必修2第6章從雜交育種到基因工程第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用教學(xué)課件

第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用第6章從雜交育種到基因工程豆科植物的根瘤能夠固定空氣中的氮資料一：目前，全球的氮肥生產(chǎn)耗費(fèi)世界總電力的3%-4%，且農(nóng)作物只能吸收氮肥的1/10,造成了大面積土壤和水質(zhì)的污染。資料分析引入蜘蛛能夠吐出蛛絲資料二：蛛絲是自然界最奇特的物質(zhì)之一，它具有極強(qiáng)的韌度，其韌度是同樣直徑鋼材的好幾倍。但與家蠶不同，蜘蛛不能家養(yǎng)，因?yàn)樗鼈儠?huì)互相吞食，所以不可能建立人工飼養(yǎng)蜘蛛的農(nóng)場(chǎng)。30多年來(lái)，科學(xué)家們一直試圖找到利用其他生物體來(lái)制造蛛絲的辦法。

資料三以往，治療糖尿病的胰島素是從動(dòng)物胰腺中提取的，從100千克豬、牛等動(dòng)物的胰腺只能提取3－4克胰島素，治療一個(gè)患者需宰殺40－50頭牛，這種藥物的造價(jià)就可想而知了。

微生物可以有分泌產(chǎn)物，且微生物繁殖速率快設(shè)想一能否讓禾本科的植物也能夠固定空氣中的氮？能否讓細(xì)菌“吐出”蛛絲？設(shè)想二能否讓微生物產(chǎn)生出人的胰島素、干擾素等珍貴的藥物？設(shè)想三經(jīng)過(guò)多年的努力，科學(xué)家于20世紀(jì)70年代創(chuàng)立了可以定向改造生物的新技術(shù)——基因工程?；蚬こ谈拍?/p>

基因工程：又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，加以修飾和改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向的改變生物的遺傳性狀。

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基因工程是在分子水平的設(shè)計(jì)和施工，需要有專門(mén)的工具，生物體內(nèi)有哪些專門(mén)的工具呢？基因工程操作的工具將目的基因片斷從人體細(xì)胞內(nèi)提取，需要基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶。將目的基因與運(yùn)載體DNA連接，需要基因的針線——DNA連接酶。將目的基因運(yùn)入大腸桿菌，需要基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體。限制性內(nèi)切酶分布：主要在微生物中。特點(diǎn)：專一性（特異性），即識(shí)別特定核苷酸序列，切割特定切點(diǎn)。結(jié)果：產(chǎn)生黏性未端（堿基互補(bǔ)配對(duì)）。舉例：大腸桿菌的一種限制酶（EcoRⅠ）能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開(kāi)。一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點(diǎn)上將DNA分子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)的限制酶有200多種。限制性內(nèi)切酶（EcoRⅠ）作用過(guò)程點(diǎn)擊播放1、要想獲得目的基因必須用限制酶切幾個(gè)切口？思考與討論:目的基因目的基因黏性末端黏性末端GCTATAGCTATA2、會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)黏性末端？思考與討論:目的基因DNA連接酶連接酶的作用：將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來(lái)，使之成為一個(gè)完整的DNA分子。？基因進(jìn)行了切割以后就有了切口，怎樣才能將有切口的基因與其他基因縫合在一起呢？DNA連接酶的作用過(guò)程點(diǎn)擊播放GC

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AA

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GGC

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G用同種限制酶切割G

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GDNA連接酶DNA聚合酶和DNA連接酶的比較不同點(diǎn)相同點(diǎn)DNA聚合酶DNA連接酶連接DNA片段不需要模板連接的是游離的脫氧核苷酸需要模板連接不同脫氧核苷酸之間的磷酸和脫氧核糖，形成磷酸二酯鍵CTT

AAG

AA

TTCG重組DNA分子（外源基因）？如何將外源基因送入受體細(xì)胞呢？注：限制酶與連接酶作用的位點(diǎn)都是磷酸二酯鍵運(yùn)載體作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。種類：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒。能將外源基因送入細(xì)胞的工具就是運(yùn)載體。大腸桿菌DNA

質(zhì)粒（環(huán)狀DNA分子）控制質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移的基因抗生素抗性基因利用質(zhì)粒將外源基因運(yùn)載入受體細(xì)胞中作為運(yùn)載體必須具備哪些條件？1.能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存。2.具多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接。3.對(duì)宿主細(xì)胞無(wú)毒害作用。4.具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選。1、常用的受體細(xì)胞：大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌、動(dòng)植物細(xì)胞等2、常用微生物作受體細(xì)胞的原因：微生物增殖快、代謝快、目的產(chǎn)物多。3、若運(yùn)載體是質(zhì)粒，受體細(xì)胞為細(xì)菌應(yīng)作何處理：應(yīng)用CaCl2處理目的是：增大細(xì)胞壁的通透性基因工程(geneengineering)的“四步曲”提取目的基因1目的基因與運(yùn)載體結(jié)合2將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞3目的基因的檢測(cè)和表達(dá)412基因工程的操作工具1.基因的剪刀

——限制性內(nèi)切酶2.基因的針線

——ＤＮＡ連接酶

3.基因的運(yùn)輸工具

——運(yùn)載體