人教版教学课件高中生物人教版选修三专题一第三节：基因工程应用课件

1、第三节基因工程应用,设想1,能否让植物也发出萤火虫般美丽的萤光？,能否让猪体内生产出人血？,设想2,能否让细菌产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？,设想3,把这样的奇思妙想变为现实的是20世纪70年代兴起的高新科技基因工程,基因工程的概念,又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。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，定向地改造生物的遗传性状。,基本原理:,基因重组,基因工程的概念,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,抗虫棉,普通棉,转基因抗虫棉,基因工程培育抗虫棉

2、的简要过程：,普通棉花(无抗虫特性),苏云金芽孢杆菌,提取,抗虫基因,与运载体DNA拼接 导入,棉花细胞(含抗虫基因),抗虫棉(有抗虫特性),表达,实现上述步骤需要哪些工具？,实现上述步骤需要哪些工具？,基因的剪刀DNA限制性内切酶 基因的针线DNA连接酶 基因的运载工具运载体,主要是从微生物中分离纯化出来的一种酶。能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶。,1、来源：,一、限制性内切酶“分子手术刀”,2、种类：,200多种。,识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。,3、作用：,氢键,T

3、,磷酸二酯键,A,4、特点：,特异性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且有特定的切割位点。,例如： 大肠杆菌的一种限制酶EcoRI ,能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。,5、结果：,将DNA切成DNA片段，产生黏性末端。,大肠杆菌的一种限制酶EcoRI, 能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。,什么叫黏性末端？,限制酶,什么叫黏性末端？,什么叫黏性末端？,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，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。,1、要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？,思考与讨论:,要切两个切口，产生四

4、个黏性末端,2、如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，结果会怎样呢？,会产生相同的黏性末端，如果让两者的黏性末端黏合起来，就可以形成重组的DNA分子,GAATTCCGTAGAATTCGGATT,CTTCATGAATTCCCTAA,GAAGTACTTAAGGGATT,CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA ,含目的基因的DNA片段,另外的DNA片段,重组DNA分子片段,EcoRI,EcoRI,基因的针线DNA连接酶,问题: 将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子可以用什么酶?,二、 DNA连接酶 “分子缝合针”,1、种类： 2、作用：,两类,磷酸二酯键,3、作用部位：,将两个DN

5、A片段的缺口连接起来，恢复被限制酶 切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。,DNA聚合酶只是将一个个脱氧核苷酸加到DNA单链上(DNA复制）；而DNA连接酶是将两个DNA片段的缺口连接起来（基因工程）。,相同点：,都是形成磷酸二酯键,主要区别：,讨论,2、DNA连接酶与DNA聚合酶有什么区别？,GAATTCCGTAGAATTCGGATT,CTTCATGAATTCCCTAA,GAAGTACTTAAGGGATT,CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA ,含目的基因的DNA片段,运载体DNA片段,重组DNA分子片段,EcoRI,EcoRI,三、基因进入受体细胞的载体分子运输车,思考： 外源基因(如

6、抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？,基因进入受体细胞的载体“分子运输车”,假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？ 作为载体没有切割位点将怎样？ 目的基因是否进入受体细胞，我们肉眼看不到，如何鉴定？ 如果载体对受体细胞有害将怎样？我们敢选用从霍乱弧菌中的质粒来做载体吗？,思考：,作为载体的必要条件:,1、能自我复制 2、有一个或多个酶切割位点 3、有标记基因 4、对受体细胞无害,种类：质粒、噬菌体和动植物病毒,(便于进行鉴定和筛选),(以便外源基因插入),质粒的特点：,是一种裸露的、结构简单、独立于细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自我复制的小型双链环状DNA分子。,能复制并带着

7、插入的目的基因一起复制,有切割位点,有标记基因的存在，将来可用含青霉素的培养基鉴别。,练习,在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用 同种限制酶 B. 两种限制酶 同种连接酶 D. 两种连接酶 不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A、能复制 （ ） B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因 D、它是环状DNA,基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 A、人工合成目的基因 B、目的基因与运载体结合 C、将目的基因导入受体细胞 D、目的基因的检测和表达,练习,DNA重组技术的基本工具：,本节小结：,分子手术刀限制性内切酶,分子缝