人教高中生物必修二基因工程及其應(yīng)用課件PPT資料

人教高中生物必修二基因工程(jīyīngōngchéng)及其應(yīng)用課件第一頁，共19頁。一、基因工程(jīyīngōngchéng)的原理基因工程的別名基因拼接技術(shù)或操作對象操作水平

水平優(yōu)點(diǎn)可

改造生物的遺傳性狀定向(dìnɡxiànɡ)地DNA重組(zhònɡzǔ)技術(shù)基因DNA分子1.含義2.三種工具a.識別特定的

序列b.在

上切割DNA分子(1)基因的“剪刀”名稱：

。特點(diǎn)特定的切點(diǎn)限制性核酸內(nèi)切酶核苷酸第二頁，共19頁。(2)基因的“針線”a.名稱：酶。b.作用：連接和之間的缺口。(3)基因的運(yùn)載體a.作用：將外源基因?qū)?。b.種類：質(zhì)粒、、等。c.質(zhì)粒：存在于許多以及酵母菌等生物(shēngwù)的細(xì)胞中，是擬核或細(xì)胞核外能夠的。3.基因工程的步驟(1)；(2)目的基因與結(jié)合；（3）將目的基因?qū)?；?）目的基因的。二、基因工程(jīyīngōngchéng)的應(yīng)用1.基因工程與作物育種（1）目的：獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物，培育出具有各種的作物新品種。（2）實例：的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。（3）意義：抗蟲基因作物的使用不僅減少了 ，大大降低了生產(chǎn)成本，而且還減少了農(nóng)藥對環(huán)境(huánjìng)的污染。農(nóng)藥的DNA連接脫氧核糖磷酸受體細(xì)胞噬菌體動植物病毒細(xì)菌自主復(fù)制環(huán)狀DNA分子提取目的基因運(yùn)載體受體細(xì)胞檢測與鑒定抗逆性抗棉鈴蟲用量第三頁，共19頁。2.基因工程與藥物研制（1）實例：用基因工程方法生產(chǎn)胰島素。（2）過程：胰島素基因與大腸桿菌的DNA分子，并且在大腸桿菌內(nèi)獲得成功的。3.基因工程與環(huán)境保護(hù)實例：利用轉(zhuǎn)基因細(xì)菌，吸收環(huán)境中的重金屬，分解泄漏的石油，處理工業(yè)廢水等。三、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性1.兩種觀點(diǎn)（1）轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品不安全，要嚴(yán)格控制。（2）轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品是安全的，應(yīng)該。2.我國的態(tài)度：十分重視轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品(chǎnpǐn)的安全性問題。大范圍(fànwéi)推廣重組(zhònɡzǔ)表達(dá)降解有毒有害的化合物第四頁，共19頁。Content學(xué)點(diǎn)一基因工程(jīyīngōngchéng)的原理1.基因工程的概念通俗地說，基因工程就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改變生物的遺傳性狀。2.基因工程的原理基因工程是把一種生物的某種基因作為整體轉(zhuǎn)移到另一種生物體的細(xì)胞內(nèi)，基因仍然具有一定的獨(dú)立性和完整性，基因的結(jié)構(gòu)基本沒有變化，只是位置發(fā)生(fāshēng)了變化，所以應(yīng)該屬于基因重組。第五頁，共19頁。Content3.基因的“剪刀”——限制酶(1)作用與特性：一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子，即限制酶具有專一性和特異性。(2)作用結(jié)果：一般(yībān)產(chǎn)生黏性末端（堿基能互補(bǔ)配對）。說明：①限制酶切割的是脫氧核苷酸之間的化學(xué)鍵,不是堿基之間的氫鍵。②目的基因的兩端一般(yībān)都具有黏性末端。③限制酶切割目的基因不一定都產(chǎn)生黏性末端，也可能產(chǎn)生平末端。4.基因的“針線”——DNA連接酶作用：將不同DNA分子的兩個相同的黏性末端連接起來。說明：DNA連接酶連接的是磷酸和脫氧核糖之間的化學(xué)鍵，而不是堿基之間的氫鍵。第六頁，共19頁。5.基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體(1)作用：①與含有外源基因(即目的基因)的DNA片段結(jié)合,將外源基因送入受體細(xì)胞中。②利用它在宿主(sùzhǔ)細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量的復(fù)制。（2）作為載體需要具備的條件：①能夠在宿主(sùzhǔ)細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存；②具備多個限制酶切點(diǎn)，便于與外源基因連接；③具有某些標(biāo)記基因,便于進(jìn)行篩選。（3）常見的種類：質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒等。質(zhì)粒是一種能在細(xì)胞染色體外自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子，存在于細(xì)菌和酵母菌等許多生物中。說明：外源DNA是很難直接透過細(xì)胞膜進(jìn)入受體細(xì)胞的,即使能進(jìn)入受體細(xì)胞，也會受到細(xì)胞內(nèi)限制酶的作用而分解。第七頁，共19頁。Content6.基因工程(jīyīngōngchéng)的操作步驟第八頁，共19頁。Content【例1】科學(xué)家們經(jīng)過(jīngguò)多年的努力，創(chuàng)立了一種新興的生物技術(shù)——基因工程，實施該工程的最終目的是（）A.定向提取生物體的ＤＮＡ分子B.定向地對ＤＮＡ分子進(jìn)行人工“剪切”C.在生物體外對ＤＮＡ分子進(jìn)行改造D.定向地改造生物的遺傳性狀D【解析】基因工程是通過對生物體的基因進(jìn)行修飾改造，使之按照人們的意愿表現(xiàn)出人們所需要的性狀(xìngzhuàng)，產(chǎn)生人類所需要的基因產(chǎn)物，可見，基因工程的目的是定向改造生物的遺傳性狀(xìngzhuàng)。第九頁，共19頁。ContentDNA連接酶DNA聚合酶作用連接兩個DNA雙鏈片段間的兩個缺口連接單個脫氧核苷酸形成子鏈模板相同點(diǎn)都能形成磷酸二酯鍵，化學(xué)本質(zhì)都是1.基因工程引起的生物(shēngwù)變異是的。2.根據(jù)所學(xué)知識填寫下表。蛋白質(zhì)定向(dìnɡxiànɡ)不需要(xūyào)需要第十頁，共19頁。Content1.以下有關(guān)基因工程的敘述，正確的是()A.基因工程是細(xì)胞水平(shuǐpíng)上的生物工程B.基因工程的產(chǎn)物對人類都是有益的C.基因工程產(chǎn)生的變異屬于人工誘變D.基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)之一是目的性強(qiáng)D第十一頁，共19頁。學(xué)點(diǎn)二基因工程(jīyīngōngchéng)的應(yīng)用１.基因工程與作物育種（１）目的：把各種優(yōu)良基因通過基因工程導(dǎo)入生物體內(nèi)，從而改變生物的遺傳特性，培育出新品種。①培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、具有(jùyǒu)優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物。②培育各種抗逆性的作物新品種。（2）優(yōu)點(diǎn)：降低生產(chǎn)成本、減少農(nóng)藥的使用對環(huán)境造成的污染，提高農(nóng)作物對不良環(huán)境的適應(yīng)能力。２.基因工程與藥物研制把控制產(chǎn)生基因藥物的基因通過基因工程轉(zhuǎn)移到另一種生物（一般是微生物）體內(nèi)，從而獲得各種高質(zhì)量、低成本的藥物。例如胰島素、干擾素以及預(yù)防乙肝的疫苗等。３.基因工程與環(huán)境保護(hù)利用轉(zhuǎn)基因細(xì)菌溶解有毒有害的化合物，吸收環(huán)境中的重金屬，處理工業(yè)廢水，檢測環(huán)境中病毒的含量，生產(chǎn)超級細(xì)菌等。第十二頁，共19頁。Content【例2】下列關(guān)于基因工程成果的概述(ɡàishù)，錯誤的是（）A.在醫(yī)藥衛(wèi)生方面，主要用于生產(chǎn)藥品和診斷治療疾病B.在農(nóng)業(yè)上主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗性的農(nóng)作物C.在畜牧業(yè)上主要的目的是培育體型巨大、品質(zhì)優(yōu)良的動物D.在環(huán)境保護(hù)方面主要用于環(huán)境監(jiān)測和對被污染環(huán)境的凈化C【解析】基因工程技術(shù)在畜牧業(yè)上的應(yīng)用主要目的是能產(chǎn)生人們所需要的各種品質(zhì)優(yōu)良的動物，如具有抗病能力、高產(chǎn)(ɡāochǎn)仔率、高產(chǎn)(ɡāochǎn)奶率和高質(zhì)量皮毛等品質(zhì)的動物。第十三頁，共19頁。Content1.轉(zhuǎn)基因生物是指細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)入了的生物。2.基因工程(jīyīngōngchéng)成功的標(biāo)志是。2.具有很強(qiáng)抗藥性的害蟲，體內(nèi)酯酶活性很高，該酶可催化分解有機(jī)磷農(nóng)藥。近年來，科學(xué)家已將控制酯酶合成的基因(jīyīn)分離出來，并將其導(dǎo)入細(xì)菌體內(nèi)，經(jīng)過這樣處理的細(xì)菌仍能分裂繁殖，導(dǎo)入基因(jīyīn)能不斷地得到表達(dá)。該成果的重要意義是（）A.用于殺滅害蟲 B.處理農(nóng)藥殘留污染C.保護(hù)害蟲天敵 D.促進(jìn)植株生長獲得了目的基因(jīyīn)的產(chǎn)物外源基因B第十四頁，共19頁。學(xué)點(diǎn)三轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品(shípǐn)的安全１.轉(zhuǎn)基因生物轉(zhuǎn)基因生物包括轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因動物和轉(zhuǎn)基因微生物，它們在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。２.轉(zhuǎn)基因食品用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)或制造的食品、食品原料以及食品添加劑等都稱為轉(zhuǎn)基因食品。３.轉(zhuǎn)基因食品的安全性人類在改造生物、創(chuàng)造生物時，也感到不安與困惑，這主要表現(xiàn)在：（１）轉(zhuǎn)基因作物在代謝中會產(chǎn)生一些有毒物質(zhì)，對人體和動物的健康造成一定的危害。（２）轉(zhuǎn)基因生物中的抗病毒基因可能與其他病毒發(fā)生(fāshēng)重組，產(chǎn)生超級病毒，給生物界帶來巨大的災(zāi)難。第十五頁，共19頁。Content【例3】生物工程技術(shù)可實現(xiàn)基因在微生物、動物、植物之間的轉(zhuǎn)移，甚至可將人工合成的基因?qū)胫参矬w內(nèi)，培育出自然界沒有的新類型。針對這項技術(shù)，下列說法中不正確的是（）A.可豐富生物多樣性B.自然界中的生物共用一套遺傳密碼C.轉(zhuǎn)基因作物一旦成功，就可成為商品，豐富人們的食物D.也可以(kěyǐ)破壞生物的多樣性C【解析】生物工程技術(shù)之所以能實現(xiàn)基因在微生物、動物、植物之間的轉(zhuǎn)移，是因為不同生物的DNA分子的結(jié)構(gòu)是相同的，而且(érqiě)自然界中的所有生物共用一套遺傳密碼。但是，由于轉(zhuǎn)基因生物具備了某些特殊的性狀，增強(qiáng)了它們在該地區(qū)的競爭能力，所以轉(zhuǎn)基因生物會威脅其他生物的生存，破壞生物的多樣性。轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物研究，從實驗室走向大田實驗及產(chǎn)品商品化都要有相應(yīng)法規(guī)或進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，不能立即成為商品。第十六頁，共19頁。Content轉(zhuǎn)基因生物的優(yōu)缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：１.優(yōu)點(diǎn)（１）解決糧食短缺問題,節(jié)省，降低糧食售價；（２）減少農(nóng)藥使用量，從而減少；（３）增加食物營養(yǎng)，提高附加值；增加食物種類，提升食物品質(zhì)；（４）促進(jìn)生產(chǎn)效率，帶動(dàidòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。２.缺點(diǎn)（１）可能產(chǎn)生新毒素和新過敏原；（２）可能產(chǎn)生抗除草劑的雜草；（３）可能使疾病的散播跨越障礙；（４）可能破壞農(nóng)作物的生物多樣性，干擾生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。生產(chǎn)成本環(huán)境污染(huánjìngwūrǎn)物種(wùzhǒng)第十七頁，共19頁。（1）目的：獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物，培育出具有各種的作物新品種。利用分子生物學(xué)和基因工程手段，將某種生物的基因轉(zhuǎn)移到其他生物中，使原物種出現(xiàn)不具有的新性狀基因工程(jīyīngōngchéng)的操作步驟二、基因工程(jīyīngōngchéng)的應(yīng)用入細(xì)菌體內(nèi)，經(jīng)過這樣處理的細(xì)菌仍能分裂繁殖，導(dǎo)入基因(jīyīn)能不斷地通俗地說，基因工程就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改變生物的遺傳性狀。2.（3）意義：抗蟲基因作物的使用不僅減少了 ，大大降低了生產(chǎn)成本，而且還減少了農(nóng)藥對環(huán)境(huánjìng)的污染?；蚬こ坍a(chǎn)物可能存在著一些安全性問題,但不必?fù)?dān)心（）（2）優(yōu)點(diǎn)：降低生產(chǎn)成本、減少農(nóng)藥的使用對環(huán)境造成的污染，提高農(nóng)作物對不良環(huán)境的適應(yīng)能力。都實現(xiàn)了不同基因間的重新組合，都能使生物產(chǎn)生變異利用轉(zhuǎn)基因細(xì)菌溶解有毒有害的化合物，吸收環(huán)境中的重金屬，處理工業(yè)廢水，檢測環(huán)境中病毒的含量，生產(chǎn)超級細(xì)菌等?；虻摹搬樉€”——DNA連接酶（２）轉(zhuǎn)基因生物中的抗病毒基因可能與其他病毒發(fā)生(fāshēng)重組，產(chǎn)生超級病毒，給生物界帶來巨大的災(zāi)難。根據(jù)所學(xué)知識填寫下表。定向(dìnɡxiànɡ)Content3.基因工程產(chǎn)物可能存在著一些安全性問題,但不必?fù)?dān)心（）A.三倍體轉(zhuǎn)基因鯉魚與正常鯉魚雜交,進(jìn)而導(dǎo)致自然種群被淘汰B.運(yùn)載體的標(biāo)記基因(如抗生素基因)可能指導(dǎo)合成有利于抗性進(jìn)化的產(chǎn)物C.目的基因(如殺蟲基因)本身編碼的產(chǎn)物可能會對人體產(chǎn)生毒性D.目的基因通過花粉的散布轉(zhuǎn)移到其他植物體內(nèi),從而可能打破(dǎpò)生態(tài)平