高中生物必修二课件14：6-2 基因工程及其应用

基因工程及其应用玫瑰怎么变成蓝色的了？为什么会出现自然界没有的荧光小鼠和荧光烟草？

基因工程：又叫基因拼接技术或DNA重组技术。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。基因工程的别名基因拼接技术或DNA重组技术原理基因重组操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平基本过程剪切→拼接→导入→表达结果人类需要的基因产物问题：怎样让你的花园里出现一座美丽的假山？学生讨论：选石头---运输石头----到达目的地----看是否美观利用类比法请思考以下问题：海洋中的很多生物能在黑暗中发出荧光，而小鼠本身是不会发光的，要想使小鼠带有荧光，你有什么奇思妙想？学生讨论：找出能发荧光的基因---把荧光基因导入到小鼠体内----观察小鼠能否发荧光什么样的工具才能达到以上目的呢？

探究问题基因工程的工具1.基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶

一种限制酶只能识别一种核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA分子切断。目前已发现的限制酶有200多种G

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1.基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶G

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1.基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶G

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剪切的部位：磷酸二酯键CTT

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TTCG黏性末端黏性末端问题：被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？是问题：被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？是CTT

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TTCG连接酶连接酶２、基因的针线──DNA连接酶CTT

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TTCG连接酶连接酶DNA连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。连接的部位：磷酸二酯键CTT

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TTCG连接酶连接酶DNA连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。连接的部位：磷酸二酯键基因的针线：DNA连接酶

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G用同种限制酶切割重组DNA与DNA聚合酶相同吗？DNA连接酶

比较项目DNA连接酶DNA聚合酶不同点作用对象连接DNA片段连接游离的脱氧核苷酸相同点作用部位连接磷酸二酯键2）常用种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。1）作用：将外源基因导入受体细胞。3.基因的运输工具——运载体2）常用种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。1）作用：将外源基因导入受体细胞。3.基因的运输工具——运载体最常用的运载体——质粒分布：存在于许多细菌以及酵母菌等生物中。最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。本质：细胞染色体(或拟核)外能自主复制的小型环状DNA分子。运载体1.能够在宿主细胞内复制 并稳定保存；2.具有多个限制酶切点以 便与外源基因相连；3.具有标记基因，便于进 行筛选．

第一步：获取目的基因基因工程的基本步骤2、目的基因与运载体结合用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。第三步：将目的基因导入受体细胞导入扩增常用的受体细胞：菌类和动植物细胞

4、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基因工程的应用1、基因工程与作物育种：转基因抗虫棉、耐贮存番茄、耐盐碱棉花、抗除草作物、转基因奶牛、超级绵羊等等2、基因工程与药物研制：干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、疫苗3、基因工程与环境保护：如：“超级菌”——几小时就降解自然菌种需一年才能讲解的水上浮油.1、基因工程与作物育种抗虫的基因来自苏云金杆菌。苏云金杆菌形成的伴胞晶体是一种毒性很强的蛋白晶体，能使棉铃虫等鳞翅口害虫瘫痪致死。科学家将编码这个蛋白质的基因导入作物，使作物自身具有抵御虫害的能力。转基因抗虫水稻（绿色植株）与对照（黄色枯萎植株）转基因西红柿转基因驱蚊草转基因超级小鼠转基因超级鱼2、基因工程与药物研制

在药品生产中，有些药品是直接从生物体的组织、细胞或血液中提取的。由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。（如100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素）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。（如每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!）胰岛素的生产基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。通常一种细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。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解一些毒害物质。3、环境保护环境监测：基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。3、环境保护转基因生物及转基因食品的优缺点①解决粮食短缺问题；②减少农药使用，从而减少环境污染；

③节省生产成本，降低粮食售价；

④增加食物营养，提高附加价值；

⑤增加食物种类，提升食物品质；

⑥促进生产效率，带动相关产业发展。优点：①可能产生新毒素和新过敏原；②可能产生抗除草剂的杂草；

③可能使疾病的散播跨越物种障碍；④可能会损害农作物的生物多样性；

⑤可能干扰生态系统的稳定性。

缺点：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。通常一种细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。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解一些毒害物质。3、环境保护转基因西红柿转基因驱蚊草转基因超级小鼠转基因超级鱼CTT

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TTCG1.基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶G

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玫瑰怎么变成蓝色的了？为什么会出现自然界没有的荧光小鼠和荧光烟草？基因工程的工具1.基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶

一种限制酶只能识别一种核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA分子切断。目前已发现的限制酶有200多种G

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问题：怎样让你的花园里出现一座美丽的假山？学生讨论