高中生物 第一章 基因工程 1.1 基因工程概述课件 苏教版选修3.ppt

第一节基因工程概述 能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮 能否让细菌 吐出 蚕丝 能否让微生物产生出人的胰岛素 干扰素等珍贵的药物 经过多年的努力 科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术 基因工程 1 说出基因工程的概念 2 简述基因工程的诞生历程 3 说出dna重组技术所需的三种基因工具的作用 4 简述基因工程基本操作程序的步骤 一 基因工程的概念 基因工程又叫基因拼接技术或dna重组技术 该技术是在生物体外 通过对dna分子进行人工 剪切 和 拼接 对生物的基因进行改造和重新组合 然后导入受体细胞内进行无性繁殖 使重组基因在受体细胞内表达 产生出人类所需要的基因产物 基因拼接技术或dna重组技术 生物体外 基因 dna分子水平 人类需要的基因产物 剪切 拼接 导入 表达 理论基础 dna是遗传物质的发现dna双螺旋结构的确立遗传信息传递方式 中心法则 的认定 技术保障 二 基因工程的诞生和发展 提取 抗虫基因 棉花细胞 与运载体dna拼接 导入 含抗虫基因 基因工程培育抗虫棉的简要过程 如何将苏云金芽孢杆菌细胞内的抗虫基因从它的dna分子中切割下来 如何将切下来的抗虫基因与运载体dna连接起来 如何将重组的dna运送到棉花细胞 需要切割dna的工具 分子手术刀 需要连接dna片断的工具 分子缝合针 需要基因转移的工具 分子运输车 限制性核酸内切酶 dna连接酶 基因载体 思考 1 限制性核酸内切酶 简称限制酶 能够识别和切割dna分子内一小段特殊核苷酸序列的酶 含义 主要从原核生物中分离得到 来源 磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键 作用部位 有专一性 即一种限制酶只能识别一种特定核苷酸序列 并在特定的切点上切割dna分子 作用特点 产生黏性未端 作用结果 三 基因工程的工具 ecori 识别gaattc序列 并在g和a之间切开 限制酶在切断dna时 可在切口处带有几个伸出的核苷酸 他们之间碱基正好互补配对 因此称这些片断为黏性末端 a a t t g c c t t a a g 3 5 3 3 5 5 5 3 要想获得某个特定性状的基因必须用限制性核酸内切酶切几个切口 可产生几个黏性末端 切两个切口 产生四个黏性末端 如果把两种来源不同的dna用同一种限制酶来切割 会怎样呢 会产生相同的黏性末端 思考 2 dna连接酶 两条链的骨架部分 形成磷酸二酯键 连接部位 具有相同黏性末端的两个dna片段连接起来 形成重组dna分子 结果 用dna连接酶连接两个相同的黏性未端要形成几个磷酸二酯键 2个 用限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸二酯键 4个 外源基因 如抗虫基因 怎样才能运送到受体细胞 如棉花细胞 需要 分子运输车 基因进入受体细胞的载体 思考 3 基因载体 运载体 作为运载工具 将外源基因送入受体细胞 作用 条件 能在宿主细胞内自我复制并稳定地保存 有一个或多个限制酶切点 可使外源基因插入其中 具有某些遗传标记基因 以便进行筛选 对受体细胞无害 质粒 最常用 噬菌体和某些动植物病毒 种类 假如外源基因导入受体细胞后不能复制会怎样 作为载体如果没有限制酶切割位点将怎样 外源基因是否进入受体细胞 你如何去察觉 如果载体对受体细胞有害将怎样 会在细胞增殖中丢失 外源的基因不可能插入 如果载体上有遗传标记基因 就可通过标记基因的表达来检测 将影响受体细胞新陈代谢 进而使转入的外源基因也可能无法表达 思考 四 基因工程的一般过程与技术 获取目的基因形成重组dna分子将重组dna分子导入受体细胞筛选含有目的基因的受体细胞目的基因的表达 取出dna 用限制酶切断dna 目前被较广泛提取使用目的基因有 苏云金杆菌抗虫基因 人胰岛素基因 人干扰素基因 种子贮藏蛋白基因 植物抗病基因等 获取目的基因的方法 1 直接分离基因 2 人工基因合成法 直接合成法 已知某基因的序列的前提下 可以用化学方法合成或用pcr技术扩增大量获取目的因 如胰岛素基因 想一想 还有其他的方法可以合成目的基因吗 dna合成仪 pcr扩增仪 目的基因与运载体结合 形成重组dna 提取质粒并用限制酶切割 用连接酶将目的基因和质粒连接 将重组dna导入受体细胞并扩增 将目的基因导入受体细胞 将受体细胞进行扩增 筛选含有目的基因的受体细胞 受体细胞是否具运载体特有的 标记基因 所控制的性状 检测依据 目的基因的表达 是否有目的基因表达的产物 表达的依据 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是 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 d 2 以下说法正确的是 a 所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列b 质粒是基因工程中唯一的运载体c 载体必须具备的条件之一是 具有多个限制酶切点 以便与外源基因连接d 基因控制的性状都能在后代表现出来 c 3 人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基因 该抗性基因的主要作用是 a 提高受体细胞在自然环境中的耐药性b 有利于对目的基因是否导入受体细胞进行检测c 增加质粒分子的分子量d 便于与外源基因连接 b 4 下列哪项不是基因工程