人教版高中生物必修二第六章第2节《基因工程及其应用》 课件(共45张PPT)

1、基因工程及其应用基因工程及其应用广州大学附属东江中学 李庆能发光的水母能发光的水母不能发光的热带斑马鱼不能发光的热带斑马鱼香香 蕉蕉 鱼鱼谁能告诉我这是谁能告诉我这是whatwhat？基因基因“嫁接嫁接”TTTTAGCCGGAA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 的基本操作步骤有哪些的基本操作步骤有哪些? ?实施基因工程实施基因工程 的总体思路是什么？的总体思路是什么？阅读教材阅读教材 P P102，解决以下问题：，解决以下问题：基因工程有哪些应用？基因工程有哪些应用？v 又称又称基因拼接技术基因拼接技术, ,或或重组重组DNA 技术

2、技术。 v通俗的说，就是按照人们的意愿，把通俗的说，就是按照人们的意愿，把一一种生物种生物的某种基因提取出来，加以修饰的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到改造，然后放到另一种生物另一种生物的细胞里，的细胞里，定向定向的的改造改造生物的遗传生物的遗传性状性状。 基因工程概念基因工程概念原原 理：理：操作水平：操作水平：结结 果：果：基因重组基因重组DNADNA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。 基因工程基因工程目的基因目的基因供体细胞供体细胞受体细胞受体细胞v科学家经过多年的努力，创立了一种新兴的生物技术基因工程

3、，实施该工程的最终目的是（ ）vA定向提取生物体的DNA分子 vB定向地对DNA分子进行人工“剪切”vC在生物体外对DNA分子进行改造 vD定向改造生物体的遗传性状D基因的基因的“剪刀剪刀”基因的基因的“针针线线”基因的运载体基因的运载体专一性专一性EcoREcoR限制酶识别了限制酶识别了GAATTCGAATTC的序列后，并在的序列后，并在G G和和A A之间将这段序列切开，那将会发生什么之间将这段序列切开，那将会发生什么样的变化？样的变化？如如:EcoR:EcoR限制酶限制酶模型构建1CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCC

4、GTAG 练习使用练习使用EcoREcoR 剪切目的基因剪切目的基因CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 目的基因目的基因黏性末端黏性末端什么是黏性末端什么是黏性末端？被限制酶切开的被限制酶切开的DNADNA两条单链的切口两条单链的切口带有几个伸出的核苷酸，带有几个伸出的核苷酸，它们之间正好互补配对，它们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。这样的切口叫黏性末端。被同一种限制酶切断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:是是基因的针线：基因的针线：DNA

5、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DNADNA连接酶连接的是两个脱氧连接酶连接的是两个脱氧核苷酸分子的什么部位？核苷酸分子的什么部位？模型构建2使用使用DNADNA连接酶制作重组连接酶制作重组DNADNA分子分子甲片段甲片段CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT 乙片段乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG 重组重组D

6、NADNA分子分子GGCATCTTAAAATTCCGTAG DNADNA连接酶的作用是：连接酶的作用是：A.A.子链和母链之间形成氢键子链和母链之间形成氢键B.B.黏性末端之间形成氢键黏性末端之间形成氢键C.C.两个两个DNADNA末端间的缝隙连接（磷酸二酯末端间的缝隙连接（磷酸二酯键）键）D.AD.A、B B、C C都对都对 C下列是由限制酶切割形成的下列是由限制酶切割形成的DNADNA片段，能用相片段，能用相应应DNADNA连接酶将它们恢复连接的组合是连接酶将它们恢复连接的组合是CTGCA GGCTTAA GACGTC AATTC GA. A. ； B. B. ；C. C. ； D.D.以

7、上都不对以上都不对A运载体应该运载体应该具有什么特具有什么特点呢点呢? ?运载体特点运载体特点1 1能够在宿主细胞内能够在宿主细胞内复制复制并稳定保存；并稳定保存；具有具有多个限制酶切点多个限制酶切点以以便与外源基因相连；便与外源基因相连；具有某些具有某些标记基因标记基因，便，便于进行筛选于进行筛选基因工程的基因工程的“四步曲四步曲”提取提取目的基因目的基因1目的基因与运载体目的基因与运载体结合结合2将目的基因将目的基因导入导入受体细胞受体细胞3目的基因的目的基因的检测检测与与鉴定鉴定412基因工程的操作工具基因工程的操作工具1.1.基因的剪刀基因的剪刀 限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶2.2

8、.基因的针线基因的针线 连接酶连接酶 3.3.基因的运输工具基因的运输工具 运载体运载体 基因工程的操作步骤基因工程的操作步骤1.1.目的基因的目的基因的提取提取2.2.目的基因与运载体目的基因与运载体结合结合3.3.目的基因目的基因导入导入受体受体细胞细胞4.4.目的基因的目的基因的检测检测与与鉴定鉴定基因工程的原理基因工程的原理: :基因重组基因重组一、基因工程与作物一、基因工程与作物育种育种转黄瓜抗青枯病基因转黄瓜抗青枯病基因的甜椒的甜椒转鱼抗寒基因的番转鱼抗寒基因的番茄茄获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具获得高产、稳产和具有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

9、新品种。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) )导入贮藏蛋白基因的超级羊导入贮藏蛋白基因的超级羊2 2、基因工程与药物研制、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是从生物组织生物组织中提取中提取的。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，适于大微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若规模工业化生产。若将生物合成相应药物将生

10、物合成相应药物成分的基因成分的基因导入微生物细胞内，让它们产导入微生物细胞内，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。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%!3

11、0%-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，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用基因工程培育成功的“超级细菌超级细菌”却能分解却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化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

12、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。exerciseexercise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检测目的基因的表达是否符合特定性状要求要求 提取目的基因提取目的基因 B. C. C. D. D. 要使目的基因与对应的载体重组，所要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是需的两种酶是( )( )限制酶限制酶 连接酶连接酶解旋酶解旋酶 还原酶还原酶 A基因工程技术中的目的基因主要基因工程技术中

13、的目的基因主要来源于来源于A.A.自然界现存在生物体内的基因自然界现存在生物体内的基因B.B.自然突变产生的新基因自然突变产生的新基因C.C.人工诱变产生的新基因人工诱变产生的新基因D.D.科学家在实验室中人工合成的基因科学家在实验室中人工合成的基因A下列关于基因工程的叙述中下列关于基因工程的叙述中, ,正确的是正确的是: :A.A.限制酶只用于提取目的基因限制酶只用于提取目的基因B.B.细菌体内的环状细菌体内的环状DNADNA均可作运载体均可作运载体C.DNAC.DNA连接酶可用于目的基因和运载体连接酶可用于目的基因和运载体的连接的连接D.D.重组重组DNADNA分子一旦进入受体细胞分子一旦

14、进入受体细胞, ,基因基因工程则完成工程则完成. . C以下说法正确的是以下说法正确的是: :A.A.目的基因是指重组目的基因是指重组DNA DNA B.B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列酸序列C.DNAC.DNA重组所用的工具酶是限制酶、连接重组所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体酶和运载体D.D.只要受体细胞中含有目的基因，目的只要受体细胞中含有目的基因，目的基因就一定能够成功表达基因就一定能够成功表达 B基因工程技术在培育抗旱植物用于发展沙漠农基因工程技术在培育抗旱植物用于发展沙漠农业和改造沙漠方面显示了良好的前景业和改造沙漠方面显示了良好的前景,

15、 ,荷兰一家荷兰一家公司将大肠杆菌中的海藻糖合成酶基因导入植公司将大肠杆菌中的海藻糖合成酶基因导入植物物( (如甜菜、马铃薯等如甜菜、马铃薯等) )中并获得有效表达，使中并获得有效表达，使“工程植物工程植物”增强了耐旱性、耐寒性的基本操增强了耐旱性、耐寒性的基本操作步骤是：作步骤是：1海藻糖合成酶基因的获取海藻糖合成酶基因的获取2目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合3将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞4目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达（2 2）基因表达的含义是：）基因表达的含义是： （3 3）写出酶基因工程在植物体内的表）写出酶基因工程在植物体内的表达过程：达过程： （4 4）基因工程操作中的工具是：）基因工程操作中的工具是： 基因基因通过通过转录转录、翻译翻译合成蛋白质，体合成蛋白质，体现出相应的性状现出相应的性状酶基因酶基因 mRNA mRNA 海藻糖合成酶海藻糖合成酶转录转录翻译翻译 细菌和人是差异非常大的两种生细菌和人是差异非常大的两种生物物, , 通过基因重组后通过基因重组后, ,细菌能够合成人体