基因工程讲课

关于基因工程讲课2、《参考消息》“开眼界”栏目中刊登一则新闻：美国科学家已将人的血红蛋白基因导入猪的体内，并成功的进行了表达。1、2008年9月中央电视台《焦点访谈》播出了一期节目，反映目前我国血库中血液短缺，很多病人排队等候输血，有的因为不能及时输血而造成病情恶化，甚至死亡。节目呼吁人们要关爱生命，义务献血……。两则新闻第2页,共36页，2024年2月25日，星期天

人的血红蛋白基因怎样才能导入猪的体内呢？这就要借助于一门新兴的生物技术——基因工程。第3页,共36页，2024年2月25日，星期天

别名操作环境

操作对象

操作水平

基本过程

结果

基因拼接技术、DNA重组技术等生物体外基因DNA分子水平剪切、拼接、导入、表达获得人类所需的基因产物（一）、基因工程的概念（1）该部分内容容易理解，教师指导学生阅读教材有关内容，并给出下列表格，让学生总结，教师加以补充。第4页,共36页，2024年2月25日，星期天二、基因操作的工具问题1:

基因操作是在DNA分子水平上进行的,用普通的操作工具能够操作吗?那么需要用什么工具呢?第5页,共36页，2024年2月25日，星期天1、基因工程的“”GAATTCCTTAAGCTTAAGAATTCG粘性末端限制性内切酶酶!观察与思考

回顾DNA的分子结构，思考用什么对DNA进行操作?第6页,共36页，2024年2月25日，星期天TGCAACGTACGTGCAT不同的“剪刀”所识别的核苷酸序列、切点以及形成的黏性未端都不同观察与思考不同的限制性内切酶识别的核苷酸序列、切点以及形成的粘性未端都是否相同？第7页,共36页，2024年2月25日，星期天DNA目的基因GCATTGCAACGTCGTAGCATTGCA问题2:如何把目的基因从DNA

分子上切下来呢?观察与思考动画演示第8页,共36页，2024年2月25日，星期天1、基因工程的“”剪刀限制性内切酶

微生物（已发现的有200种）一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割（3）分布：（1）特点：（2）结果：产生粘性末端第9页,共36页，2024年2月25日，星期天2、基因工程的“”CTTAAGAATTCGDNA连接酶AATTCG问题3：如果把两种来源不同的DNA用同一种酶切割，会怎样呢？观察与思考第10页,共36页，2024年2月25日，星期天指“DNA连接酶”“”（1）连接的部位：连接“梯子”断口的“扶手”——磷酸酯键；而非“梯子”中间的“踏板”——氢键2、基因工程的“针线”（2）结果：两个相同的粘性末端的连接

第11页,共36页，2024年2月25日，星期天问题4：

如何将目的基因导入受体细胞呢？目的基因运载体第12页,共36页，2024年2月25日，星期天问题与探索请阅读教材中“基因的运输工具——运载体”这一自然段，并思考回答以下两个问题。1、作为运载体必须具备什么条件？2、为什么质粒常作为运载体？第13页,共36页，2024年2月25日，星期天3、基因工程的“”

目的基因（3

）作用：（1）具备条件：（2）种类：将外源基因导入受体细胞质粒、噬菌体和动植物病毒a、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存b、具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接c、具有标记基因，便于筛选第14页,共36页，2024年2月25日，星期天运载体目的基因观察与思考为什么质粒常作为运载体？质粒是细菌等微生物中能够自主复制的小型环状DNA分子，其上面常含有标记基因能够“友好”地“借居”在宿主细胞中，它的存在与否对宿主细胞的生存没有决定性的作用。第15页,共36页，2024年2月25日，星期天二、基因操作的工具1、基因工程的“”2、基因工程的“”3、基因工程的“”目的基因第16页,共36页，2024年2月25日，星期天基因操作的基本步骤示意图第17页,共36页，2024年2月25日，星期天1、提取目的基因2、目的基因与运载体结合3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测和表达第18页,共36页，2024年2月25日，星期天1、提取目的基因（1）鸟枪法（散弹射击法）（2）人工合成基因的方法第19页,共36页，2024年2月25日，星期天......DNA扩增仪（PCR仪）第20页,共36页，2024年2月25日，星期天（1）鸟枪法（散弹射击法）

优点：缺点：操作简便工作量大，具有一定的盲目性第21页,共36页，2024年2月25日，星期天（2）人工合成法DNA合成仪逆转录法根据已知的氨基酸序列合成DNA第22页,共36页，2024年2月25日，星期天mRNADNA逆转录第23页,共36页，2024年2月25日，星期天蛋白质mRNADNA推测推测第24页,共36页，2024年2月25日，星期天（2）人工合成法

优点：缺点：专一性强，还可以合成自然界中不存在的基因，因此有着广泛的应用前景。操作过程麻烦，技术条件要求较高第25页,共36页，2024年2月25日，星期天DNA目的基因GCATACGTACGTGCATGCATACGT观察与思考2、目的基因与运载体结合第26页,共36页，2024年2月25日，星期天GAATTCCTTAAGCTTAAGAATTCG观察与思考第27页,共36页，2024年2月25日，星期天ACGTGCAT抗菌素抗性基因ACGTGCAT目的基因ACGTGCAT标记基因观察与思考1、切割质粒与获得目的基因切割DNA分子是否一定要用同一种限制性内切酶？为什么？答：是。要保证有相同的黏性未端。2、该过程除使用限制性内切酶外，还使用什么酶？答：DNA连接酶。第28页,共36页，2024年2月25日，星期天

阅读第三步——将目的基因导入受体细胞和第四步——目的基因的检测和表达，并思考回答以下问题。3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测和表达第29页,共36页，2024年2月25日，星期天1、为什么常用细菌等微生物作为受体细胞？2、当用细菌作为受体细胞时，在导入重组DNA之前对其应作何处理？3、重组DNA分子进入受体细胞后，是否意味着转基因的成功？答：细菌等微生物的繁殖速度非常快，在短时间内就能获得大量目的基因和基因产物。答：用氯化钙溶液处理细菌，以增大细菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。答：不是，重组DNA分子进入受体细胞后受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。第30页,共36页，2024年2月25日，星期天本节课的知识结构基因工程的基本内容基因工程的概念基因操作的工具基因的剪刀___限制性内切酶基因的针线___DNA连接酶基因的运输工具___运载体基因操作的基本步骤提取目的基因将目的基因导入受体细胞目的基因的检测和表达目的基因与运载体结合第31页,共36页，2024年2月25日，星期天（四）巩固练习1、选择题：（1）有关于基因的叙述正确的是()A限制性内切酶只在获得目的基因时才使用B重组质粒的形成在细胞内完成C质粒都可作为运载体D蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料D本题考查了本节学习的重点知识和基本知识。第32页,共36页，2024年2月25日，星期天（2）植物学家在培育抗虫棉时，对目的基因作了适当的修饰，使得目的基因在棉花植株的整个生长发育期都表达，以防止害虫侵害。这种对目的基因所作的修饰发生在()

A内含子 B外显子

C编码区 D非编码区D第33页,共36页，2024年2月25日，星期天2填空题：(1)中国科学家陈炬把人的抗病毒干扰素（一种蛋白质）基因植入烟草的细胞中并“嫁接”到其DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力。试分析回答：①、人的基因这所以能“嫁接”到植物的DNA分子上去，是因为：_____________________________。②、烟草有了抗病毒的能力，这表明烟草体内产生了___________。这个事实说明，人和植物共同使用一套__________，蛋白质的合成方式_________。③、这个事实也可证明，现代地球上的生物是由共同的原始祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的，它们之间有着或近或远的________关系。人与植物的DNA分子结构相同抗病毒干扰素遗传密码相同亲缘第3