人教版高中生物必修二第六章第2節(jié)《基因工程及其應(yīng)用》 課件(共45張PPT)

1、基因工程及其應(yīng)用基因工程及其應(yīng)用廣州大學(xué)附屬東江中學(xué) 李慶能發(fā)光的水母能發(fā)光的水母不能發(fā)光的熱帶斑馬魚不能發(fā)光的熱帶斑馬魚香香 蕉蕉 魚魚誰能告訴我這是誰能告訴我這是whatwhat？基因基因“嫁接嫁接”TTTTAGCCGGAA什么是基因工程什么是基因工程? ?基因工程的原理是什么？基因工程的原理是什么？基因工程基因工程 的基本操作步驟有哪些的基本操作步驟有哪些? ?實施基因工程實施基因工程 的總體思路是什么？的總體思路是什么？閱讀教材閱讀教材 P P102，解決以下問題：，解決以下問題：基因工程有哪些應(yīng)用？基因工程有哪些應(yīng)用？v 又稱又稱基因拼接技術(shù)基因拼接技術(shù), ,或或重組重組DNA 技術(shù)

2、技術(shù)。 v通俗的說，就是按照人們的意愿，把通俗的說，就是按照人們的意愿，把一一種生物種生物的某種基因提取出來，加以修飾的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到改造，然后放到另一種生物另一種生物的細(xì)胞里，的細(xì)胞里，定向定向的的改造改造生物的遺傳生物的遺傳性狀性狀。 基因工程概念基因工程概念原原 理：理：操作水平：操作水平：結(jié)結(jié) 果：果：基因重組基因重組DNADNA分子水平分子水平定向地改造生物的遺傳性狀，定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。獲得人類所需要的品種。 基因工程基因工程目的基因目的基因供體細(xì)胞供體細(xì)胞受體細(xì)胞受體細(xì)胞v科學(xué)家經(jīng)過多年的努力，創(chuàng)立了一種新興的生物技術(shù)基因工程

3、，實施該工程的最終目的是（ ）vA定向提取生物體的DNA分子 vB定向地對DNA分子進(jìn)行人工“剪切”vC在生物體外對DNA分子進(jìn)行改造 vD定向改造生物體的遺傳性狀D基因的基因的“剪刀剪刀”基因的基因的“針針線線”基因的運載體基因的運載體專一性專一性EcoREcoR限制酶識別了限制酶識別了GAATTCGAATTC的序列后，并在的序列后，并在G G和和A A之間將這段序列切開，那將會發(fā)生什么之間將這段序列切開，那將會發(fā)生什么樣的變化？樣的變化？如如:EcoR:EcoR限制酶限制酶模型構(gòu)建1CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCC

4、GTAG 練習(xí)使用練習(xí)使用EcoREcoR 剪切目的基因剪切目的基因CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 目的基因目的基因黏性末端黏性末端什么是黏性末端什么是黏性末端？被限制酶切開的被限制酶切開的DNADNA兩條單鏈的切口兩條單鏈的切口帶有幾個伸出的核苷酸，帶有幾個伸出的核苷酸，它們之間正好互補配對，它們之間正好互補配對，這樣的切口叫黏性末端。這樣的切口叫黏性末端。被同一種限制酶切斷的幾個被同一種限制酶切斷的幾個DNADNA是否是否具有相同的黏性末端？具有相同的黏性末端？思考思考:是是基因的針線：基因的針線：DNA

5、連接酶連接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同種限制酶切割用同種限制酶切割DNADNA連接酶連接的是兩個脫氧連接酶連接的是兩個脫氧核苷酸分子的什么部位？核苷酸分子的什么部位？模型構(gòu)建2使用使用DNADNA連接酶制作重組連接酶制作重組DNADNA分子分子甲片段甲片段CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT 乙片段乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG 重組重組D

6、NADNA分子分子GGCATCTTAAAATTCCGTAG DNADNA連接酶的作用是：連接酶的作用是：A.A.子鏈和母鏈之間形成氫鍵子鏈和母鏈之間形成氫鍵B.B.黏性末端之間形成氫鍵黏性末端之間形成氫鍵C.C.兩個兩個DNADNA末端間的縫隙連接（磷酸二酯末端間的縫隙連接（磷酸二酯鍵）鍵）D.AD.A、B B、C C都對都對 C下列是由限制酶切割形成的下列是由限制酶切割形成的DNADNA片段，能用相片段，能用相應(yīng)應(yīng)DNADNA連接酶將它們恢復(fù)連接的組合是連接酶將它們恢復(fù)連接的組合是CTGCA GGCTTAA GACGTC AATTC GA. A. ； B. B. ；C. C. ； D.D.以

7、上都不對以上都不對A運載體應(yīng)該運載體應(yīng)該具有什么特具有什么特點呢點呢? ?運載體特點運載體特點1 1能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制復(fù)制并穩(wěn)定保存；并穩(wěn)定保存；具有具有多個限制酶切點多個限制酶切點以以便與外源基因相連；便與外源基因相連；具有某些具有某些標(biāo)記基因標(biāo)記基因，便，便于進(jìn)行篩選于進(jìn)行篩選基因工程的基因工程的“四步曲四步曲”提取提取目的基因目的基因1目的基因與運載體目的基因與運載體結(jié)合結(jié)合2將目的基因?qū)⒛康幕驅(qū)雽?dǎo)入受體細(xì)胞受體細(xì)胞3目的基因的目的基因的檢測檢測與與鑒定鑒定412基因工程的操作工具基因工程的操作工具1.1.基因的剪刀基因的剪刀 限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶2.2

8、.基因的針線基因的針線 連接酶連接酶 3.3.基因的運輸工具基因的運輸工具 運載體運載體 基因工程的操作步驟基因工程的操作步驟1.1.目的基因的目的基因的提取提取2.2.目的基因與運載體目的基因與運載體結(jié)合結(jié)合3.3.目的基因目的基因?qū)雽?dǎo)入受體受體細(xì)胞細(xì)胞4.4.目的基因的目的基因的檢測檢測與與鑒定鑒定基因工程的原理基因工程的原理: :基因重組基因重組一、基因工程與作物一、基因工程與作物育種育種轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄茄獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物和具獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物和具有抗逆性的作物新品種。有抗逆性的作物

9、新品種。生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚魚( (中國中國) )乳汁中含有人生長激素的乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛轉(zhuǎn)基因牛( (阿根廷阿根廷) )導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級羊?qū)胭A藏蛋白基因的超級羊2 2、基因工程與藥物研制、基因工程與藥物研制我國生產(chǎn)的部分基因我國生產(chǎn)的部分基因工程疫苗和藥物工程疫苗和藥物許多藥品的生產(chǎn)許多藥品的生產(chǎn)是從是從生物組織生物組織中提取中提取的。受材料來源限制的。受材料來源限制產(chǎn)量有限，其價格往產(chǎn)量有限，其價格往往十分昂貴。往十分昂貴。微生物生長迅速，容易控制，適于大微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物將生

10、物合成相應(yīng)藥物成分的基因成分的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)導(dǎo)入微生物細(xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問題，還生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。能大大降低生產(chǎn)成本。胰島素從豬、牛等動物的胰胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價的胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。格之高可想而知。將合成的胰島將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿素基因?qū)氪竽c桿菌，每菌，每2000L2000L培養(yǎng)液培養(yǎng)液就能產(chǎn)生就能產(chǎn)生100g100g胰島胰島素！使其價格降低素！使其價格降低了了30%-50%!3

11、0%-50%!3 3、環(huán)境保護(hù)、環(huán)境保護(hù)基因工程做成的基因工程做成的“超級超級細(xì)菌細(xì)菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的用基因工程培育成功的“超級細(xì)菌超級細(xì)菌”卻能分解卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解汞、鎘等重金屬，分解DDTDDT等毒害物質(zhì)。等毒害物質(zhì)。利用基因工程培育的利用基因工程培育的“指示生物指示生物”能十分能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易

12、因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。exerciseexercise基因工程的正確操作步驟是基因工程的正確操作步驟是: :使目的基因與運載體結(jié)合使目的基因與運載體結(jié)合 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 檢測目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀檢測目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求要求 提取目的基因提取目的基因 B. C. C. D. D. 要使目的基因與對應(yīng)的載體重組，所要使目的基因與對應(yīng)的載體重組，所需的兩種酶是需的兩種酶是( )( )限制酶限制酶 連接酶連接酶解旋酶解旋酶 還原酶還原酶 A基因工程技術(shù)中的目的基因主要基因工程技術(shù)中

13、的目的基因主要來源于來源于A.A.自然界現(xiàn)存在生物體內(nèi)的基因自然界現(xiàn)存在生物體內(nèi)的基因B.B.自然突變產(chǎn)生的新基因自然突變產(chǎn)生的新基因C.C.人工誘變產(chǎn)生的新基因人工誘變產(chǎn)生的新基因D.D.科學(xué)家在實驗室中人工合成的基因科學(xué)家在實驗室中人工合成的基因A下列關(guān)于基因工程的敘述中下列關(guān)于基因工程的敘述中, ,正確的是正確的是: :A.A.限制酶只用于提取目的基因限制酶只用于提取目的基因B.B.細(xì)菌體內(nèi)的環(huán)狀細(xì)菌體內(nèi)的環(huán)狀DNADNA均可作運載體均可作運載體C.DNAC.DNA連接酶可用于目的基因和運載體連接酶可用于目的基因和運載體的連接的連接D.D.重組重組DNADNA分子一旦進(jìn)入受體細(xì)胞分子一旦

14、進(jìn)入受體細(xì)胞, ,基因基因工程則完成工程則完成. . C以下說法正確的是以下說法正確的是: :A.A.目的基因是指重組目的基因是指重組DNA DNA B.B.一種限制酶只能識別一種特定的核苷一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列酸序列C.DNAC.DNA重組所用的工具酶是限制酶、連接重組所用的工具酶是限制酶、連接酶和運載體酶和運載體D.D.只要受體細(xì)胞中含有目的基因，目的只要受體細(xì)胞中含有目的基因，目的基因就一定能夠成功表達(dá)基因就一定能夠成功表達(dá) B基因工程技術(shù)在培育抗旱植物用于發(fā)展沙漠農(nóng)基因工程技術(shù)在培育抗旱植物用于發(fā)展沙漠農(nóng)業(yè)和改造沙漠方面顯示了良好的前景業(yè)和改造沙漠方面顯示了良好的前景,

15、 ,荷蘭一家荷蘭一家公司將大腸桿菌中的海藻糖合成酶基因?qū)胫补緦⒋竽c桿菌中的海藻糖合成酶基因?qū)胫参镂? (如甜菜、馬鈴薯等如甜菜、馬鈴薯等) )中并獲得有效表達(dá)，使中并獲得有效表達(dá)，使“工程植物工程植物”增強了耐旱性、耐寒性的基本操增強了耐旱性、耐寒性的基本操作步驟是：作步驟是：1海藻糖合成酶基因的獲取海藻糖合成酶基因的獲取2目的基因與運載體結(jié)合目的基因與運載體結(jié)合3將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4目的基因的檢測和表達(dá)目的基因的檢測和表達(dá)（2 2）基因表達(dá)的含義是：）基因表達(dá)的含義是： （3 3）寫出酶基因工程在植物體內(nèi)的表）寫出酶基因工程在植物體內(nèi)的表達(dá)過程：達(dá)過程： （4 4）基因工程操作中的工具是：）基因工程操作中的工具是： 基因基因通過通過轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄、翻譯翻譯合成蛋白質(zhì)，體合成蛋白質(zhì)，體現(xiàn)出相應(yīng)的性狀現(xiàn)出相應(yīng)的性狀酶基因酶基因 mRNA mRNA 海藻糖合成酶海藻糖合成酶轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯 細(xì)菌和人是差異非常大的兩種生細(xì)菌和人是差異非常大的兩種生物物, , 通過基因重組后通過基因重組后, ,細(xì)菌能夠合成人體