生物②必修6.2《基因工程及其应用》课件

1、最新款的摩托车你见过树会走路吗?给科学插上想象的翅膀，你会收获更多！能发光的水母请您欣赏能否让热带鱼也能发光?设想不能发光的热带斑马鱼请您欣赏请您欣赏超级小鼠与超级鱼能产生人胰岛素的大肠杆菌请您欣赏基因“嫁接”基因工程及其应用TTTTAGCCGGAA 又称基因拼接技术,或重组DNA 技术。 通俗的说，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，定向的改造生物的遗传性状。 基因工程结果原理 基因重组定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。 基因工程操作水平DNA分子水平基因工程中的基因重组跟有性生殖中的基因重组有何不同？培育转基因大肠杆菌的

2、简要过程：你认为上述培育转基因大肠杆菌的关键步骤有哪些？普通大肠杆菌(不能分泌胰岛素)人体组织细胞提取胰岛素基因与运载体DNA拼接导入大肠杆菌(含胰岛素基因)转基因大肠杆菌(能分泌胰岛素)实例展示培育转基因大肠杆菌的关键步骤：1.ONE胰岛素基因从人体细胞内提取出来2.TWO胰岛素基因与运载体DNA连接3.THREE胰岛素基因导入受体(大肠杆菌)细胞基因的“剪刀”基因的“针线”基因的运载体1、基因工程的指“ 限制性核酸内切酶 ”微生物一种限切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割已发现的有200多种种类:来源:特点:“ ”这个特点说明了：酶具有专一性CTTCATG AATTCCCTA

3、A GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 练习使用EcoRI 剪切目的基因CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 目的基因黏性末端被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？思考:形成的黏性末端不同不同的限制酶呢？具有。2.分子针线DNA连接酶积极思考DNA连接酶连接的是两个脱氧核苷酸分子的什么部位？基因操作的工具连接酶的作用是：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。使用DNA连接酶制作重组DNA分子甲片段CTTCATG AATTCCCTA

4、A GAAGTACTTAA GGGATT 乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG 重组DNA分子GGCATCTTAAAATTCCGTAG DNA连接酶的作用是：A.子链和母链之间形成氢键B.黏性末端之间形成氢键C.两个DNA末端间的缝隙连接D.A、B、C都对 C（2006.台州质检）下列是由限制酶切割形成的DNA片段，能用相应DNA连接酶将它们恢复连接的组合是CTGCA GGCTTAA GACGTC AATTC GA. ； B. ；C. ； D.以上都不对A目的基因(如人的胰岛素基因)怎样才能导入受体细胞(如大肠杆菌细胞)？常用的运载体有两类： 1）细菌细胞质的质粒 2）噬菌体或某些动

5、植物病毒3、基因工程的目的基因 标记基因，便于进行检测。 其中质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子.它们的共同特点是：都有侵染或进入宿主细胞的能力运载体应该具有什么特点呢?？基因操作的工具运载体1能够在宿主细胞内复制并稳定保存；具有多个限制酶切点以便与外源基因相连；具有标记基因，便于进行筛选基因工程的“四步曲”提取目的基因1目的基因与运载体结合2将目的基因导入受体细胞3目的基因的检测和鉴定4第一步：三、基因工程基本步骤：获取目的基因方法：2、直接分离：鸟枪法1、人工合成：注意：要保持基因的完整性获取目的基因（鸟枪法）：用限制酶将供体细胞中的DNA

6、切成许多片段，将这些片段分别载入运载体，然后通过运载体分别转入不同的受体细胞，让供体细胞所提供的DNA（外源DNA）的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制（在遗传学中叫扩增），从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。 第二步、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1、常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植物细胞等2、常用微生物作受体细胞的原因：微生物增殖快、代谢快、目的产

7、物多3、若受体细胞为细菌应作何处理：应用CaCl2处理目的是：增大细胞壁的通透性第四步、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还可以检测标记基因是否表达12基因工程的操作工具1.基因的剪刀 限制性内切酶2.基因的针线 连接酶 3.基因的运输工具 运载体 基因工程的操作步骤1.目的基因的提取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

8、测与鉴定基因工程的原理小结？思维拓展: 细菌和人是差异非常大的两种生物, 通过基因重组后,细菌能够合成人体的胰岛素，这说明了什么？这可不是普通的细菌，它是嫁接了人胰岛素基因的工程菌，能大量合成人胰岛素。人和细菌共用一套遗传密码所有生物共用一套遗传密码获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。四、基因工程的应用1、基因工程与作物育种转基因抗虫水稻（绿色）与对照（枯黄）1）抗虫转基因植物 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。抗虫棉2）抗病转

9、基因植物转黄瓜抗青枯病基因的甜椒3）其他抗逆转基因植物转鱼抗寒基因的番茄4）利用转基因改良植物的品质不会引起过敏的转基因大豆转基因高赖氨酸玉米2、基因工程与药物研制我国生产的部分基因工程疫苗和药物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。胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生1

10、00g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!用转基因的植物生产药物 转基因抗乙肝西红柿(中国)，虽然不能治愈乙肝，但一年只吃几个抗乙肝西红柿，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经过多代繁殖，使转入的基因稳定化。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。3、环境保护杜鹃 是抗二氧化硫等污染较理想的花木。如石岩杜鹃距二氧化硫污染源300米的地方也能正常萌芽抽枝。 桂花 对化学烟雾有特殊的抵抗能力，对氯化氢、硫化氢、苯酚等污染物有不同程度的抵抗性，在氯污染区种植48天后，1公斤

11、叶片可吸收氯4.8克。它还能吸收汞蒸气。 夹竹桃有抗烟雾、抗灰尘、抗毒物和净化空气、保护环境的能力。夹竹桃的叶片，对二氧化硫、二氧化碳、氟化氢、氯气等对人体有毒、有害气体有较强的抵抗作用。 环境污染治理基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。通常一种假单孢杆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。 科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质的细菌。2013年7月19日,安徽巢湖东半湖孙村一带蓝藻粘稠,几成冻湖,水体发出阵阵腥臭。一位渔民从散发腥臭的蓝藻中上岸 . 转基因食品 安全吗?课究探后 课题：利用网络资

12、源并结合教材中的资料分析,就“转基因生物和转基因食品的安全性”以小论文的形式发表个人见解。 exercise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. 小试身手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 A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A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均可作运载体C.DNA连

13、接酶可用于目的基因和运载体的连接D.重组DNA分子一旦进入受体细胞,基因工程则完成. 以下说法正确的是: A.目的基因是指重组DNA B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C.DNA重组所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体 D.只要受体细胞中含有目的基因，目的基因就一定 能够成功表达 CBA.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的 基因和质粒B.DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶C.可用抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达. （2006年.四川）用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列说法不正确的是B切取牛的生长激素

14、或人的生长激素基因,用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中,从而获得了”超级鼠”,次项技术遵循的原理是A.基因突变 DNA RNA 蛋白质B.基因工程 RNA DNA 蛋白质C.细胞工程 DNA RNA 蛋白质D.基因工程 DNA RNA 蛋白质Dba(多选题)如图,下列有关酶功能的叙述中,正确的是A.切断a处的酶为限制性内切酶B.连接a处的酶为DNA连接酶C.切断b处的酶为解旋酶D.连接b处的酶为RNA聚合酶ABC(多选题)科学家运用基因工程技术,让羊合成并分泌抗体,相关叙述中正确的是A.该技术导致生物定向变异B.DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端碱基对连接起来C.蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供材料D.受精卵是理想的受体ACD基因工程技术在培育抗旱植物用于发展沙漠农业和改造沙漠方面显示了良好