专题1基因工程 知识结构
高中生物-专题-第节-基因工程的应用课件-新人教版选修
[答案] B
金茶花是中国特有的观赏品种，但易被有害真菌感染得 枯萎病，降低观赏价值。科学家在某种植物中找到了抗枯萎 病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种。请据 图回答：
(1)将②连接到①上并形成③，常用到的酶有______。 (2)抗枯萎病的金茶花培育成功，从变异的角度来说，属于 ________。 (3)通过检测，被③侵染的金茶花叶片细胞具备了抗病性， 这说明②已经________。抗病基因是否表达可以从个体水平上 做________实验，简述实验过程______________________。
三、基因治疗 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，这是治疗遗传病的最 有效的手段。 1．基因治疗种类和方法 (1)体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞进行培养， 然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养 ，最后重新输入患者体内。如腺苷酸脱氨酶基因的转移。 (2)体内基因治疗：用基因工程的方法，直接向人体组织细 胞中转移基因。
高中生物 专题 第节 基 因工程的应用课件 新人
教版选修
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2023年5月11日星期四
专题一 第三节 基因工程的应用
1 目标定位
2 预习导学 3 要点精析 4 思维升华
5 知识构建 6 应用探究 7 课时作业
目标定位
1．举例说出基因工程的应用及取得的丰硕成果。(重点) 2．了解基因工程的进展。 3．了解基因工程在农业和医疗等方面的应用。
受体生物
备注
①抗虫但不抗病 毒、细菌、真菌 等；
②培育抗虫作物 的优点：减少环 棉花、水 境污染、降低生 稻等 产成本；
届高考生物一轮复习金榜课件知识概览主干回顾核心归纳选修3 专题1基因工程共89张
7.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。( √ ) 【分析】蛋白质工程包含多学科的综合科技工程领域,但它是 在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程。
考点一 基因工程的工具 1.限制酶和DNA连接酶的关系
(1)限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。 (2)限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在该酶的识 别序列或识别序列已经被修饰。 (3)限制酶是一类酶,而不是一种酶。 (4)DNA连接酶起作用时,不需要模板。
五、蛋白质工程 1.概念理解 (1)基础:蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。 (2)操作:_基__因__修__饰__或基因合成。 (3)结果:改造了现有蛋白质或制造出_新__的__蛋__白__质__。 (4)目的:满足人类的生产和生活的需求。 2.操作过程 从预期的_蛋__白__质__功__能__出发→设计预期的_蛋__白__质__结__构__→推测应 有的_氨__基__酸__序__列__→找到相对应的_脱__氧__核__苷__酸__序__列__(基因)→基 因表达→产生需要的蛋白质。
5.载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中,使之稳定存在 并表达。( √ ) 【分析】基因工程中利用载体将目的基因导入受体细胞中并使 之稳定存在并表达。 6.蛋白质工程可按照人的意愿生产出自然界中不存在的蛋白 质。( √ ) 【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生理 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 需要。
从_基__因__文__库__中获取目的基因 利用_P_C_R_技__术__扩增目的基因 通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成
2.基因表达载体的构建——基因工程的核心 (1)基因表达载体的组成:_目__的__基__因__、启动子、终止子、_标__记__ _基__因__。 ①启动子: a.位置:位于_基__因__的__首__端__。 b.作用:是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因_转__录__出__m_R_N_A_, 最终获得所需要的蛋白质。 ②终止子: a.位置:位于基因的尾端。 b.作用:使_转__录__在所需要的地方停止下来。
2022生物现代生物科技专题第1讲基因工程教案3
第1讲基因工程1.基因工程的诞生(Ⅰ）2.基因工程的原理及技术（含PCR技术）(Ⅱ）3。
基因工程的应用(Ⅱ）4.蛋白质工程（Ⅰ）1。
基因的结构与功能（生命观念)2。
基因工程的操作流程图及蛋白质的流程图等(科学思维）3。
基因工程的应用和蛋白质工程(科学探究）4.正确看待转基因生物与环境安全问题（社会责任）考点一基因工程的基本工具及基本程序1．基因工程的概念（1)概念：按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，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。
(2)优点①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
②与诱变育种相比：定向改造生物的遗传性状。
2．基因工程的基本工具（1）限制性核酸内切酶(简称限制酶）。
①来源：主要来自原核生物。
②特点：具有专一性，表现在两个方面：识别——双链DNA分子的某种特定核苷酸序列.切割-—特定核苷酸序列中的特定位点。
③作用：断裂特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
④作用结果错误!—错误!（2）DNA连接酶(3)载体①种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
②质粒的特点错误!③运载体的作用：携带外源DNA片段进入受体细胞。
3．基因工程的基本操作程序（1)目的基因的获取①从基因文库中获取②人工合成错误!③利用PCR技术扩增（2）基因表达载体的构建—-基因工程的核心①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。
②基因表达载体的组成(3）将目的基因导入受体细胞①转化含义：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内遗传和表达的过程.②转化方法生物类型植物动物微生物受体细胞体细胞受精卵大肠杆菌或酵母菌等(4)目的基因的检测与鉴定4。
PCR技术(1)原理：DNA复制。
（2)前提：已知目的基因的一段核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。
（3）条件：DNA模板、引物、热稳定DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸.（4)扩增过程变性温度上升到90～95 ℃左右，双链DNA解链为单链复性温度下降到55～60 ℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合延伸温度上升到70～75 ℃左右，Taq 酶从引物起始合成互补链,可使新链由5′端向3′端延伸（5）结果：上述三步反应完成后,一个DNA分子就变成了两个DNA分子,随着重复次数的增多，DNA分子就以2n的形式增加.PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。
基因工程知识要点
基因⼯程知识要点第⼀章1.基因⼯程:是在分⼦⽔平上进⾏的遗传操作，指将⼀种或多种⽣物体（供体）的基因或基因组提取出来，或者⼈⼯合成的基因，按照⼈们的愿望进⾏严密的设计，经过体外加⼯重组，转移到另⼀种⽣物体（受体）的细胞内，使之能在受体细胞遗传并获得新的遗传性状的技术。
2.基因⼯程的基本过程为哪些？切—接—转—增—检①获得⽬的基因：从供体细胞分离出基因组DNA，⽤内切酶将外源DNA切开。
——切（同时选择运载⽬的基因的载体）②⽬的基因与载体DNA拼接：⽤DNA连接酶将含有外源基因的DNA⽚段接到载体分⼦上，形成DNA重组分⼦。
——接③重组体分⼦导⼊受体细胞：借助于细胞转化⼿段将DNA重组分⼦导⼊受体细胞中。
——转④短时间培养转化细胞，以扩增DNA重组分⼦或使其整合到受体细胞的基因组中。
——增⑤筛选和鉴定转化细胞，获得使外源基因⾼效稳定表达的基因⼯程菌或细胞。
——检3.哪些基因是真核⽣物特有的？①假基因：核苷酸序列同其相应的正常功能基因基本相同，但却不能合成出功能蛋⽩质的失活基因。
②基因家族：由功能相关的基因成套组合形成③重复序列哪些是原核⽣物特有的：插⼊序列。
哪些是真核和原核共有的：移动基因、重叠基因第⼆章1.寄主细胞控制的限制与修饰宿主控制限制——核酸限制性内切酶宿主控制修饰——修饰的甲基转移酶以λ(k)噬菌体侵染E.coli B菌株为例解释寄主控制与修饰的现象。
（简述寄主控制的限制与修饰现象。
⼤多数细菌的噬菌体侵染都存在着⼀些功能性障碍。
所谓的寄主控制的限制与修饰现象简称（R/M体系）。
R/M体系：寄主是由两种酶活性配合完成的⼀种是修饰的甲基转移酶——修饰另⼀种是核酸内切限制酶——限制R/M体系的作⽤：保护⾃⾝的DNA不受限制；破坏外源DNA使之迅速降解；2. 简述Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型核酸内切酶的基本特性。
（1）Ⅰ型酶基本特性①有内切酶活性和甲基化酶活性——互斥②需要ATP、SAM（S—腺苷甲硫氨酸）和Mg 2+辅助因⼦；③EcoB和EcoK是由三种不同亚基组成。
生物选修三基因工程知识点
专题１基因工程1.1 DNA重组技术的基本工具１．基因工程又叫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重组和转基因等技术，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。
操作水平是DNA分子水平，操作环境是在体外。
２．“分子手术刀”──限制性核酸内切酶。
这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。
迄今已从近300种微生物中分离出了约4000种限制酶。
能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列；切开两个两个核苷酸之间的磷酸二酯键，形成黏性末端或平末端。
３．“分子缝合针”──DNA连接酶。
将切下来的DNA片段拼接成新的DNA 分子，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。
种类：1）E.coli DNA连接酶：只能将双链DNA片段互补的粘性末端之间连接起来2）T4 DNA连接酶：既可以“缝合”双链DNA片段互补的粘性末端，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４．“分子运输车”──基因进入受体细胞的载体。
作为载体的必要条件：能自我复制、有切割位点、有遗传标记基因等。
载体的种类：细菌质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒1.2 基因工程的基本操作程序１．基因工程的基本操作步骤主要包括：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。
２.目的基因的获取方法：从基因文库中获取、利用PCR提取目的基因、人工合成法。
3.PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
原理DNA双链复制。
条件：模板DNA；RNA引物；四种脱氧核苷酸；热稳定DNA聚合酶（Taq 酶）。
方法：DNA受热变性解旋为单链、冷却后RNA引物与单链相应互补序列结合、DNA聚合酶作用下延伸合成互补链。
4．基因表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳定存在；可以遗传给下一代；使目的基因能够表达和发挥作用。
5．基因表达的载体的组成目的基因 +启动子 + 终止子 + 标记基因6．转化：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。
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
高中人教版选修3 专题1 1.2 基因工程的基本操作程序 课件(98张)
3．下列关于基因表达载体的构建的描述，错误的是( ) A．基因表达载体的构建是基因工程的核心 B．基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因 等部分 C．目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因 D．构建的基因表达载体都是相同的
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D [基因表达载体的构建是基因工程的第二步，也是基因工程 的核心；一个基因表达载体的组成除目的基因外还必须具有启动 子、终止子、标记基因等部分；目的基因主要是指编码蛋白质的结 构基因；由于受体细胞不同，基因表达载体的构建也会有差别，不 可能都是相同的。]
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注意：利用PCR技术扩增目的基因可以在PCR扩增仪中自动完 成。
3．用化学方法人工合成目的基因 (1)条件：基因比较小，且核苷酸序列已知。 (2)仪器：DNA合成仪。
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1．下列获取目的基因的方增目的基因
③反转录法获得cDNA
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(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶 的主要原因是______________________________________________
_______________________________________________________ ______________________________________________～95 ℃ 氢键 (3)Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
(5)× 抗虫效果的鉴定要在个体生物学水平上做抗虫接种实验 来鉴定。
(6)× 人肝细胞中不含胰岛素基因的mRNA。 (7)√ (8)× 获得人胰岛素基因的mRNA，只能说明目的基因完成了 转录。
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2．下列不属于获取目的基因的方法是( ) A．利用DNA连接的基因 A [本题考查目的基因的获取方法及DNA聚合酶和DNA连接酶 的区别。对目的基因(DNA片段)进行复制需利用DNA聚合酶而不是 DNA连接酶。]
高二生物人教版选修3 课件专题1 基因工程 专题整合
组中的某个基因控制的性状相同，则这两个基因库中的 DNA来源于 mRNA的反转录过程，所
以该DNA(或基因)与该生物体内的原DNA在结构上是有区别的，
如不含有启动子、内含子等。故正确答案为B。
答案 B
区分启动子与起始密码、终止子与 终止密码
比较 位置 作用 位于基因首端，是RNA聚合酶
启动子
位于DNA分子上
识别、结合的部位启动转录过
程
起始密码 位于mRNA分子上
是mRNA分子中决定第一个氨 基酸的三个相邻碱基 位于基因尾端，它可使转录过 程停止
专 题 整 合
几种重要酶的比较
种类 项目 作用底物 DNA连 接酶 DNA分子 DNA 聚合酶 脱氧核
限制酶
解旋酶 DNA
DNA分子
片段
磷酸二 酯键
苷酸
磷酸二 酯键
分子
碱基对 间的氢键
作用部位
磷酸二酯键
切割目的基因及载 体，能专一性识别 双链DNA分子的 作用 某种特定的核苷酸
将双链DNA片
只能将
分子
乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较
1．概念 (1) 乳腺生物反应器是指将外源基因在哺乳动物的乳腺中特异
表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白。
(2) 工程菌是指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达 的菌类细胞株系。
2．两者的区别 比较项目 乳腺生物反应器 动物基因的结构与人 基因结构 类基因的结构基本相 工程菌 细菌或酵母菌等生物基因 的结构与人类基因的结构
【典例2】 表达载体中启动子的作用是 ( A．使目的基因的导入更容易 )。
B．具有RNA聚合酶的结合部位，启动转录过程
高中生物选修三知识点总结
高中生物选修三知识点总结专题1 基因工程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。