基因工程及应用生物高二必修二人教

基因工程及应用生物高二必修二人教第1页/共54页第2页/共54页教学目标知识技能目标简述基因工程的基本原理举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。情感态度价值观目标关注转基因生物和转基因食品的安全性。第3页/共54页第4页/共54页能发光的水母请您欣赏能否能否让热带鱼也能发光?设想不能发光的热带斑马鱼一、问题导入第5页/共54页第6页/共54页请您欣赏超级小鼠与超级鱼第7页/共54页能产生人胰岛素的大肠杆菌请您欣赏第8页/共54页基因“嫁接”第9页/共54页第10页/共54页基因工程：即。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，地改造生物的。原理：操作水平：结果：基因重组DNA分子水平定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。基因拼接技术或DNA重组技术定向遗传性状二、基因工程第11页/共54页1、基因工程的剪刀指“

限制性核酸内切酶

”主要存在于微生物一种限切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割DNA分子已发现的有200多种种类:来源:特点:“”作用于：磷酸二酯键第12页/共54页限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程点击播放第13页/共54页

被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？思考:形成的黏性末端不同不同的限制酶呢？具有第14页/共54页2、基因工程的针线指“DNA连接酶”“

”

作用：将互补配对的两个粘性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子第15页/共54页DNA连接酶的作用过程点击播放第16页/共54页

DNA连接酶的作用位点是：相邻的两个脱氧核苷酸的切口。即生成：磷酸二酯键。第17页/共54页3、基因的运载体（2）条件①能够在宿主细胞中复制并稳定地保存②具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接③具有标记基因，便于进行筛选（3）常用的运载体：质粒、噬菌体和动、植物病毒等（1）运载体的概念第18页/共54页

标记基因，便于进行检测。

其中质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子.

（4）运载体的共同特点都有侵染或进入宿主细胞的能力第19页/共54页第一步：第二步：获取目的基因目的基因与运载体结合注意：要用同一种限制酶切取目的基因和运载体，并用DNA连接酶连接。4、基因工程的基本步骤第20页/共54页第三步：第四步:将目的基因导入受体细胞目的基因的检测和表达1、常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植物细胞等2、常用微生物作受体细胞的原因：微生物增殖快、代谢快、目的产物多一般检测：标记基因是否表达第21页/共54页

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，必须将它从中检测出来。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，保留有表达产物的进一步培养、研究。无表达产物无表达产物有表达产物无表达产物

第22页/共54页第23页/共54页第24页/共54页1、基因工程与作物育种三、基因工程的应用第25页/共54页抗虫转基因植物第26页/共54页生长快、肉质好的转基因鱼(中国)乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)第27页/共54页转黄瓜抗青枯病基因的甜椒第28页/共54页2、基因工程与药物研制我国生产的部分基因

工程疫苗和药物

许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。

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。第29页/共54页

胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。

将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!第30页/共54页

基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。

通常一种假单孢杆菌只能分解石油中的一种烃类．用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。

科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质的细菌。3、环境污染治理第31页/共54页

利用基因工程培育的“指示生物”能十分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。第32页/共54页第33页/共54页四、转基因食品

安全吗?!第34页/共54页

第35页/共54页

转基因抗乙肝西红柿(中国)，虽然不能治愈乙肝，但一年只吃几个抗乙肝西红柿，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经过多代繁殖，使转入的基因稳定化。用转基因的植物生产药物第36页/共54页转基因植物的安全性争论支持派认为：如果转基因农业生物技术得不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且强调，迄今为止并没有发现转基因食品危害人体健康和环境的确切证据。第37页/共54页美国人食用转基因食品已多年，超级市场上有4000多种商品是含有转基因植物成分的，还没有事例证明人吃了以后会得病，甚至会引起死亡。

加拿大、澳大利亚也是转基因食品的生产大国，均有几千万人在吃，到现在为止也没有—个案例说明它有问题。第38页/共54页反对派的观点一英国科学家声称，转基因马铃薯会减弱老鼠免疫系统功能；美国康乃尔大学也发现，转基因玉米会危害蝴蝶幼虫及其相关生态环境。第39页/共54页环保团体认为这种违反自然的转基因作物及产品，未经长期安全测试，长期食用可能对人类及生态环境造成负面影响。尤其是注重环境和生态保护的欧盟国家，对转基因作物更加排斥，因而抵制美国GMO产品的进口。第40页/共54页第41页/共54页12基因工程的操作工具1.基因的剪刀

——限制性内切酶2.基因的针线

——ＤＮＡ连接酶

3.基因的运输工具

——运载体

基因工程的操作步骤1.目的基因的提取2.目的基因与运载体结合3.目的基因导入受体细胞4.目的基因的检测与表达课堂总结第42页/共54页第43页/共54页⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（）①限制酶②连接酶③解旋酶④还原酶Ａ．①②Ｂ．③④Ｃ．①④Ｄ．②③⒉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。一种限制性内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的（）Ａ．高效性Ｂ．专一性Ｃ．多样性Ｄ．催化活性易受外界影响ＡＢ课堂练习第44页/共54页⒊基因工程的正确操作步骤是（）

①使目的基因与运载体结合

②将目的基因导入受体细胞

③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求

④提取目的基因

Ａ．③②④①Ｂ．②④①③

Ｃ．④①②③Ｄ．③④①②Ｃ第45页/共54页⒋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（）（２００３理综第７题）

①将毒素蛋白注射到棉受精卵中

②将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，注射到棉受精卵中

③将编码毒素蛋白的ＤＮＡ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

④将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵中

Ａ．①②Ｂ．②③Ｃ．③④Ｄ．④①Ｃ第46页/共54页5．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①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导人细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房进入受精卵（）A．①②B．②③C．③④D．④①C第47页/共54页6．下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是（）

C第48页/共54页ba7.(多选题)如图,下列有关酶功能的叙述中,正确的是（）A.切断a处的酶为限制性内切酶

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ABC第49页/共54页8.(多选题)科学家运用基因工程技术,让羊合成并分泌抗体,相关叙述中正确的是（）A.该技术导致生物定向变异

B.DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端碱基对连接起来

C.蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供材料

D.受精卵是理想的受体ACD第50页/共54页9.科学家将携带抗虫基因的运载体导入二倍体棉花细胞中,经培养、筛选获得一株有抗虫特性基因的植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的DNA片段，因此可以把它看作杂合子。得到的棉花新品种对棉铃虫毒杀效果高达80-100%。该资料