高中生物选修三市公开课一等奖省课获奖课件

基因工程：是指按照人们愿望，进行严格设计并通过体外DNA重组和

，赋予生物以新

，从而发明出更符合人们需要新

.由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工，因此又叫

。

什么叫基因工程？转基因技术生物类型和生物产品DNA重组技术遗传特性第1页基因工程别名操作环境操作对象操作水平基本过程目标基因拼接或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平剪切→拼接→导入→体现定向改造生物遗传性状基因工程定向改造生物遗传性状,这种变异起源是基因重组对基因工程(DNA重组技术)概念理解？第2页DNA重组技术基本工具★手术刀(基因剪刀)------精确切割DNA★缝合针(基因针线)-----将DNA片段再连接起来★运输工具(基因运载体)------将体外重组好DNA导入受体细胞第3页一.分子手术刀------限制性核酸内切酶(限制酶)A.起源:主要从原核生物中分离纯化B.作用:识别双链DNA分子某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位两个核苷酸之间磷酸二酯键断开.第4页限制酶切割DNA后形成末端——黏性末端、平末端是如何形成？第5页C.识别序列组成:大多数由六个核苷酸组成D.切割后产生DNA片段末端形式黏性末端平末端反向对称反复排列第6页二.DNA连接酶-------“分子缝合针”分类E.coliDNA连接酶T4DNA连接酶差异:

E.coliDNA连接酶只能将双链DNA片段互补黏性末端之间连接起来;T4DNA连接酶既能够“缝合”双链DNA片段互补黏性末端,又能够“缝合”双链DNA片段平末端,但连接平末端之间效率比较低.DNA连接酶与DNA聚合酶区分：第7页DNA连接酶DNA聚合酶连接DNA链连接部位相同点双链单链在两DNA片段之间形成磷酸二酯键将单个核苷酸加到已存在DNA片段上,形成磷酸二酯键都能形成磷酸二酯键，二者都由蛋白质组成第8页基因载体——“分子运输车”A.载体必须具有条件：

1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；2、具有一种多种限制酶切点，方便与外源基因连接；3、具有某些标识基因，便于进行筛选。（如抗菌素抗性基因、产物具有颜色反应基因等）4、对受体细胞无害，且大小要合适B.载体作用：

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。C.常用载体有：质粒，λ噬菌体衍生物，动植物病毒等第9页基因工程基本操作程序目标基因获取基因体现载体构建将目基因导入受体细胞目标基因检测与判定第10页一、目标基因获取(一)、目基因主要是______________________编码蛋白质基因（二）、获取目标基因常用办法有哪些?1、从基因文库中获取2、利用PCR技术扩增3、人工合成第11页一、目标基因获取（一）从基因文库中直接获取1.基因文库：概念见P92.基因文库分类:按外源DNA片段起源分类种类基因组DNA文库：具有一种生物所有基因部分基因文库：只包括了一种生物部分基因，如：cDNA文库3.基因文库目标为了在不知目标基因序列情况下，便于取得所需目标基因4.获取目标基因根据：见课本P9第12页（一）基因文库构建（1）基因组文库构建提取某生物所有DNA用合适限制酶切割许多DNA片段与载体连接导入受体菌群该生物基因组文库（每个受体菌具有一段不一样DNA片段）（2）cDNA文库构建——mRNA反转录形成与载体连接导入受体菌群mRNA逆转录酶杂交双链核酸酶H单链DNADNA聚合酶双链DNA(cDNA)该生物cDNA文库第13页1、概念：PCR全称为_______________，是一项在生物____复制___________核酸合成技术通过这项技术可在短时间内大量扩增目标基因

由于整个过程是在体外进行，因此又叫做体外DNA扩增技术。多聚酶链式反应体外特定DNA片段2、原理：DNA复制基本原理(二)利用PCR技术扩增目基因第14页四种脱氧核苷酸一对引物：热稳定DNA聚合酶(Taq酶）模板DNA(需含有目基因)4、条件：一对寡核苷酸序列：与目标基因起始段互补一段已知目标基因核苷酸序列，方便根据这一序列合成引物3、前提：温度控制第15页IMN变性复性延伸1、变性(90---95度)：目基因DNA受热变性，氢键断裂成为单链；2.复性（55---60度）：引物与两条单链通过碱基互补配对原则结合，形成局部双链3.延伸（70---75度）：在DNA聚合酶（Taq酶）作用下，从5′端→3′端进行延伸，形成双链DNA。第16页（三）通过DNA合成仪用化学办法人工合成1.蛋白质氨基酸次序mRAN核苷酸序列基因DNA核苷酸序列目基因推测推测合成

当基因比较小、蛋白质氨基酸序列能够测得或核苷酸序列已知时，可采取此种办法。2.反转录法：

以目标基因转录成信使RNA为模板，反转录成互补单链DNA，然后在酶作用下合成双链DNA，从而取得所需基因。第17页1.用一定_________切割质粒，使其出现一种切口，露出____________。2.用_____________切断目基因，使其产生_________________。——关键3.将切下目标基因片段插入质粒______处，再加入适量___________，形成了一种重组DNA分子（重组质粒）限制酶黏性末端同一种限制酶黏性末端切口DNA连接酶相同(二)基因体现载体构建第18页基因体现载体组成：目：使目基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目基因能够表达和发挥作用。a、目基因b、启动子c、终止子d、标识基因第19页(三)将目基因导入受体细胞常用受体细胞：动植物细胞、大肠杆菌、土壤农杆菌、枯草杆菌等。将目标基因导入受体细胞原理：借鉴细菌或病毒侵染细胞途径。转化——目标基因进入_________内，并且在受体细胞内维持_____和_____过程受体细胞稳定体现第20页办法导入植物细胞导入动物细胞导入微生物细胞农杆菌转化法基因枪法花粉管通道法——显微注射法——感受态细胞吸取DNA分子(三)将目基因导入受体细胞第21页(四)目标基因检测与判定——检查是否成功检测—（分子水平检测）判定—①检测转基因生物染色体DNA上是否插入了目标基因②检测目基因是否转录出了mRNA③检测目基因是否翻译成蛋白质抗虫判定、抗病判定、活性判定等办法——办法——办法——DNA-DNA分子杂交DNA-RNA分子杂交抗原-抗体杂交（个体生物学水平检测）第22页2.微生物作受体细胞原因：将目基因导入微生物细胞3.转化办法：大肠杆菌繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少

处理细胞→

细胞→体现载体与感受态细胞混合→_________细胞吸取DNA分子。氯化钙/钙离子感受态感受态1.常用菌：第23页植物基因工程技术主要用于哪些方面?1.提升农作物抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）2.改良农作物品质3.利用植物生产药品等方面.第24页1.抗虫基因Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等2.我国抗虫棉目标基因是什么?目标基因从何而来?我国转基因抗虫棉是转入Bt毒蛋白基因培育出来，这种基因是从苏云金芽孢杆菌中分离出来。第25页二、动物基因工程前景广阔（一）用于提升动物生长速度导入外源生长激素基因（二）用于改善畜产品品质（三）用转基因动物生产药品就基因药品而言，最抱负体现场所是乳腺（四）用转基因动物作器官移植供体第26页工程菌:用基因工程办法，使外源基因得到高效率体现菌类细胞株系。基因工程药品包括：细胞因子（即淋巴因子如白细胞介素—2、干扰素）、抗体、疫苗、激素等三、基因工程药品异军突起第27页基因诊断：也称为DNA诊断或基因探针技术，即在DNA水平分析检测某一基因，从而对特定疾病进行诊断。探针制备：放射性同位素(如32P)、荧光分子等标识DNA分子；原理：利用DNA分子杂交原理；四、基因治疗曙光初照1）β—珠蛋白DNA探针→镰刀状细胞贫血症2）苯丙氨酸羧化酶基因探针→苯丙酮尿症3）白血病患者细胞中分离出癌基因制备DNA探针→白血病第28页1、基因治疗概念：四、基因治疗曙光初照把正常基因导入病人体内，使该基因体现产物发挥功能，从而达成治疗疾病目标，是治疗遗传病最有效伎俩。（把特定外源基因导入有基因缺陷细胞中，从而达成治疗疾病目标）体外基因治疗：先从病人体内取得某种细胞，进行培养，然后在体外完成基因转移，再筛选成功转移细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移治病办法。（如将治疗囊性纤维病正常基因转入患者肺组织）2、基因治疗类型第29页3、基因治疗发展现状：处于早期临床试验阶段4、用于基因治疗基因种类：正常基因、反义基因和自杀基因第30页基因工程与食品业基因工程为人类开辟新食物起源。1）鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中体现取得成功。这表白，将来能用发酵罐培养大肠杆菌或酵母菌来生产人类所需要卵清蛋白。2）用基因工程办法从微生物中取得人们所需要糖类、脂肪和维生素等产品。基因工程为食品工业中提供了什么前景？第31页基因工程与环境保护1