人教版生物必修2第6章第2节基因工程用及其应用.ppt

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1、,事实：1、杂交育种一般不能在不同的物种之间进行，不同物种的优良性状不能组合在一个品种中。2、诱变育种工作量大，而且有相当大的盲目性。3、单倍体育种也不能使一个物种获得新的基因。设想：？能否在分子水平上对控制一个物种性状的基因进行改造，从而实现定向地改变一个物种的遗传特性，培养出人类所需要的种？,发光的水母,发光的小鼠,超级小鼠,第2节 基因工程及其应用,普通热带斑马鱼是不发荧光的,能发荧光的热带斑马鱼,讨论：1、为什么要把人的基因“嫁接”到细菌上？2、怎样把人胰岛素基因“嫁接”到大肠杆菌中去？3、把人胰岛素基因“嫁接”到大肠杆菌中去后与普通细菌有什么不同？,、操作水平：分子水平。、原理：重组

2、。,8、结果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。,、基因工程：又叫做 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 提取出来，加以修饰改造，然后放到 生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。,一、基因工程基本原理,、操作环境：。、操作对象：。,、基本过程：提取拼接导入检测与鉴定。,7、优点：克服了远缘杂交的不亲和性；周期短；目的性强。,（1）来源：微生物（2）种类：已发现的有200多种（3）特点:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割。（具体位置？）例p102,这个特点说明了：酶具有专一性,二、基因工程最基本的工具,1、基因的“剪刀”限制性核

3、酸内切酶（限制酶）,例：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。,限制酶,基因的剪刀限制性核酸内切酶（简称限制酶）,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。,、基因的针线 DNA连接酶,连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。（具体位置？）,二、基因工程最基本的工具,问题：外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？,3、基因的运载体-基因的运输工具,（2）运载体的作用有哪些？作用一：作为运载工具，将外源基因(抗虫基因)转移

4、到受体细胞(棉花细胞)中去。作用二：利用运载体在受体细胞(棉花细胞)内，对外源基因(抗虫基因)进行大量复制。,（1）目前常用的运载体有、和动植物病毒。,拟核是大型环状，质粒是小型 DNA。质粒是 最常用的运载体。,第二节 基因工程及其应用,第二课时,陕西省洛南县中学 赵建华,四步曲：1、提取目的基因2、目的基因与运 载体结合3、将目的基因导 入受体细胞4、目的基因的检 测和表达,基因工程基本操作步骤：,（一）提取目的基因,1、目的基因是人们所需要转移或改造的基因。,2、例：如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，还有植物的抗病（抗病毒、抗细菌）基因、种子贮藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因、干扰素基因等。,

5、3、目的基因的提取方法：直接分离基因、人工合成基因,（二）目的基因与运载体重组,1、用一定的限制酶切割质粒，使其出现 一个切口，露出黏性末端。2、用同一种限制酶切断目的基因，使其 产生相同的黏性末端。3、将切下的目的基因片段插入质粒的切 口处，再加入适量DNA连接酶，形成 了一个重组DNA分子（重组质粒）,目的基因与运载体的结合过程，实际上是不同来源的基因重组的过程,（三）目的基因导入受体细胞,1、常用的受体细胞：有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等,2、将目的基因导入受体细胞的原理借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。,不能，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达

6、。,若目的基因不能表达，要对目的（抗虫）基因再进行修饰。,问题1：受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗？,（四）目的基因的检测和鉴定,问题2：如何证明受体细胞摄入目的基因？,四、基因工程的应用,1、基因工程与作物育种,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,转鱼抗寒基因的番茄,获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。,2、基因工程与药物研制,我国生产的部分基因工程疫苗和药物,许多药品的生产是直接从生物组织、细胞、血液中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。用基因工程的方法高效率地生产出各种高质量、低成本的药品，如胰岛素、干扰素、和乙肝疫苗。,微生物生长迅速，

7、容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。,基因工程生产药品的方法：,控制某种物质合成基因,转基因“工程菌”,基因工程药品,基因表达产物,基因工程,发酵,分离提取,基因工程生产的药品,发酵罐,胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。,将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g 胰岛素！使其价格降低了30%-50%!,通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃

8、类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。,3、环境保护 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。,利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。,练习：,要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（）限制酶连接酶解旋酶还原酶实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别分子的顺序，切点在和之间，这是利用了酶的（）高效性专一性多样性催化活性易受外界影响,3.基因工程的正确操作步骤是（）使目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞检测目的基因的表达是否符合特定性状要求提取目的基因,