工程中常见的载体是( ) A、质体 B、染色体 C、质粒 D、线粒体
【答案】：
【解析】：
第4题【单选题】 下列有关基因工程中运载体的说法正确的是( ) 最新教育资料精选 3 / 13 A、在进行基因工程操作中，被用作运载体的质粒都是天然质粒 B、所有的质粒都可以作为基因工程中的运载体 C、质粒是一种独立于细菌染色体外的链状DNA分子 D、作为载体的质粒DNA分子上应有对重组DNA进行鉴定和选择的标记基因
【答案】：
【解析】：
第5题【单选题】 现有一长度为1000碱基对（by）的DNA分子，用限制性核酸内切酶EcoRI酶切后得到的DNA分子仍是1000 by，用KpnI单独酶切得到400 by和600 by两种长度的DNA分子，用EcoRI,KpnI同时酶切后得到200by和600by两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是( )
A、 B、
C、 D、 最新教育资料精选
4 / 13 【答案】：
【解析】：
第6题【单选题】 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。
高中生物选修三专题一基因工程测试题和答案
生物选修三第一章周测出题人：植秀燊一、单项选择题（本部分共24个小题，每小题2分，共48分。
每小题只有一项选项符合题意）1．在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“运载体”分别是指( )A、大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶B、噬菌体、质粒、DNA连接酶C、DNA限制酶、RNA连接酶、质粒D、DNA限制酶、DNA连接酶、质粒2．基因工程的实质是（）A、基因重组B、基因突变C、产生新的蛋白质D、产生新的基因3．下列关于限制酶的说法不正确的是( )A.限制酶存在于各种生物中，尤其在微生物细胞中分布最多B.不同的限制酶识别不同的核苷酸序列C.限制酶能识别不同的核苷酸序列，体现了酶的专一性D.限制酶的作用只是用来提取目的基因4．转基因动物基因时的受体细胞是( )A、受精卵B、精细胞C、卵细胞D、体细胞5．运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中，培育出转基因抗虫的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白质，对菜青虫有显著抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减少农药使用，据以上信息，下列叙述正确的是( )A、Bt基因的化学成分是蛋白质B、Bt基因中有菜青虫的遗传物质C、转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt基因D、转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物6．水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中Asp、Gly、Ser构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记，在转基因技术中，这种蛋白质的作用是( )A、促使目的基因导入宿主细胞中B、促使目的基因在宿主细胞中复制C、使目的基因容易被检测出来D、使目的基因容易成功表达7．下列与基因工程无关的是( )A、培养利用“工程菌”生产胰岛素B、基因治疗C、蛋白质工程D、杂交育种8．上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍，转基因动物是指（）A．提供基因的动物B．基因组中增加外源基因的动物C．能产生白蛋白的动物D．能表达基因信息的动物9．治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传疾病的根本途径是（）A、口服化学药物B、注射化学药物C、利用辐射或药物诱发致病基因突变D、采取基因疗法替换致病基因10．当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白质类替代治疗剂，则基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是（）A、都与天然产物完全相同B、都与天然产物不相同C、基因工程药物与天然产物完全相同，蛋白质工程药物与天然产物不相同D、基因工程药物与天然产物不相同，蛋白质工程药物与天然产物完全相同11．有关基因工程的成果及应用的说法不正确的是（）①、用基因工程方法培育的抗虫植物和能抗病毒的植物②、基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培育体型巨大、品质优良的动物③、任何一种假单孢杆菌都能分解四种石油成分，所以假单孢杆菌是“超级菌”④、基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物A.①②B.③④C.②③D.②④12．下图所示限制酶切割基因分子的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列和切点是( )A．CTTAAG，切点在C和T之间 B．CTTAAG，切点在G和A之间C．GAATTC，切点在G和A之间 D．GAATTC，切点在C和T之间13．科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶蛋白。
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。
人教版教学课件[名校联盟]吉林省东辽县第一高级中学高中生物人教版选修3《基因工程的基本操作程序》课件
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2.PCR技术
原理： DNA复制 前提： 已知目的基因的一段核苷酸序列 原料： 模板DNA；DNA引物；四种脱氧
核苷酸；热稳定DNA聚合酶 （Taq酶）；离子
优点
指数 ：以_____方式扩增， 在短时间内大量扩增目的基因 复性 延伸
PCR扩增仪
过程：变性
3.人工合成基因法
1）反转录法： 目的基因的mRNA 以目的基因转录成 反转录 的信使RNA为模板，反 转录成互补的单链DNA， 单链DNA(cDNA) 然后在酶的作用下合成 合成 双链DNA，从而获得所 需的基因。 双链DNA (即目的基因)
步骤二：基因表达载体的构建(基因工程的核心） 目的：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，同时使目 的基因能够表达和发挥作用。
基因表达载体的组成：
a、目的基因 b、启动子 c、终止子 d、标记基因等
启动子：位于基因的首端的 一段特殊的DNA片断，它是 RNA聚合酶识别和结合的部 位，有了它才能驱动基因转 录出mRNA，最终获得蛋白质 终止子：位于基因的尾端的 一段特殊的DNA片断，能终 止mRNA的转录 标记基因的作用是为了鉴别 受体细胞中是否含有目的基 因，从而将有目的基因的细 胞筛选出来1.从基因中获取目的基因：基因:
将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入 受体菌的群体中储存,各个受体菌库操作程序主要包括 四个基本步骤： 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
步骤一：目的基因的获取
目的基因是人们所需要转移或改造的基因, 获取目的基因是实施基因工程的第一步 。 如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，还有植 物的抗病（抗病毒、抗细菌）基因、种子贮 藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因、干扰 素基因等。
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
人教版高中生物选择性必修第3册 (基因工程) 基因工程(3)
3.基于基因工程原理和操作程序，尝试提出某一转基因植物的方案并就其中的操作程序展开探究。
教学重点
基因工程基本操作程序的四个测与鉴定的方法。
教学过程(表格描述)
教学环节
主要教学活动
设置意图
如果不能直接导入棉花，那下一步应该怎么做？
观察基因表达载体的构成元件，用已有知识分析每一个元件的功能。构建重组质粒需用哪些工具酶？利用已学DNA重组技术的基本工具设计。
重组表达载体的筛选
目的基因导入受体细胞——大肠杆菌
问题：连接混合物能直接导入棉花受体细胞吗？如何改பைடு நூலகம்？
虽然体外构建表达载体，解决了目的基因的导入、复制和表达问题，但是连接产物仍然是混合物，如果直接导入棉花受体细胞，转化率低，需要筛选大量转化植株。为了提高转化率，可以先导入到大肠杆菌中，筛选正确的重组表达载体。导入大肠杆菌，需要先用CaCl2处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞，再将体外重组混合物分子（包含着重组质粒、质粒自身环化物、目的基因自身环化物等）溶于缓冲液中与感受态细胞混合，42℃短暂热激处理，完成转化过程。
引入新课
培育转基因抗虫棉的步骤
小结
教师创设转基因抗虫棉的产生背景和推广应用情况的情境，并利用这一情境，提出问题：“转基因抗虫棉是怎么获得的？培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤？”引发学生思考。
一、目的基因的获取
二、基因表达载体的构建
问题：怎样将Bt基因转入棉花？能否直接导入？引导学生说出已制备的目的基因，如果没有合适载体的协助，是很难进入受体细胞的，即使能进入，往往也不能进行复制和表达。
用概念图总结基因工程的基本操作程序的四部曲。
转基因抗虫棉是我国科学家自主取得的重大科技成果，了解相关知识背景能增强学生的民族自豪感和自信心，教师提出的问题又可以启迪学生
福建省建瓯市高中生物 专题1 基因工程知识点总结 新人教版选修3
专题1 基因工程知识点总结基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链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，因此具有专一性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
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连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段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聚合酶作用的异同: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连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——载体（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。
②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。
③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
（2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
（3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒(二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。
2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。
人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。
3.PCR技术扩增目的基因（1）原理：DNA双链复制（2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA 链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
人教版高中生物选择性必修第3册 基因工程 植物细胞工程(1)
以培育番茄-马铃薯的杂种植株为例，解决植物体细胞杂交过程中的问题
1. 要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一起遇到的第一个障碍是什么？如何解决？
酶解法去除细胞壁
2.若两种原生质体混合在一起，就能融合形成一个细胞吗？
基于细胞膜的流动性，介绍物理方法和化学方法
3.仅考虑两两融合的情况，融合细胞有几种类型？
3.通过解决番茄-马铃薯杂种植株育种过程中的问题，说出植物体细胞杂交的原理和意义。
教学重点
1.植物组织培养的原理和过程。
2.植物体细胞杂交的原理和意义。
教学难点
植物组织培养的过程
教学过程(表格描述)
教学环节
主要教学活动
设置意图
导入
北京市花月季为例，提出花卉快速大量繁殖的难题。
联系生活生产，创设真实情景。
植物组织培养
先回顾必修一斯图尔德的胡萝卜组织培养实验，然后介绍组织培养的过程，以及相关名词
展示植物组织培养的过程，学生先对其过程有一个整体的认识。
以植物组织培养的发展历程为线索
1902年哈勃兰特提出细胞全能性的假设，并设计实验验证假设，分析实验失败的原因；
1934年，植物生长素发现，生长素使山毛柳形成层细胞分裂旺盛；
1955年，发现激动素，激动素可以促进芽的形成；
1957年，Skoog和Miller提出有关植物激素控制器官形成的概念，展示烟草和菊花的植物组织培养实验，分析实验结果，得出结论：高细胞分裂素、低生长素有利于芽的形成，高生长素、低细胞分裂素有利于生根，生长素和细胞分裂素比例适宜有利于愈伤组织产生。
1958年，斯图尔德的胡萝卜植物组织培养实验成功，首次验证了植物细胞的全能性。
小结
植物组织培养技术，植物体细胞杂交技术的总结。