生物②必修6.2《基因工程及其應(yīng)用》課件

1、最新款的摩托車你見(jiàn)過(guò)樹會(huì)走路嗎?給科學(xué)插上想象的翅膀，你會(huì)收獲更多！能發(fā)光的水母請(qǐng)您欣賞能否讓熱帶魚也能發(fā)光?設(shè)想不能發(fā)光的熱帶斑馬魚請(qǐng)您欣賞請(qǐng)您欣賞超級(jí)小鼠與超級(jí)魚能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌請(qǐng)您欣賞基因“嫁接”基因工程及其應(yīng)用TTTTAGCCGGAA 又稱基因拼接技術(shù),或重組DNA 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，定向的改造生物的遺傳性狀。 基因工程結(jié)果原理 基因重組定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。 基因工程操作水平DNA分子水平基因工程中的基因重組跟有性生殖中的基因重組有何不同？培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的

2、簡(jiǎn)要過(guò)程：你認(rèn)為上述培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的關(guān)鍵步驟有哪些？普通大腸桿菌(不能分泌胰島素)人體組織細(xì)胞提取胰島素基因與運(yùn)載體DNA拼接導(dǎo)入大腸桿菌(含胰島素基因)轉(zhuǎn)基因大腸桿菌(能分泌胰島素)實(shí)例展示培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的關(guān)鍵步驟：1.ONE胰島素基因從人體細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)2.TWO胰島素基因與運(yùn)載體DNA連接3.THREE胰島素基因?qū)胧荏w(大腸桿菌)細(xì)胞基因的“剪刀”基因的“針線”基因的運(yùn)載體1、基因工程的指“ 限制性核酸內(nèi)切酶 ”微生物一種限切酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列,并在特定切點(diǎn)切割已發(fā)現(xiàn)的有200多種種類:來(lái)源:特點(diǎn):“ ”這個(gè)特點(diǎn)說(shuō)明了：酶具有專一性CTTCATG AATTCCCTA

3、A GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 練習(xí)使用EcoRI 剪切目的基因CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 目的基因黏性末端被同一種限制酶切斷的幾個(gè)DNA是否具有相同的黏性末端？思考:形成的黏性末端不同不同的限制酶呢？具有。2.分子針線DNA連接酶積極思考DNA連接酶連接的是兩個(gè)脫氧核苷酸分子的什么部位？基因操作的工具連接酶的作用是：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。使用DNA連接酶制作重組DNA分子甲片段CTTCATG AATTCCCTA

4、A GAAGTACTTAA GGGATT 乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG 重組DNA分子GGCATCTTAAAATTCCGTAG DNA連接酶的作用是：A.子鏈和母鏈之間形成氫鍵B.黏性末端之間形成氫鍵C.兩個(gè)DNA末端間的縫隙連接D.A、B、C都對(duì) C（2006.臺(tái)州質(zhì)檢）下列是由限制酶切割形成的DNA片段，能用相應(yīng)DNA連接酶將它們恢復(fù)連接的組合是CTGCA GGCTTAA GACGTC AATTC GA. ； B. ；C. ； D.以上都不對(duì)A目的基因(如人的胰島素基因)怎樣才能導(dǎo)入受體細(xì)胞(如大腸桿菌細(xì)胞)？常用的運(yùn)載體有兩類： 1）細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)粒 2）噬菌體或某些動(dòng)

5、植物病毒3、基因工程的目的基因 標(biāo)記基因，便于進(jìn)行檢測(cè)。 其中質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌和酵母菌等生物中,是細(xì)胞染色體外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子.它們的共同特點(diǎn)是：都有侵染或進(jìn)入宿主細(xì)胞的能力運(yùn)載體應(yīng)該具有什么特點(diǎn)呢?？基因操作的工具運(yùn)載體1能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存；具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)以便與外源基因相連；具有標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選基因工程的“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)和鑒定4第一步：三、基因工程基本步驟：獲取目的基因方法：2、直接分離：鳥槍法1、人工合成：注意：要保持基因的完整性獲取目的基因（鳥槍法）：用限制酶將供體細(xì)胞中的DNA

6、切成許多片段，將這些片段分別載入運(yùn)載體，然后通過(guò)運(yùn)載體分別轉(zhuǎn)入不同的受體細(xì)胞，讓供體細(xì)胞所提供的DNA（外源DNA）的所有片段分別在各個(gè)受體細(xì)胞中大量復(fù)制（在遺傳學(xué)中叫擴(kuò)增），從中找出含有目的基因的細(xì)胞，再用一定的方法把帶有目的基因的DNA片段分離出來(lái)。 第二步、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合用與提取目的基因相同的限制酶切割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個(gè)切口，將目的基因插入切口處，讓目的基因的黏性末端與切口上的黏性末端互補(bǔ)配對(duì)后，在連接酶的作用下連接形成重組DNA分子。第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞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)

7、物多3、若受體細(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)胞壁的通透性第四步、目的基因的表達(dá)和檢測(cè)大量的受體細(xì)胞接受不多的目的基因。處理的受體細(xì)胞中真正攝入了目的基因的很少，必須將它從中檢測(cè)出來(lái)。 將每個(gè)受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)形成菌落，檢測(cè)菌落中是否有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。淘汰無(wú)表達(dá)產(chǎn)物的菌落，保留有表達(dá)產(chǎn)物的進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。無(wú)表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物有表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物還可以檢測(cè)標(biāo)記基因是否表達(dá)12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 連接酶 3.基因的運(yùn)輸工具 運(yùn)載體 基因工程的操作步驟1.目的基因的提取2.目的基因與運(yùn)載體結(jié)合3.目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4.目的基因的檢

8、測(cè)與鑒定基因工程的原理小結(jié)？思維拓展: 細(xì)菌和人是差異非常大的兩種生物, 通過(guò)基因重組后,細(xì)菌能夠合成人體的胰島素，這說(shuō)明了什么？這可不是普通的細(xì)菌，它是嫁接了人胰島素基因的工程菌，能大量合成人胰島素。人和細(xì)菌共用一套遺傳密碼所有生物共用一套遺傳密碼獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物和具有抗逆性的作物新品種。四、基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻（綠色）與對(duì)照（枯黃）1）抗蟲轉(zhuǎn)基因植物 抗蟲的基因來(lái)自蘇云金桿菌。蘇云金桿菌形成的伴胞晶體是一種毒性很強(qiáng)的蛋白晶體，能使棉鈴蟲等鱗翅口害蟲癱瘓致死。科學(xué)家將編碼這個(gè)蛋白質(zhì)的基因?qū)胱魑?，使作物自身具有抵御蟲害的能力。抗蟲棉2）抗病轉(zhuǎn)

9、基因植物轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒3）其他抗逆轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄4）利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)不會(huì)引起過(guò)敏的轉(zhuǎn)基因大豆轉(zhuǎn)基因高賴氨酸玉米2、基因工程與藥物研制我國(guó)生產(chǎn)的部分基因工程疫苗和藥物許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取的。受材料來(lái)源限制產(chǎn)量有限，其價(jià)格往往十分昂貴。微生物生長(zhǎng)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(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問(wèn)題，還能大大降低生產(chǎn)成本。胰島素從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)格之高可想而知。將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生1

10、00g胰島素！使其價(jià)格降低了30%-50%!用轉(zhuǎn)基因的植物生產(chǎn)藥物 轉(zhuǎn)基因抗乙肝西紅柿(中國(guó))，雖然不能治愈乙肝，但一年只吃幾個(gè)抗乙肝西紅柿，就完全能代替注射乙肝疫苗?？挂腋挝骷t柿屬于轉(zhuǎn)基因食品，就是將乙肝疫苗植入西紅柿內(nèi)，經(jīng)過(guò)多代繁殖，使轉(zhuǎn)入的基因穩(wěn)定化。利用基因工程培育的“指示生物”能十分靈敏地反映環(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。3、環(huán)境保護(hù)杜鵑 是抗二氧化硫等污染較理想的花木。如石巖杜鵑距二氧化硫污染源300米的地方也能正常萌芽抽枝。 桂花 對(duì)化學(xué)煙霧有特殊的抵抗能力，對(duì)氯化氫、硫化氫、苯酚等污染物有不同程度的抵抗性，在氯污染區(qū)種植48天后，1公斤

11、葉片可吸收氯4.8克。它還能吸收汞蒸氣。 夾竹桃有抗煙霧、抗灰塵、抗毒物和凈化空氣、保護(hù)環(huán)境的能力。夾竹桃的葉片，對(duì)二氧化硫、二氧化碳、氟化氫、氯氣等對(duì)人體有毒、有害氣體有較強(qiáng)的抵抗作用。 環(huán)境污染治理基因工程做成的“超級(jí)細(xì)菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。通常一種假單孢桿菌只能分解石油中的一種烴類用基因工程培育成功的“超級(jí)細(xì)菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。 科學(xué)家還培育出能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質(zhì)的細(xì)菌。2013年7月19日,安徽巢湖東半湖孫村一帶藍(lán)藻粘稠,幾成凍湖,水體發(fā)出陣陣腥臭。一位漁民從散發(fā)腥臭的藍(lán)藻中上岸 . 轉(zhuǎn)基因食品 安全嗎?課究探后 課題：利用網(wǎng)絡(luò)資

12、源并結(jié)合教材中的資料分析,就“轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性”以小論文的形式發(fā)表個(gè)人見(jiàn)解。 exercise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 A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)室中人工合成的基因A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

13、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. 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) CBA.常用相同的限制性核酸內(nèi)切酶處理目的 基因和質(zhì)粒B.DNA連接酶和RNA聚合酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶C.可用抗生素的培養(yǎng)基檢測(cè)大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒D.導(dǎo)入大腸桿菌的目的基因不一定能成功表達(dá). （2006年.四川）用基因工程技術(shù)可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)。下列說(shuō)法不正確的是B切取牛的生長(zhǎng)激素

14、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.基因工程 RNA DNA 蛋白質(zhì)C.細(xì)胞工程 DNA RNA 蛋白質(zhì)D.基因工程 DNA RNA 蛋白質(zhì)Dba(多選題)如圖,下列有關(guān)酶功能的敘述中,正確的是A.切斷a處的酶為限制性內(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ABC(多選題)科學(xué)家運(yùn)用基因工程技術(shù),讓羊合成并分泌抗體,相關(guān)敘述中正確的是A.該技術(shù)導(dǎo)致生物定向變異B.DNA連接酶把目的基因與運(yùn)載體黏性末端堿基對(duì)連接起來(lái)C.蛋白質(zhì)中的氨基酸序列可為合成目的基因提供材料D.受精卵是理想的受體ACD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