人教版高中生物必修二第六章第2节《基因工程及其应用》-课件--(共32张PPT).ppt

能发光的水母,不能发光的热带斑马鱼,请您欣赏,能否能否让热带鱼也能发光?,设想,能发荧光的热带斑马鱼,普通热带斑马鱼是不发荧光的,请您欣赏,超级小鼠与超级鱼,请您欣赏,抗虫害的玉米,抗虫棉,能产生人胰岛素的大肠杆菌,思考：,1、为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上？2、推测这种“嫁接”怎样能实现？3、这种“嫁接”对品种的改良有什么意义？,不同生物的DNA在空间结构上一致几乎所有的生物都共用一套遗传密码,可定向改造生物,一、基因工程,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（目的）。,原理：,操作水平：,结果：,基因重组,DNA分子水平,实现物种间基因重组、定向改造生物的遗传性状,家蚕能够吐出蚕丝为人类利用,能否让细菌“吐出”蚕丝？,设想,思考：要把家蚕的合成蚕丝蛋白的基因“嫁接”到细菌上，关键步骤是什么？,关键步骤一：怎样提取合成蚕丝蛋白的基因？关键步骤二：怎样将基因运输到细菌体内？关键步骤三：怎样将基因与运载工具连接起来？,基因的剪刀限制性内切酶,基因的针线DNA连接酶,基因的运载工具基因的运载体,（二）基因操作的工具,基因的剪刀限制性核酸内切酶基因的针线DNA连接酶基因的运载工具运载体,1、基因的剪刀限制性核酸内切酶（简称限制酶）,（1）存在：限制酶是在生物体(主要是微生物)内的一种酶，能将外来的DNA切断，这种切割作用是在DNA分子内部进行的。,观察各限制酶识别并作用的核苷酸序列，看看它有何特点？,（2）特点：,只能识别一种特定的核苷酸序列,只能在特定的位点上切割DNA分子,黏性末端,黏性末端,EcoRI限制酶的切割,(3)限制酶切割的是什么化学键？,磷酸二酯键,（注意与解旋酶的区别）,被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，,它们之间正好互补配对,这样的切口叫黏性末端。,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，然后让两者的黏性末端黏合起来，似乎就可以合成重组的DNA分子了。,2、基因的针线DNA连接酶,黏性末端的黏合：,连接位置：,磷酸与脱氧核糖间的化学键磷酸二酯键,互补的碱基形成氢键连接,黏性末端的连接：,DNA连接酶连接缺口,两DNA片段要具有互补的黏性末端才能拼起来,DNA连接酶的缝合作用,DNA连接酶与DNA聚合酶有什么不一样？,AATTG,C,A,A,T,T,A,A,T,T,DNA聚合酶的作用,DNA连接酶与DNA聚合酶比较,作用对象：DNA连接酶是在两个DNA片段之间;DNA聚合酶是在单个脱氧核苷酸与DNA片段之间。作用条件：DNA连接酶不需要模板；DNA聚合酶需要模板（以DNA的一条链为模板）相同点：都形成磷酸二酯键；化学本质均为蛋白质。,3、运载体：,常用的运载体主要有两类：1）质粒2）噬菌体或某些动植物病毒,运载体的作用有哪些？,作用一：作为运载工具，将外源基因(抗虫基因)转移到受体细胞(棉花细胞)中去。作用二：利用运载体在受体细胞(棉花细胞)内，对外源基因(抗虫基因)进行大量复制。,质粒：,质粒是基因工程最常用的运载体。质粒存在于细菌、酵母菌等生物中，是细胞拟核或细胞核外能够进行自主复制的很小的环状DNA分子。,(2)能在宿主细胞中复制并稳定保存；,(1)具有多个限制酶的切点，便于与外源基因连接；（用切割目的基因的同一种限制酶切割运载体，以获得相同的黏性末端）,(3)具有某些标记基因，便于筛选成功导入的受体细胞。,运载体的特点,1)提取目的基因2)目的基因与运载体结合3)目的基因导入受体细胞4)目的基因的检测和表达,（三）基因工程的步骤,第一步：提取目的基因,（1）目的基因：人们所需要的特定基因直接分离法：从自然界已有的物种中分离出来（2）途径mRNA单链DNA双链DNA人工合成法：氨基酸序列mRNA序列DNA序列合成DNA,第二步：目的基因与运载体结合,（1）用一定的限制酶切割质粒（2）用同一种限制酶切割目的基因（3）加入DNA连接酶（4）质粒和目的基因结合成重组DNA分子,第三步：将目的基因导入受体细胞,（1）受体细胞常选用微生物，繁殖快（2）培育转基因动物时，受体细胞一般选用受精卵；（3）培育转基因植物时，受体细胞可选用受精卵或其他体细胞,1、当受体细胞为微生物细胞时，经常用CaCl处理细胞，增大细胞壁的通透性，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，即感受态细胞。2、当受体细胞为双子叶植物细胞时，最常用的就是农杆菌转化法。3、当受体细胞为单子叶植物细胞时，常用基因枪法。4、当受体