高二生物基因工程及其應(yīng)用

高二生物基因工程及其應(yīng)用第1頁/共73頁

1979年，美國將人的胰島素基因重組到大腸桿菌內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了細(xì)菌生產(chǎn)胰島素，大大降低了生產(chǎn)成本。第2頁/共73頁

1979年，美國將人的胰島素基因重組到大腸桿菌內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了細(xì)菌生產(chǎn)胰島素，大大降低了生產(chǎn)成本。思考：轉(zhuǎn)基因技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一種生物的某些性狀在另一種生物中表達(dá)。這些性狀的表達(dá)與我們學(xué)過的基因的什么過程有關(guān)？第3頁/共73頁DNA(基因)

mRNA蛋白質(zhì)(性狀)轉(zhuǎn)錄翻譯

1979年，美國將人的胰島素基因重組到大腸桿菌內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了細(xì)菌生產(chǎn)胰島素，大大降低了生產(chǎn)成本。思考：轉(zhuǎn)基因技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一種生物的某些性狀在另一種生物中表達(dá)。這些性狀的表達(dá)與我們學(xué)過的基因的什么過程有關(guān)？第4頁/共73頁密碼子在生物界是的！DNA(基因)

mRNA蛋白質(zhì)(性狀)通用

1979年，美國將人的胰島素基因重組到大腸桿菌內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了細(xì)菌生產(chǎn)胰島素，大大降低了生產(chǎn)成本。思考：轉(zhuǎn)基因技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一種生物的某些性狀在另一種生物中表達(dá)。這些性狀的表達(dá)與我們學(xué)過的基因的什么過程有關(guān)？轉(zhuǎn)錄翻譯第5頁/共73頁問題探討蘇云金桿菌毒蛋白蘇云金桿菌含有一種可以合成毒蛋白的基因。第6頁/共73頁問題探討蘇云金桿菌毒蛋白普通棉花抗蟲棉蘇云金桿菌含有一種可以合成毒蛋白的基因。讓細(xì)菌的毒蛋白基因在棉花細(xì)胞中表達(dá)，可培育出抵抗棉鈴蟲害的抗蟲棉。第7頁/共73頁

1.作用——限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并在使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。第8頁/共73頁第9頁/共73頁第10頁/共73頁第11頁/共73頁第12頁/共73頁SmaⅠ第13頁/共73頁SmaⅠ平末端平末端第14頁/共73頁EcoRⅠ第15頁/共73頁EcoRⅠ第16頁/共73頁EcoRⅠ黏性末端黏性末端第17頁/共73頁1.主要來源：2.種類：3.作用特點(diǎn)：4.作用結(jié)果：一、限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”第18頁/共73頁原核生物4000種1.主要來源：2.種類：3.作用特點(diǎn)：4.作用結(jié)果：一、限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”第19頁/共73頁識(shí)別特定核苷酸序列，切斷磷酸二酯鍵。具特異性。原核生物4000種1.主要來源：2.種類：3.作用特點(diǎn)：4.作用結(jié)果：一、限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”第20頁/共73頁識(shí)別特定核苷酸序列，切斷磷酸二酯鍵。具特異性。原核生物產(chǎn)生黏性末端或平末端4000種1.主要來源：2.種類：3.作用特點(diǎn)：4.作用結(jié)果：一、限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”第21頁/共73頁

要想獲得某個(gè)特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個(gè)切口？可產(chǎn)生幾個(gè)末端？第22頁/共73頁

要想獲得某個(gè)特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個(gè)切口？可產(chǎn)生幾個(gè)末端？要切兩個(gè)切口，產(chǎn)生四個(gè)末端。第23頁/共73頁

要想獲得某個(gè)特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個(gè)切口？可產(chǎn)生幾個(gè)末端？要切兩個(gè)切口，產(chǎn)生四個(gè)末端。

如果把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，會(huì)怎樣呢？第24頁/共73頁

要想獲得某個(gè)特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個(gè)切口？可產(chǎn)生幾個(gè)末端？要切兩個(gè)切口，產(chǎn)生四個(gè)末端。

如果把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，會(huì)怎樣呢？

會(huì)產(chǎn)生相同的末端。第25頁/共73頁G

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G第26頁/共73頁G

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G用同種限制酶切割第27頁/共73頁G

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G用同種限制酶切割第28頁/共73頁G

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G用同種限制酶切割第29頁/共73頁G

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G用同種限制酶切割第30頁/共73頁G

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G用同種限制酶切割“分子縫合針”:DNA連接酶第31頁/共73頁⒈分類：⑴E·coliDNA連接酶⑵T4DNA連接酶⒉作用：二、“分子縫合針”

——DNA連接酶第32頁/共73頁第33頁/共73頁E·coliDNA連接酶或T4DNA連接酶第34頁/共73頁E·coliDNA連接酶或T4DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，第35頁/共73頁E·coliDNA連接酶或T4DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，即恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵第36頁/共73頁

T4DNA連接酶還可把平末端之間的縫隙“縫合”起來，但效率較低第37頁/共73頁

DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？第38頁/共73頁

DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？不是一回事。相同點(diǎn)：形成磷酸二酯鍵不同點(diǎn)：1）DNA聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯鍵；而DNA連接酶是在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵2）DNA聚合酶需要以一條DNA鏈為模板；而DNA連接酶不需要模板。第39頁/共73頁三、“分子運(yùn)輸車”

——基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體⒈載體需要的條件：第40頁/共73頁⒈載體需要的條件：作為分子運(yùn)輸車——載體，如果沒有切割位點(diǎn)將會(huì)怎樣？三、“分子運(yùn)輸車”

——基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體第41頁/共73頁⒈載體需要的條件：⑴有1~多個(gè)限制酶切點(diǎn)作為分子運(yùn)輸車——載體，如果沒有切割位點(diǎn)將會(huì)怎樣？三、“分子運(yùn)輸車”

——基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體第42頁/共73頁⒈載體需要的條件：⑴有1~多個(gè)限制酶切點(diǎn)作為分子運(yùn)輸車——載體，如果沒有切割位點(diǎn)將會(huì)怎樣？霍亂菌的質(zhì)粒多個(gè)限制酶切點(diǎn)，你會(huì)用它來做分子運(yùn)輸車嗎？三、“分子運(yùn)輸車”

——基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體第43頁/共73頁⒈載體需要的條件：⑴有1~多個(gè)限制酶切點(diǎn)⑵對受體細(xì)胞無害作為分子運(yùn)輸車——載體，如果沒有切割位點(diǎn)將會(huì)怎樣？霍亂菌的質(zhì)粒多個(gè)限制酶切點(diǎn)，你會(huì)用它來做分子運(yùn)輸車嗎？三、“分子運(yùn)輸車”

——基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體第44頁/共73頁假如目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不能復(fù)制或不能轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)基因生物能有預(yù)想的效果嗎？第45頁/共73頁⑶導(dǎo)入基因能在受體細(xì)胞中復(fù)制、表達(dá)假如目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不能復(fù)制或不能轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)基因生物能有預(yù)想的效果嗎？第46頁/共73頁⑶導(dǎo)入基因能在受體細(xì)胞中復(fù)制、表達(dá)假如目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不能復(fù)制或不能轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)基因生物能有預(yù)想的效果嗎？目的基因有沒有進(jìn)入受體細(xì)胞，如何去發(fā)現(xiàn)？第47頁/共73頁⑶導(dǎo)入基因能在受體細(xì)胞中復(fù)制、表達(dá)假如目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不能復(fù)制或不能轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)基因生物能有預(yù)想的效果嗎？目的基因有沒有進(jìn)入受體細(xì)胞，如何去發(fā)現(xiàn)？⑷有某些標(biāo)記基因，便于篩選第48頁/共73頁⒉常用運(yùn)載體：⑴細(xì)菌的質(zhì)粒⑵噬菌體或某些動(dòng)植物病毒第49頁/共73頁質(zhì)粒的特點(diǎn)第50頁/共73頁質(zhì)粒的特點(diǎn)1.細(xì)胞染色體(或擬核DNA分子)外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子；第51頁/共73頁質(zhì)粒的特點(diǎn)1.細(xì)胞染色體(或擬核DNA分子)外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子；2.質(zhì)粒的存在對宿主細(xì)胞無影響；第52頁/共73頁質(zhì)粒的特點(diǎn)1.細(xì)胞染色體(或擬核DNA分子)外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子；2.質(zhì)粒的存在對宿主細(xì)胞無影響；3.質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。第53頁/共73頁四、基因工程的過程第54頁/共73頁五、基因工程的應(yīng)用第55頁/共73頁五、基因工程的應(yīng)用基因工程與作物育種第56頁/共73頁五、基因工程的應(yīng)用基因工程與作物育種基因工程與藥物研制第57頁/共73頁五、基因工程的應(yīng)用基因工程與作物育種基因工程與藥物研制基因工程與環(huán)境保護(hù)第58頁/共73頁六、基因工程在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用：第59頁/共73頁六、基因工程在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用：獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物第60頁/共73頁六、基因工程在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用：獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物培養(yǎng)具有各種抗逆性的作物新品種第61頁/共73頁六、基因工程在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用：獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物培養(yǎng)具有各種抗逆性的作物新品種獲得人們所需要的和具有優(yōu)良品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物第62頁/共73頁六、基因工程在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用：獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物培養(yǎng)具有各種抗逆性的作物新品種獲得人們所需要的和具有優(yōu)良品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物利用某些特定的外源基因在哺乳動(dòng)物體內(nèi)的表達(dá)第63頁/共73頁1.以下說法正確的是（）

A.所有的限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列

B.質(zhì)粒是基因工程中唯一的運(yùn)載體

C.運(yùn)載體必須具備的條件之一是：具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接

D.DNA連接酶使黏性末段的堿基之間形成氫鍵練習(xí)第64頁/共73頁1.以下說法正確的是（）

A.所有的限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列

B.質(zhì)粒是基因工程中唯一的運(yùn)載體

C.運(yùn)載體必須具備的條件之一是：具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接

D.DNA連接酶使黏性末段的堿基之間形成氫鍵C練習(xí)第65頁/共73頁

2.不屬于質(zhì)粒被選為基因運(yùn)載體的理由是（）

A.能復(fù)制

B.有多個(gè)限制酶切點(diǎn)

C.具有標(biāo)記基因

D.它是環(huán)狀DNA第66頁/共73頁

2.不屬于質(zhì)粒被選為基因運(yùn)載體的理由是（）

A.能復(fù)制

B.有多個(gè)限制酶切點(diǎn)

C.具有標(biāo)記基因