山东省冠县高中生物《6.2生物基因工程及其应用》课件新人教版必修2

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1、基因工程基因工程及其应用及其应用第第2节节转鱼抗寒基转鱼抗寒基因的番茄因的番茄转基因鲑转基因鲑鱼鱼高产、稳产和高产、稳产和具有优良品质具有优良品质的农作物和具的农作物和具有抗逆性的作有抗逆性的作物新品种物新品种.抗虫害的玉米抗虫害的玉米什么是基因工程什么是基因工程? ? 基因工程的原理是什么基因工程的原理是什么? ?基因工程基因工程：又叫做又叫做基因拼接技术基因拼接技术或或DNA重组技术重组技术。通。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种俗的说，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，物的细

2、胞里，定向定向地改造生物的地改造生物的遗传性状遗传性状。原原 理理：操作水平操作水平：结结 果果：目的基因目的基因供体细胞供体细胞受体细胞受体细胞基因重组基因重组DNA分子水平分子水平定向地改造生物的遗传性状，定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。获得人类所需要的品种。二、基因操作的工具二、基因操作的工具1.1.基因的基因的“剪刀剪刀”限制性内切酶（限制酶）限制性内切酶（限制酶）一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上切割列，并在特定的切割点上切割DNADNA分子。分子。专一性专一性如如:EcoliI限制酶限制酶被同一种限制酶切断

3、的几个被同一种限制酶切断的几个DNADNA是否是否具有相同的黏性末端？具有相同的黏性末端？思考思考:GAATTCCGTAGAATTCGGATT 尝试写出下列序列受尝试写出下列序列受EcoliI内切酶作用后的黏性末端内切酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 、基因的针线、基因的针线DNADNA连接酶连接酶连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接

4、起来，使之成为一个完整的端连接起来，使之成为一个完整的DNADNA分子。分子。基因的针线：基因的针线：DNA连接酶连接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同种限制酶切割用同种限制酶切割目的要求：目的要求：模拟重组模拟重组DNA分子的操作过程分子的操作过程,说出其基本原理说出其基本原理材料用具：材料用具：两种有不同碱基序列颜色的硬纸板两种有不同碱基序列颜色的硬纸板, 剪刀剪刀(代表代表EcoliI), 透

5、明胶带透明胶带方法步骤：方法步骤：重组DNA分子的模拟操作思考与讨论：思考与讨论：该过程中该过程中,如果碱基不能配对如果碱基不能配对,你你认为是什么原因造成的认为是什么原因造成的?1、分别从两纸板上找出、分别从两纸板上找出EcoliI的切割位点进行切割的切割位点进行切割.2 、将白色纸板的将白色纸板的DNA片段重组到彩色纸板切口处片段重组到彩色纸板切口处.3 、用透明胶带将切口黏结起来用透明胶带将切口黏结起来.3 3、基因的运输工具、基因的运输工具运载体运载体 常用的运载体：常用的运载体： 质粒、噬菌体和质粒、噬菌体和动植物病毒等动植物病毒等标记基标记基因，便因，便于进行于进行检测。检测。 质

6、粒存在于质粒存在于许多细菌和酵母许多细菌和酵母菌等生物中菌等生物中, ,是细是细胞染色体外能够胞染色体外能够自主复制的很小自主复制的很小的环状的环状DNADNA分子分子. .用与提取目的基因用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互与切口上的黏性末端互补配对后，在连接酶的补配对后，在连接酶的作用下连接形成重组作用下连接形成重组DNADNA分子。分子。目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合三、基因工程基本步骤三、基因工程基本步骤获取目的基因获

7、取目的基因将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞导入导入扩增扩增常用的受体细常用的受体细胞：胞：菌类菌类和和动动植物细胞植物细胞目的基因的表达和检测目的基因的表达和检测大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。检测出来。 将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。保留有表达产物

8、的进一步培养、研究。无表达产物无表达产物无表达产物无表达产物有表达产物有表达产物无表达产物无表达产物1 1、什么是基因工程、什么是基因工程? ? 2 2、基因工程的原理是什么、基因工程的原理是什么? ?要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是( )( ) 限制酶限制酶连接酶连接酶解旋酶解旋酶还原酶还原酶 2.2.基因工程的正确操作步骤是（）基因工程的正确操作步骤是（）使目的基因与运载体结合使目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞检测目的基因的表达是否符合特定性状要求检测目的基因的表达是否符合特定性状要求提取目的基因提取目

9、的基因 3.3.实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别分子的顺种限制性内切酶能识别分子的顺序，切点在和之间，这是利用了酶的（）序，切点在和之间，这是利用了酶的（） 高效性专一性高效性专一性 多样性催化活性易受外界影响多样性催化活性易受外界影响采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是（）因的作法正确的是（）将毒素蛋白注射到棉受精卵中将毒素蛋白注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的

10、序列，注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的序列，注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的序列，与质粒重组，导入将编码毒素蛋白的序列，与质粒重组，导入 细菌，用该细菌感染棉的体细胞，在进行组织培养细菌，用该细菌感染棉的体细胞，在进行组织培养将编码毒素蛋白的序列，与细菌质粒重组，将编码毒素蛋白的序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵中注射到棉的子房并进入受精卵中 细菌和人是差异非常细菌和人是差异非常大的两种生物大的两种生物, ,为什么通过为什么通过基因重组后基因重组后, ,细菌能够合成细菌能够合成人体的某些蛋白质呢人体的某些蛋白质呢? ?第一步：获取目的基因第一步：获取目的基因基因工程基本步骤：基因

11、工程基本步骤：第二步：目的基因与运载体结合第二步：目的基因与运载体结合第三步：将目的基因导入受体细胞第三步：将目的基因导入受体细胞第四步第四步: 目的基因的表达和检测目的基因的表达和检测水母一、基因工程与作物育种生长快、肉质好的转基因生长快、肉质好的转基因鱼鱼( (中国中国) )乳汁中含有人生长激素的乳汁中含有人生长激素的转基因牛转基因牛( (阿根廷阿根廷) )转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基转鱼抗寒基因的番茄因的番茄获得高产、稳产和具有获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。有抗逆性的作物新品种。2 2、基因工程与药物研制、

12、基因工程与药物研制我国生产的部分基因我国生产的部分基因工程疫苗和药物工程疫苗和药物许多药品的生产许多药品的生产是从生物组织中提取是从生物组织中提取的。受材料来源限制的。受材料来源限制产量有限，其价格往产量有限，其价格往往十分昂贵。往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。胰岛素从猪、牛等动物的胰胰岛素从猪、牛

13、等动物的胰腺中提取，腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g4-5g的胰岛素，其产量之低和价的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。格之高可想而知。将合成的胰岛将合成的胰岛素基因导入大肠杆素基因导入大肠杆菌，每菌，每2000L2000L培养液培养液就能产生就能产生100g100g胰岛胰岛素！使其价格降低素！使其价格降低了了30%-50%!30%-50%!3 3、环境保护、环境保护基因工程做成的基因工程做成的“超级超级细菌细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。能吞食和分解多种污染环境的物质。通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的工程培育成功的“超级细菌超级细菌”却能分解石油中的多种烃却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDTDDT等毒害物质。等毒害物质。利用基因工程培育的利用基因工程培育的“指示生物指示生物”能十分能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。