高中生物人教版选修三阶段复习课专题1 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3专题一基因工程详细知识点
生物选修三易考知识点背诵专题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（微生物）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（中心轴线的两侧）和平末端（中心轴线）EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，SmaI识别CCCGGG序列:他们识别的核苷酸序列不同,但是切点都是在G↓C之间。
（4）比较有关的DNA酶（1）DNA水解酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成膦酸、脱氧核糖和含氮碱基（2）DNA解旋酶：能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链，作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。
注意：使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外，在适当的高温（如94℃）、重金属盐的作用下，也可使DNA解旋。
（3）DNA聚合酶：能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。
（4）DNA连接酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。
注意比较DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点。
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连接酶来源于大肠杆菌，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T4D NA连接酶来自T4噬菌体，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。
【智慧测评】2015高考生物(人教版)总复习课件：选修3 第1讲 基因工程
课前自主学习
课堂互动探究
课后巩固提升
A．切断a处的酶为限制酶 B．连接a处的酶为DNA连接酶 C．切断b处的酶为解旋酶 D．连接b处的酶为RNA聚合酶
解析：限制酶能识别特定的核苷酸序列，并且能在特
定的切点上切割DNA分子，通常形成黏性末端，即能切割 DNA链外侧的磷酸二酯键(图中的a处)，内侧碱基对之间的
课堂互动探究
课后巩固提升
生物（人教版）
课前自主学习
课堂互动探究
课后巩固提升
课堂互动探究
生物（人教版）
课前自主学习
课堂互动探究
课后巩固提升
基因工程的基本操作工具
1.“分子手术刀 ”——限制性核酸内切酶 (限制酶),(1)存
在：主要存在于原核生物中。
(2) 特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序 列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。
选修③ 现代生物科技专题
课前自主学习
课堂互动探究
课后巩固提升
第一讲
基因工程
生物（人教版）
课前自主学习
课堂互动探究
课后巩固提升
课前自主学习
生物（人教版）
课前自主学习
课堂互动探究
课后巩固提升
生物（人教版）
课前自主学习
课堂互动探究
课后巩固提升
拓展：质粒载体质粒是细菌拟核DNA外的环状DNA小
分子，可在细菌间转移。质粒是常用的转基因载体。
课堂互动探究
课后巩固提升
1．据图表回答问题：
生物（人教版）
课前自主学习
课堂互动探究
课后巩固提升
几种限制酶识别序列及切割位点表 限制酶 切割 位点 SmaⅠ CCC↓GGG GGG↑CCC EcoRⅠ G↓AATTC CTTAA↑G PstⅠ CTGCA↓G G↑ACGTC
【中小学课件】高中生物总复习 专题一基因工程课件
溶解DNA 丝状物
―→取两支试管，各加入物质的量浓度为2
mol/L的NaCl溶液，将丝状物放入其中一支试管中，并用玻 璃棒搅拌。
DNA的鉴定 ―→向两支试管中分别加入二苯胺试剂， 沸水中加热一段时间，待试管冷却后，看溶解有DNA的溶 液是否变蓝。
3．方法突破 (1)做该实验时，不能用猪血代替鸡血，因为哺乳动物成 熟的红细胞中没有细胞核，不能提取DNA。 (2)制备鸡血细胞液时，要注意向鸡血中加柠檬酸钠，防 止血液凝固。
人的胰岛素基因可以在大肠杆菌体内得以表达，但是由 于大肠杆菌是原核生物，没有内质网、高尔基体等细胞器的 加工，合成的胰岛素原不具有胰岛素的功能，即没有生物活 性；作为标记基因，有利于重组基因在细胞内表达的鉴定筛
选，但对于目的基因的表达没有促进等调控作用。
答案：D
二、基因工程的基本操作程序 1．构建基因表达载体(核心步骤)
DNA连接酶
DNA聚合 酶
解旋酶
作用特 点
将双链DNA片 段“缝合”起 来，恢复被限 制切开了的两 个核苷酸之间 的磷酸 二酯键
只能将单 个脱氧核 苷酸添加 到脱氧核 苷酸链上
将DNA 两条链 之间的 氢键打 开
作用结 果
形成单 形成重组DNA 形成新的 链DNA DNA分子 分子 分子
(2)限制酶与DNA连接酶的关系
(1)主要来源：原核生物。
(2)特点：能够识别DNA特定的 磷酸二酯键 开两个核苷酸之间的 核苷酸序列 。 ， 切
(3)DNA末端：限制酶切割DNA产生的DNA末端有两种 形式： 黏性末端 和平末端。
2．DNA连接酶——“分子缝合针” (1)作用：将双链 DNA片段 制酶切开的两个核苷酸之间的 (2)种类 ①E·coli DNA连接酶：只能缝合DNA的黏性末端。 “缝合”起来，恢复被限 。 磷酸二酯键
人教高中生物选修三同步精练：专题1 基因工程1.1 Word版含解析
专题1 1.1(建议用时：40分钟)考点基本目标发展目标1．基因工程中的工具酶1,2,3,4,5,611,12,13,14,15 2．基因工程中的载体7,8,9,10[基本目标]1．下列关于限制酶的说法，正确的是()A．限制酶广泛存在于各种生物中，其化学本质是蛋白质B．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C．不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端D．限制酶均特异性地识别由6个核苷酸组成的序列B[解析] 限制酶主要存在于微生物中，A项错误；限制酶具有专一性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，B项正确；限制酶切割DNA后会形成黏性末端或平末端，C项错误；限制酶均能特异性地识别核苷酸序列，但识别序列的长度不一定是6个核苷酸，D项错误。
2．下列关于基因工程操作过程中所使用的工具，叙述正确的是()A．限制酶的作用是识别并切割DNA片段中的任意序列B．DNA连接酶只能连接双链DNA片段互补的黏性末端C．利用质粒在宿主细胞内对目的基因进行大量扩增的过程可以称为克隆D．含有目的基因的重组DNA分子成功导入受体细胞后，会使受体细胞发生基因突变C[解析] 限制酶的作用是特异性识别和切割DNA分子，A项错误；DNA连接酶可以连接双链DNA片段互补的黏性末端或平末端，B项错误；在生物学上，克隆是指选择性地复制出一段DNA序列(分子克隆)、细胞(细胞克隆)或个体(个体克隆)，C项正确；基因工程的原理是基因重组，D项错误。
3．下列有关基因工程的叙述，正确的是()A．DNA连接酶的作用是使互补的黏性末端之间发生碱基A与T、C与G之间的连接B．基因工程中最常使用的载体是大肠杆菌C．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞并可促进目的基因的表达D．基因工程造成的变异，实质上相当于人为的基因重组，但却产生了定向变异D[解析] DNA连接酶连接的是磷酸二酯键，而不是A与T、C与G之间的氢键，A 项错误；基因工程中最常使用的载体是质粒，B项错误；载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞，但不能促进目的基因的表达，C项错误；基因工程能按照人们的意愿定向改造生物的性状，其原理是基因重组，D项正确。
高中人教版生物选修三课件：专题1 1.2 基因工程的基本操作程序.2
(1)一般情况下农杆菌不能感染的植物是_单__子__叶__植__物___，利用农杆菌自然 条件下感染植物的特点，能实现_将__目__的__基__因__导__入__植__物__细__胞___的目的。 具体原理是在农杆菌的Ti质粒上存在T-DNA片段，它具有可转移至受体 细胞并整合到受体细胞_染__色__体__的__D__N_A__上的特点，因此只要将携带外源 基因的DNA片段插入到_T_-_D_N__A_片__段__(_内__部__)(部位)即可。 解析 一般农杆菌不能感染的植物是单子叶植物，可感染双子叶植物和 裸子植物。利用其感染性，可实现目的基因导入植物细胞的目的。真正 可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上的是农杆菌T-DNA 片段，因此目的基因必须插入到该部位才能成功。
秒18:12:5118 November 2021
•
8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者
就都不能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。下午6时1
2分51秒下午6时12分18:12:5121.11.18
关注基因工程操作过程的四个易误点 (1)限制酶剪切目的基因与质粒的次数不同：获取一个目的基因需限制酶 剪切2次，共产生4个黏性末端或平末端，切割质粒一般只需要限制酶剪 切1次，产生2个黏性末端或平末端，因为质粒是环状DNA分子，而目的 基因在DNA分子链上。 (2)切割目的基因和载体并非只能用同一种限制酶：如果用两种不同限制 酶切割后形成的黏性末端相同时，在DNA连接酶的作用下，目的基因与 载体也可以连接起来。
•
5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月下午6时12分21.11.1818:12November 18, 2021
高中生物人教版选修三教学案：专题1 1.1 DNA重组技术的基本工具 Word版含答案
1.基因工程的基本原理是基因重组，外源DNA能在受体细胞表达的理论基础是密码子的通用性。
2．DNA重组技术的基本工具有限制性核酸内切酶、DNA连接酶和使目的基因进入受体细胞的载体。
3．限制性核酸内切酶可识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并在特定位点上切割。
4．E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端，而T4DNA连接酶既能连接黏性末端也能连接平末端。
5．质粒作为基因工程的载体需具备的条件有：能在宿主细胞内稳定保存并自我复制；具有一个或多个限制酶切割位点；具有标记基因。
6．在基因工程中使用的载体除质粒外，还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
一、基因工程的概念及其诞生与发展1．基因工程的概念[填表]别名DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平结果创造出人类需要的新的生物类型和生物产品2．基因工程的诞生和发展(1)基础理论的突破：DNA是遗传物质的证明；DNA双螺旋结构和中心法则的确立；遗传密码的破译。
(2)技术的发明：基因转移载体和工具酶的相继发现；DNA合成和测序技术的发明；DNA体外重组的实现及重组DNA表达实验的成功；第一例转基因动物的问世及PCR技术的发明。
二、DNA重组技术的基本工具1．限制性核酸内切酶(又称限制酶)(1)来源：主要来自原核生物。
(2)功能：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，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。
(3)结果：产生黏性末端或平末端。
(4)应用：已知限制酶Eco RⅠ和SmaⅠ识别的碱基序列和酶切位点分别为G↓AATTC和CCC↓GGG，在图中写出两种限制酶切割DNA后产生的末端并写出末端的种类。
Eco RⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶识别的碱基序列不同，切割位点不同(填“相同”或“不同”)，说明限制酶具有专一性。
2．DNA连接酶(1)作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
人教版高中生物选修3课件：专题一基因工程(选修三)
的工具
运载 工具
专题1-2
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
(一）、目的基因概念： 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因 化学方法直接人工合成
1、基因表达载体的组成
目的基因 启动子: 一段有特殊结构的DNA片段。位于基因的 首端。是RNA聚合酶识别和结合的部位， 有了它才能驱动基因转录mRNA，最终 获得蛋白质。 终止子: 一段有特殊结构的DNA片段。位于基因的尾端。使 转录在所需要的地方停止。 标记基因等 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，如青霉素基因。
③目的基因是否翻译出蛋白质
检测方法: 抗原—抗体杂交
2、个体生物学水平的鉴定
例2、回答有关基因工程的问题因工程的问题： （1）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后， 可能产生粘性末端，也可能产生___ 平 末端。若要在限制酶切割目 的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生 _____ 相同（相同，不同）粘性末端的限制酶。 （2）利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛 素基因及其启动子等，其中启动子的作用是 提供RNA聚合酶 特异性识别结合位点，驱动基因转录 。在用表达载体转化大肠杆菌时， 2+ Ca 常用 处理大肠杆菌，以利于表达载体进入：为了检测胰岛 素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与 DNA—RNA分子杂交 mRNA杂交，该杂交技术称为 。为了检测胰岛 素基因转录的mRNA是否翻译成 _，常用抗原胰岛素原（蛋白质） 抗体杂交技术。 如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的 基因插入农杆菌Ti质粒的 T—DNA 中，然后用该农杆菌感染植物 细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的 染色体 上。
人教版选修三专题一《基因工程》课件 (共74张PPT)
1970年工具酶的发现
1965年氨基酸测序和1977年DNA测序技术的发明 1972年DNA体外重组的实现 1973年重组DNA表达实验的成功 1980年第一例转基因动物和1983年第一例转基因 植物问世 1988年PCR技术的发明
技 术 发 明
【应城一中生物】
17
专题一 基因工程
操作水平
基本过程 结果
【应城一中生物】
剪切 → 拼接 → 导入→ 表达
人类需要的新生物类型和产品
7
【应城一中生物】
8
早 期 基 础 理 论
1859年达尔文提出生物进化论
【应城一中生物】
9
早 期 基 础 理 论
1900年孟德尔基因分离定律和自由组合定律的再度提出
【应城一中生物】
10
早 期 基 础 理 论
要切两个切口，产生四个黏性(平)末端。
• 如果把两种来源不同的DNA用同种限制酶来切割，会怎样？
会产生相同的黏性(平)末端
• 如果把具有相同黏性(平)末端的DNA连接起来，又会怎样呢？
得到重组DNA
【应城一中生物】
31
【应城一中生物】
黏性末端
【应城一中生物】
27
SmaI限制酶的作用
SmaI只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。
在G与C之 间切割
中轴线
【应城一中生物】
28
SmaI限制酶的切割
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。
平末端
【应城一中生物】
平末端
29
1958年梅塞尔松、斯塔尔证明DNA的半保留复制
人教版高中生物选修3专题一基因工程详细知识点
人教版高中生物选修3专题一基因工程详细知识点生物选修三易考知识点背诵专题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）主要是从原核生物（微生物）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（中心轴线的两侧）和平末端（中心轴线）大肠杆菌的一种限制酶（EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，SmaI识别CCCGGG序列:他们识别的核苷酸序列不同,但是切点都是在G↓C之间。
（4）比较有关的DNA酶（1）DNA水解酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成膦酸、脱氧核糖和含氮碱基（2）DNA解旋酶：能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链，作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。
留意：使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶之外，在适当的高温（如94℃）、重金属盐的作用下，也可使DNA解旋。
（3）DNA聚合酶：能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。
（4）DNA连接酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。
留意比较DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点。
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：4DNA连接酶来自T4噬菌体，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。