高中生物 6_2 基因工程及其应用课件（2）新人教版必修2

假定你是一位知名的育种专家，某动物园为了迎合观众猎奇的心理，想请你为他们培育出下面几只“怪物”，请问你准备用什么方法？,怪物 1,怪物 2,怪物 3,最新款的摩托车,你想过吗?,传统的育种方法能否实现？,能发荧光的热带斑马鱼,普通热带斑马鱼是不发荧光的,这就要用到定向改造生物的新技术 基因工程,第2节 基因工程及其应用,原 理：,操作水平：,结 果：,目的基因,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。,获得新性状,基因工程：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，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，定向地改造生物的遗传性状。,一、基因工程的概念,优 点 :,定向地改造生物的遗传特性； 育种周期短； 克服远源杂交不亲和的障碍。,培育转基因大肠杆菌的关键步骤：,（二）、基因工程的基本工具,1.基因的“剪刀”：,限制性核酸内切酶,（二）、基因工程的基本工具,1.基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶,限制酶,限制酶,（二）、基因工程的基本工具,1.基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶,限制酶,（二）、基因工程的基本工具,1.基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶,（二）、基因工程的基本工具,1.基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶,作用特点： 结果： 举例：,大肠杆菌的一种EcoRI限制酶识别GAATTC序列，并在G和A之间切开,1.基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶,特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点,产生黏性未端（碱基互补配对）。,（二）、基因工程的基本工具,1.基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶,（二）、基因工程的基本工具,2.基因的“针线”：,DNA连接酶,（二）、基因工程的基本工具,2.基因的“针线”：,DNA连接酶,（二）、基因工程的基本工具,2.基因的“针线”：,DNA连接酶,（二）、基因工程的基本工具,2.基因的“针线”：,DNA连接酶,DNA连接酶,（二）、基因工程的基本工具,2.基因的“针线”：,DNA连接酶,DNA连接酶,（二）、基因工程的基本工具,2.基因的“针线”：,DNA连接酶,重组DNA分子,（二）、基因工程的基本工具,2.基因的“针线”：,DNA连接酶,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。,常用种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。,作用：将外源基因导入受体细胞。,（二）、基因工程的基本工具,3.基因的“运输工具”：,运载体,最符合运载体的条件:,能在宿主细胞内复制并稳定地保存,具有多个限制酶切点，可与多种外源基因连接,具有抗药性等标记基因,质粒对受体细胞生存无明显影响,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。,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进行。,（三）、基因操作（基因工程）的基本步骤,（四步曲）,1.提取目的基因,2.目的基因与运载体结合,工具：限制酶,工具：限制酶 DNA连接酶,3.将目的基因导入受体细胞,4.目的基因的检测和鉴定,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，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。,2）抗逆性品种,基因工程在农业上的应用：,1）高产、稳产和具优良品质的品种,转入向日葵基因的大豆,用基因工程的方法可以改善粮食作物的蛋白质含量。如“向日葵豆”植株。,转鱼抗寒基因的番茄,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,二、 基因工程的应用,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人作物，使作物自身具有抵御虫害的能力。,培育转基因抗虫棉的简要过程：,普通棉花(无抗虫特性),1、繁殖具有抗病能力、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。,基因工程在畜牧养殖业上的应用,将人的生长激素基因和牛的生长激素基因分别注射到小白鼠受精卵中，得到的“超级小鼠”。,生长快、肉质好的转基因鲤鱼(中国),超级羊,乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷),导入人基因具特殊用途的猪,2、利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达，从这些动物的乳腺细胞中获得人类所需要的各种物质，如激素、抗体及酶类等。,基因工程在畜牧养殖业上的应用,背上长人耳的老鼠,基因工程与药物研制,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。,生产基因工程药品,胰岛素治疗糖尿病的特效药。,干扰素抗病毒的特效药。,人造血液及其生产,我国生产的部分基因 工程疫苗和药物,白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、人造血液代用品,疫苗： 乙肝、狂犬病、百日咳、霍乱、伤寒、疟疾,基因工程药品,基因工程与环境保护,环境监测： 检测环境中的病毒、细菌等污染。,1t水中有10个病毒也能被检测出来,快速灵敏,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。,环境污染治理,1）用基因工程产物“超级细菌”分解石油，可以大大提高细菌分解石油的效率。,3）通过基因重组构建新的杀虫剂，取代生产过程中耗能多、易造成环境污染的农药，并试图通过基因工程回收和利用工业废物。,2）用基因工程培养出“吞噬”汞和降解土壤中DDT的细菌，以及能够净化镉污染的植物。,当人类拥有了只有大自然才拥有的改造生物、创造生物的能力时，我们是否感到很坦然呢？,转基因食品,安全吗?!,目前，大多数专家认为，已经投入商品化生产的转基因番茄、玉米等农产品都是安全的。迄今为止尚无食用转基因生物产品引起任何严重问题的科学报道。,绿色和平组织将转基因食品妖魔化,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？,1、科学家们经过多年努力，创立了一种新兴生物技术基因工程，实施该工程的最终目的：,A.定向提取生物体的DNA分子 B.定向地对DNA分子进行“剪切” C.在生物体外对DNA分子进行改造 D.定向地改造生物的遗传性状,exercise,小试身手,基因工程的正确操作步骤是:,使目的基因与运载体结合 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要求 提取目的基因, B. C. D. ,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 ,基因工程技术中的目的基因主要来源于,A.自然界现存在生物体内的基因 B.自然突变产生的新基因 C.人工诱变产生的新基因 D.科学家在实验室中人工合成的基因,下列关于基因工程的叙述中,正确的是:,A.限制酶只用于提取目的基因 B.细菌体内的环状DNA均可作运