高中生物《第六章 第二節(jié) 基因工程及其應用》課件3 新人教版必修2

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1、基因工程及其應用基因工程及其應用 基因工程基因工程又叫做又叫做基因拼接技術(shù)或基因拼接技術(shù)或DNADNA重組技術(shù)重組技術(shù)。通俗的說，。通俗的說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，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胞里，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向定向地改地改造生物的性狀。造生物的性狀。原理：不同生物間的原理：不同生物間的基因重組基因重組操作水平：操作水平：DNADNA分子水平分子水平操作環(huán)境：操作環(huán)境：生物體外生物體外結(jié)果：結(jié)果：定向改造生物的性狀，獲得人定向改造生物的性狀，獲得人 類所需要的品種。類所需要的品

2、種。目的基因目的基因供體細胞供體細胞受體細胞受體細胞 一、基因工程一、基因工程1.1.基因的基因的“剪刀剪刀”限制性內(nèi)切酶（限制限制性內(nèi)切酶（限制酶）酶）一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點上將列，并在特定的切割點上將DNA DNA 分子切斷。分子切斷。專一性專一性 二、基因工程的工具二、基因工程的工具基因的針線：基因的針線：DNADNA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

3、T A A A A T T C G用同種限制酶用同種限制酶切切割割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？、基因的針線、基因的針線DNADNA連接酶連接酶連接酶的作用連接酶的作用是：將互補配對的兩個黏性是：將互補配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整的末端連接起來，使之成為一個完整的DNADNA分子。分子。3 3、基因的運輸工具、基因的運輸工具運載體運載體常用的運載體：常用的運載體：質(zhì)粒、噬菌體質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒和動植物病毒標記基因，便標記基因，便于進行檢測。于進行檢測。第一步：獲取目的基因第一步：獲取目的基因 三

4、、基因工程的操作步驟三、基因工程的操作步驟人們所需要的特定基因人們所需要的特定基因取得途徑：取得途徑：1、直接從供體細胞中分離基因、直接從供體細胞中分離基因2、人工合成基因、人工合成基因第二步：目的基因與運載體結(jié)合第二步：目的基因與運載體結(jié)合1、用同一種限制酶、用同一種限制酶切割質(zhì)粒和目的切割質(zhì)粒和目的基因基因2、加入、加入DNA連接酶連接酶3、質(zhì)粒和目的基因結(jié)、質(zhì)粒和目的基因結(jié)合成重組合成重組DNA分子分子第三步：將目的基因?qū)胧荏w細胞第三步：將目的基因?qū)胧荏w細胞導入導入擴增擴增常用的受體細胞：常用的受體細胞：菌類和動植物細胞菌類和動植物細胞主要是借鑒細菌或主要是借鑒細菌或病毒侵染細胞的方

5、病毒侵染細胞的方法法第四步：目的基因的檢測和表達第四步：目的基因的檢測和表達檢測：根據(jù)受體細胞中是否具有標記基因，檢測：根據(jù)受體細胞中是否具有標記基因， 判斷目的基因?qū)肱c否判斷目的基因?qū)肱c否表達：受體細胞表現(xiàn)出特定的性狀，表達：受體細胞表現(xiàn)出特定的性狀， 如棉花抗蟲性狀的表現(xiàn)如棉花抗蟲性狀的表現(xiàn)第四步：目的基因的檢測和表達第四步：目的基因的檢測和表達大量的受體細胞接受不多的目的基因。處大量的受體細胞接受不多的目的基因。處理的受體細胞中真正攝入了目的基因的很少，理的受體細胞中真正攝入了目的基因的很少，必須將它從中檢測出來。必須將它從中檢測出來。 將每個受體細胞單獨培養(yǎng)形成菌落，檢測將每個受體

6、細胞單獨培養(yǎng)形成菌落，檢測菌落中是否有目的基因的表達產(chǎn)物。淘汰無表菌落中是否有目的基因的表達產(chǎn)物。淘汰無表達產(chǎn)物的菌落，保留有表達產(chǎn)物的進一步培養(yǎng)、達產(chǎn)物的菌落，保留有表達產(chǎn)物的進一步培養(yǎng)、研究。研究。無表達產(chǎn)物無表達產(chǎn)物無表達產(chǎn)物無表達產(chǎn)物有表達產(chǎn)物有表達產(chǎn)物無表達產(chǎn)物無表達產(chǎn)物1 1、基因工程與作物育種、基因工程與作物育種 四、基因工程的應用四、基因工程的應用生長快、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) )轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄因的番

7、茄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)是從生物組織中提取是從生物組織中提取的。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，適于大規(guī)模微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應藥物成分的基工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應藥物成分的基因?qū)胛⑸锛毎麅?nèi)，讓它們產(chǎn)生相應的藥物，因?qū)胛⑸锛毎麅?nèi)，讓它們產(chǎn)生相應的藥物，不但能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。不但能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。胰島素從

8、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，100100KgKg胰腺只能提取胰腺只能提取4-54-5g g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20002000L L培養(yǎng)液培養(yǎng)液就能產(chǎn)生就能產(chǎn)生100100g g胰島胰島素！使其價格降低素！使其價格降低了了30%-50%30%-50%! !3 3、環(huán)境保護、環(huán)境保護基因工程做成的基因工程做成的“超級細菌超級細菌”能吞食和分解多能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。種污染環(huán)境的物質(zhì)。通常一種細菌只能分解石油中的一種烴類，用基因通

9、常一種細菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的工程培育成功的“超級細菌超級細菌”卻能分解石油中的多種烴卻能分解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，分解類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、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。練習：練習：要使目的基因與對應的載體重組，所需的兩種酶是（ ）限制酶連接酶解旋酶還原酶實施基因工程的第一步的一種方法是把所需的基因從供體細胞內(nèi)分離出來，這要利用限制性內(nèi)切酶。一種限制性內(nèi)切酶能識別分子的順序，切點在和之間，這是利用了酶的（）高效性專一性多樣性催化活性易受外界影響基因工程的正確操作步驟是（）使目的基因與運載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細胞檢測目的基因的表達是否符合特定性狀要求提取目的基因 采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導入目的基因的作法正確的是（）（理綜第題）將毒素蛋白注射到棉受精卵中 將編碼毒素蛋白的序列，注射到棉受精卵中 將編碼毒素蛋白的序列，與質(zhì)粒重組，導入細菌，用該細菌感染棉的體細胞，在進行組織培養(yǎng) 將編碼毒素蛋白的序列，與細菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進入受精卵中