人教版生物必修二《6.2 基因工程》课件 (共56张PPT)

基因工程汶上县教研室刘明星基因工程：把一种生物的遗传物质（细胞核、染色体、脱氧核糖核酸等）转移到另一种生物的细胞中去，并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中表达。

基因工程的核心是构建重组DNA分子，

因此，基因工程称为重组DNA技术。（一）基因工程的概念1）它是一种按照人们的意愿定向的改造生物遗传特性的技术说明：2）DNA水平上的操作3）在体外进行的人为的基因重组4）一旦成功便可遗传5）主要技术为体外DNA重组技术和转基因技术基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程实质结果基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平人们需要的新的生物类型和生物产品切割→拼接→导入→表达基因重组▲基因工程的若干问题:为什么人的基因可以导入大肠杆菌内并成功表达？基因工程基础：（1）DNA规则双螺旋结构是基因工程的物质基础；（2）不同生物共用一套密码子是理论基础；（3）运载体和工具酶的发现为基因工程提供了技术基础。基因工程的

基本工具基因工程培育抗虫棉的简要过程：普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌获取抗虫基因（目的基因）与运载体DNA拼接导入棉花细胞(含抗虫基因)棉花植株(有抗虫特性)▲基因工程实例:前面介绍的利用基因工程培育抗虫棉的主要步骤有哪几个?步骤一：从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来抗虫基因(目的基因).步骤二：抗虫基因与运载体DNA连接步骤三：抗虫基因导入受体(普通棉花)细胞▲思考:提示:共四步;步骤四是“检测和鉴定”.▲上述的三个步骤中各需要什么工具？步骤一的工具：步骤二的工具：步骤三的工具：“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）“分子缝合针”——DNA连接酶“分子运载车”——载体▲这里的“分子”是指__________________分子.DNA(目的基因、载体)1、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”限制酶主要是从原核微生物中分离纯化出来的。能识别双链DNA的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间(此处叫“切点”)的磷酸二酯键断开注意:

一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且能在一个特定的切点上切割DNA分子。即：特异性.(注意:特异性表现在两个方面.)限制性核酸内切酶重播限制酶▲在G和A之间被限制酶切断的是化学键是___________________.▲“黏性末端”和“平末端”

当限制酶在它识别序列的中心轴线的两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端.

而当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的则是平末端。1.要想获得某一个特定性状的基因(即”目的基因”)必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？要切两个切口，产生四个黏性末端.2.如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，产生黏性末端相同吗？

会产生相同的黏性末端..思考:连接的部位磷酸二酯键结果两个DNA相同的黏性末端连接起来。二、DNA连接酶▲DNA连接酶的种类及其在功能上的异同.

----见课文P5.来源功能同异名称E.ColiDNA连接酶T4DNA连接酶大肠杆菌T4噬菌体形成磷酸二酯键只能:互补的黏性末端黏性末端和平末端均可DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口(注意位置)连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了.▲思考:

DNA连接酶的作用是使断口处的相邻的两个脱氧核苷酸之间形成____________键.

异:

DNA连接酶:是将几个DNA片段连接起来;不需DNA模板.

DNA聚合酶:则是将脱氧核苷酸连接(聚合)成DNA;需以DNA的一条链为模板.▲提示:

注意比较基因工程中的DNA连接酶和DNA复制中的DNA聚合酶的作用有何异同?

同:两种酶都是形成磷酸二酯键.导入过程需要运输“目的基因”的工具——载体。

▲如何将目的基因导入受体细胞(即接受目的基因的生物的细胞）？▲注意:

一般地,不能将目的基因直接导入受体细胞.▲载体的作用有哪些？1.作为运输工具，将目的基因(如抗虫基因)转移到受体细胞(如棉花细胞)中去。

2.利用载体在受体细胞(如棉花细胞)内，对目的基因(如抗虫基因)进行大量复制。3.基因进入受体细胞的载体---“分子运输车”.常用的运载体主要有两类：

1）质粒:一些细菌细胞质里的质粒.2）病毒:噬菌体衍生物、动、植物病毒.▲什么是质粒?

是一种裸露的、结构简单、独立于细菌原核DNA之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子.

质粒是基因工程最常用的载体.

▲小结:

质粒是小型、环状的DNA分子.

最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，其中常含有抗药基因，如四环素的标记基因。质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用，但复制只能在宿主细胞内完成。▲质粒的一种:大肠杆菌的质粒▲注意:能充当载体的是大肠杆菌的质粒,而不是大肠杆菌.▲作为载体必须具备哪些条件？1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。2）载体DNA必须有一个或多个限制酶切点，以便目的基因插入到载体上去。3）具有某些标记基因，便于进行筛选。如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。载体DNA必须是安全的,不会对受体细胞有害,或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。基因工程的基本操作程序▲基因工程的基本操作程序主要包括四个基本步骤：1）目的基因的获取2）“基因表达载体”的构建3）将目的基因导入受体细胞(即“转化”)4）目的基因的检测与鉴定步骤一：目的基因的获取▲什么叫目的基因?

主要是指编码蛋白质的结构基因.▲获取目的基因的途径有哪些?1.从“基因文库”中获取目的基因.2.利用“PCR技术”扩增.3.直接人工合成----见课文.▲从基因文库中获取“目的基因”：什么叫“基因文库”?分为:1.基因组文库:

基因文库中包含了一种生物所有的基因2.部分基因文库:

基因文库中包含了一种生物的一部分基因,如cDNA文库.

将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这