高中生物《6-2基因工程》.ppt

甲生物,乙生物受体细胞,取出 目的基因,“剪切” “拼接”,新类型,转基因技术,第2节 基因工程及其应用,基因工程的原理,课本P102,能合成人胰岛素的大肠杆菌,基因工程又叫 做或 。通俗的说,就是按照人们的意愿,把 的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到_的细胞里， 地改造生物的遗传性状。,基因拼接技术,DNA重组技术,一种生物,另一种生物,定向,能合成人胰岛素 的大肠杆菌,课本P102,一、基因工程的概念：,基因的剪刀,基因的针线,基因的运输工具,质粒 噬菌体 动植物病毒,限制性内切酶,DNA连接酶,运载体,二、基因操作的工具,三、基因操作的基本步骤,1、提取目的基因,、目的基因与运载体结合,、将目的基因导入受体细胞,、目的基因的检测和表达,动画,练习,练习,例、基因工程中常作为基因载体的一组是 A 质粒、线粒体、噬菌体 （ ） B 染色体、叶绿体、线粒体 C 质粒、噬菌体、动植物病毒 D 细菌、噬菌体、动植物病毒,练一练：,例要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是限制酶 连接酶 解旋酶 还原酶 ,例3、1976年，美国教授首次将人的生长抑制 素释放因子的基因转入大肠杆菌并获得表达 此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌内 A 能进行DNA复制 B 能进行转录 C 能控制合成人的生长抑制素释放因子 D 能合成人的生长激素,例、下列有关基因工程技术的叙述，正确的是 A 重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和载体 B 所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C 选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快 D 只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达,在生物体内进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合,按人们意愿，把一种 生物的某种基因提取出来，修饰改造后放到另一种生物的细胞里，定向改造生物遗传性状,同一物种的不同 基因,不同物种间的不同基因,有性生殖,无性生殖,小,大,是生物变异的主要来源， 对生物进化有重要意义,使人类有可能按自己意愿 定向培育新品种,都实现了不同基因的重新组合，都能使生物产生变异,转基因抗虫棉,普通棉花,苏云金杆菌,棉铃虫,（毒蛋白）,专一性杀死,（含毒蛋白基因）,普通棉花,转移,含毒蛋白基因,棉铃虫,毒蛋白,专一性杀死,（一）基因工程与动植物育种,四、基因工程的应用,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,基因工程与作物育种,（一）基因工程与动植物育种,1、培育高产、稳产、优质和抗逆性 的转基因作物新品种,四、基因工程的应用,(1)高蛋白质含量的“向日葵豆”植株,(2)将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。,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),超 级 小 鼠,2、培育具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。,在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素直接从生物体的哪些结构中提取？,从猪、牛等动物的胰腺中提取,传统生产方法的缺点:,价格十分昂贵,可利用什么方法来解决上述问题？,利用基因工程方法制造“工程菌”，可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。,我国生产的部分基因 工程疫苗和药物,（二）基因工程与药物研制,基因工程药品,（三）基因工程与环境保护,利用转基因细菌分解泄漏的石油，降解有毒有害化合物，吸收环境中的重金属，处理废水等,思考：转基因生物的培育及转基因食品的生产对人类具有什么意义和不利影响？你认为应该如何对待转基因生物和转基因食品的安全性问题？,优点：,1、解决粮食短缺问题,2、减少环境污染,3、节省成本，降低价格,4、提高食物营养,5、增加食物种类，提升食物品质,缺点：,1、可能产生新毒素和新过敏源,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,我国态度：,重视转基因生物的安全性，趋利避害,五、转基因生物和转基因食品的安全性,4、目的基因的检测和表达,有表达产物,无表达产物,（）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。,（）借助标记基因（如抗菌素抗性基因） 检测目的基因是否成功导入受体细胞,有菌落,无菌落,重组质粒,基因的剪刀限制性核酸内切酶（限制酶）,基因工程操作的工具（一）,限制酶,实例： 限制酶EcoRI,功能：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，具有专一性并在特定的切割点上将DNA 分子切断。,黏性末端,动画,理科用,重播,限制酶,基因的针线DNA的连接酶,基因工程操作的工具（二）,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连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。,基因的针线：DNA连接酶,常用的运载体: 、 和 等.其中最常用的是 。,质粒,噬菌体,动植物病毒,环状DNA,基因的运输工具运载体,基因工程操作的工具（三）,作用：将外源基因（目的基因）送入,受体细胞,质粒,理科用,基因工程的 基本操作步骤：,1、提取目的基因,2、目的基因与运载体结合,3、将目的基因导入受体细胞,4、目的基因的检测和表达,限制性核酸内切酶“分子手术刀”,分布：主要在原核生物中 作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点 切点：磷酸二酯键 举例：EcoRI限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开,基因的运载体“分子运输车”,运载体必须具备的条件： 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 ） 4、对受体细胞无害,运载体的作用： 1、将外源基因转移到受体细胞中去。 2、利用运载体在受体细胞内，对外源基因进行大量复制。,质粒,质