A限制酶只用于提取目的基因B細(xì)菌體內(nèi)的環(huán)狀DNA均可作運(yùn)載體C課件

1、第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用本節(jié)聚焦：1、什么是基因工程？2、基因工程的原理是什么？3、基因工程有哪些應(yīng)用？4、轉(zhuǎn)基因食品安全嗎？ 你知道為什么能把人的基因“嫁接”到細(xì)菌上嗎？你能推測(cè)出，這種基因的“嫁接”是怎么實(shí)現(xiàn)的嗎？你能舉出一些類(lèi)似的、與你的生活關(guān)系很密切的例子嗎？問(wèn)題探討“嫁接”了人胰島素基因的工程菌一、基因工程的概念： 又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗的說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。別 名目 的操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平基本過(guò)程操作技術(shù)實(shí) 質(zhì)結(jié) 果優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)按照

2、人們意愿，定向地改造生物遺傳特性生物體外基因（DNA）DNA分子水平剪切 拼接 導(dǎo)入 表達(dá)體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)基因重組人類(lèi)需要的基因產(chǎn)物定向改造生物遺傳特性，實(shí)現(xiàn)不同物種間的基因交流（打破遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙）可能引起生態(tài)危機(jī)，技術(shù)難度大特點(diǎn)： 識(shí)別特定核苷酸序列，具有特異性。 1、 基因的“剪刀”限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別特定核苷酸序列；使特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi)。二、基因操作的工具DNA被限制酶切斷后有兩個(gè)反向互補(bǔ)的“黏性末端”。 大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開(kāi)。什么叫黏性末端？ 被限制酶切開(kāi)的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾

3、個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫黏性末端。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)黏性末端？要切兩個(gè)切口，產(chǎn)生四個(gè)黏性末端。如果把兩種來(lái)源不同的DNA用同一種限制酶來(lái)切割，會(huì)怎樣呢？ 會(huì)產(chǎn)生相同的黏性末端，然后讓兩者的黏性末端黏合起來(lái)，就可以合成重組的DNA分子了。2、基因的“針線” 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。連接的部位： 生成磷酸二酯鍵DNA連接酶的作用過(guò)程：DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？DNA連接酶DNA聚合酶作用實(shí)質(zhì)催化相鄰二個(gè)核苷酸形成磷酸二酯鍵用途用于基因工程形成

4、子代DNA分子模板不需要需要連接DNA鏈的方式雙鏈單鏈作用過(guò)程在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵以一條DNA鏈為模板，將單個(gè)脫氧核苷酸通過(guò)磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈作用結(jié)果將DNA雙鏈上的兩個(gè)缺口同時(shí)連接起來(lái)合成新的DNA分子3、基因的運(yùn)載體質(zhì)?；虿《咀饔茫?將外源基因送入受體細(xì)胞。條件：能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制 并穩(wěn)定地保存。具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)。具有某些標(biāo)記基因。種類(lèi)： 質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒。從細(xì)胞中分離出DNA從大腸桿菌中提取質(zhì)粒限制 酶目的基因的獲取限制酶基因表達(dá)載體的構(gòu)建DNA連 接酶將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的表達(dá)與檢測(cè)三、基因工程操作的基本步驟同種限制酶（二）基因表

5、達(dá)載體的構(gòu)建核心質(zhì)粒DNA分子限制酶處理兩個(gè)切口獲得目的基因DNA連接酶重組DNA分子（重組質(zhì)粒）同一種一個(gè)切口兩個(gè)黏性末端 目的基因與運(yùn)載體結(jié)合的結(jié)果可能有幾種情況？1、目的基因與目的基因結(jié)合；2、質(zhì)粒與質(zhì)粒結(jié)合；3、目的基因與質(zhì)粒結(jié)合。思考： 從結(jié)構(gòu)上分析,為什么不同生物的DNA分子能夠連接在一起?1.不同的DNA分子中兩條鏈的堿基配對(duì)方式是相同的,均遵循A-T、C-G的互補(bǔ)配對(duì)原則。2.DNA分子是由兩條反向平行排列的脫氧核苷酸鏈組成的，均表現(xiàn)為規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。-TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG-ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC-AG

6、GATCTTAAGAGAGCCATACTTAAGGTATG-TCCTAGAATT CTCTCGGTATGAATTCCATAC-判斷：下列二個(gè)DNA分子（片段），哪一個(gè)是目的基因，哪一個(gè)是運(yùn)載體？ 有些蛋白質(zhì)肽鏈上有共價(jià)結(jié)合的糖鏈，這些糖鏈?zhǔn)窃趦?nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體上加工完成的，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體存在于真核細(xì)胞中，大腸桿菌不存在這兩種細(xì)胞器，因此，在大腸桿菌中生產(chǎn)這種糖蛋白是不可能的。 利用大腸桿菌可以生產(chǎn)出人的胰島素，聯(lián)系前面有關(guān)細(xì)胞器功能的知識(shí)，結(jié)合基因工程操作程序的基本思路，思考一下，若要生產(chǎn)人的糖蛋白，可以用大腸桿菌嗎？知識(shí)遷移四、基因工程的應(yīng)用：1、基因工程與作物育種2、基因工程與藥物

7、研制：三、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性：抗蟲(chóng)棉抗CMV甜椒抗蟲(chóng)原理？抗蟲(chóng)結(jié)果？五、幾種常見(jiàn)育種方法的比較育種方法雜交育種單倍體育種多倍體育種誘變育種基因工程育種基本原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)實(shí)例雜交自交選優(yōu)基因重組不同個(gè)體的優(yōu)良性狀可集中到同一個(gè)個(gè)體上育種時(shí)間長(zhǎng)，需及時(shí)發(fā)現(xiàn)優(yōu)良性狀雜交水稻中國(guó)荷斯坦?；ㄋ庪x體培養(yǎng)、秋水仙素誘導(dǎo)加倍染色體變異明顯縮短育種年限，后代一般都為純種技術(shù)復(fù)雜，成本高普通小麥花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼苗染色體變異植物莖桿粗壯，果實(shí)、種子大，營(yíng)養(yǎng)高發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低無(wú)籽西瓜物理或化學(xué)方法處理動(dòng)植物、微生物基因突變提高變異頻率，大幅度改良某些性狀，加速育種進(jìn)程有利變異少，

8、需要處理大量實(shí)驗(yàn)材料，具有不確定性青霉菌高產(chǎn)菌株的培育黑農(nóng)五號(hào)大豆基因重組將一種生物特定基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同物種之間的基因交流，定向地改造生物的遺傳性狀可能引起生態(tài)危機(jī)，技術(shù)難度大轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉exercise1.基因工程的正確操作步驟是:使目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 檢測(cè)目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求 提取目的基因 B. C. D. 小試身手2、要使目的基因與對(duì)應(yīng)的載體重組，所需的兩種酶是： 限制酶連接酶解旋酶還原酶 A3、基因工程技術(shù)中的目的基因主要來(lái)源于A.自然界現(xiàn)存在生物體內(nèi)的基因B.自然突變產(chǎn)生的新基因C.人工誘變產(chǎn)生的新基因D.科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中人工合

9、成的基因A4、下列關(guān)于基因工程的敘述中,正確的是:A.限制酶只用于提取目的基因B.細(xì)菌體內(nèi)的環(huán)狀DNA均可作運(yùn)載體C.DNA連接酶可用于目的基因和運(yùn)載體的連接D.重組DNA分子一旦進(jìn)入受體細(xì)胞,基因工程則完成.C5、以下說(shuō)法正確的是:A.目的基因是指重組DNA B.一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列C.DNA重組所用的工具酶是限制酶、連接酶和運(yùn)載體D.只要受體細(xì)胞中含有目的基因，目的基因就一定能夠成功表達(dá) B6、切取牛的生長(zhǎng)激素或人的生長(zhǎng)激素基因,用顯微注射技術(shù)將它們分別注入小鼠的受精卵中,從而獲得了”超級(jí)鼠”,次項(xiàng)技術(shù)遵循的原理是A.基因突變 DNA RNA 蛋白質(zhì)B.基因重組 RNA DNA 蛋白質(zhì)C.染色體變異 DNA RNA 蛋白質(zhì)D.基因重組 DNA RNA 蛋白質(zhì)Dba7、如圖,下列有關(guān)酶功能的敘述中，不正確的是A.切斷a處的酶為限制性?xún)?nèi)切酶B.連接a處的酶為DNA連接酶C.切斷b處的酶為解旋酶D.連接b處的酶為RNA聚合酶D8、基因工程技術(shù)在培育抗旱植物用于發(fā)展沙漠農(nóng)業(yè)和改造沙漠方面顯示了良好的前景,荷蘭一家公司將大腸桿菌中的海藻糖合成酶基因?qū)胫参?如甜菜、馬鈴薯等)中并獲得有效表達(dá)，使“工程植物”增強(qiáng)了耐旱性、耐寒性的基本操作步驟是： （2）檢驗(yàn)海藻糖合成酶