人教版生物必修二《6.2 基因工程》課件 (共56張PPT)

基因工程汶上縣教研室劉明星基因工程：把一種生物的遺傳物質（細胞核、染色體、脫氧核糖核酸等）轉移到另一種生物的細胞中去，并使這種遺傳物質所帶的遺傳信息在受體細胞中表達。

基因工程的核心是構建重組DNA分子，

因此，基因工程稱為重組DNA技術。（一）基因工程的概念1）它是一種按照人們的意愿定向的改造生物遺傳特性的技術說明：2）DNA水平上的操作3）在體外進行的人為的基因重組4）一旦成功便可遺傳5）主要技術為體外DNA重組技術和轉基因技術基因工程的別名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程實質結果基因拼接技術或DNA重組技術生物體外基因DNA分子水平人們需要的新的生物類型和生物產品切割→拼接→導入→表達基因重組▲基因工程的若干問題:為什么人的基因可以導入大腸桿菌內并成功表達？基因工程基礎：（1）DNA規(guī)則雙螺旋結構是基因工程的物質基礎；（2）不同生物共用一套密碼子是理論基礎；（3）運載體和工具酶的發(fā)現(xiàn)為基因工程提供了技術基礎?；蚬こ痰?/p>

基本工具基因工程培育抗蟲棉的簡要過程：普通棉花(無抗蟲特性)蘇云金芽孢桿菌獲取抗蟲基因（目的基因）與運載體DNA拼接導入棉花細胞(含抗蟲基因)棉花植株(有抗蟲特性)▲基因工程實例:前面介紹的利用基因工程培育抗蟲棉的主要步驟有哪幾個?步驟一：從蘇云金芽孢桿菌細胞內提取出來抗蟲基因(目的基因).步驟二：抗蟲基因與運載體DNA連接步驟三：抗蟲基因導入受體(普通棉花)細胞▲思考:提示:共四步;步驟四是“檢測和鑒定”.▲上述的三個步驟中各需要什么工具？步驟一的工具：步驟二的工具：步驟三的工具：“分子手術刀”——限制性核酸內切酶（限制酶）“分子縫合針”——DNA連接酶“分子運載車”——載體▲這里的“分子”是指__________________分子.DNA(目的基因、載體)1、限制性核酸內切酶——“分子手術刀”限制酶主要是從原核微生物中分離純化出來的。能識別雙鏈DNA的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間(此處叫“切點”)的磷酸二酯鍵斷開注意:

一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列,并且能在一個特定的切點上切割DNA分子。即：特異性.(注意:特異性表現(xiàn)在兩個方面.)限制性核酸內切酶重播限制酶▲在G和A之間被限制酶切斷的是化學鍵是___________________.▲“黏性末端”和“平末端”

當限制酶在它識別序列的中心軸線的兩側將DNA的兩條鏈分別切開時，產生的是黏性末端.

而當限制酶在它識別序列的中心軸線處切開時，產生的則是平末端。1.要想獲得某一個特定性狀的基因(即”目的基因”)必須要用限制酶切幾個切口？可產生幾個黏性末端？要切兩個切口，產生四個黏性末端.2.如果把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，產生黏性末端相同嗎？

會產生相同的黏性末端..思考:連接的部位磷酸二酯鍵結果兩個DNA相同的黏性末端連接起來。二、DNA連接酶▲DNA連接酶的種類及其在功能上的異同.

----見課文P5.來源功能同異名稱E.ColiDNA連接酶T4DNA連接酶大腸桿菌T4噬菌體形成磷酸二酯鍵只能:互補的黏性末端黏性末端和平末端均可DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，即把梯子兩邊扶手的斷口(注意位置)連接起來，這樣一個重組的DNA分子就形成了.▲思考:

DNA連接酶的作用是使斷口處的相鄰的兩個脫氧核苷酸之間形成____________鍵.

異:

DNA連接酶:是將幾個DNA片段連接起來;不需DNA模板.

DNA聚合酶:則是將脫氧核苷酸連接(聚合)成DNA;需以DNA的一條鏈為模板.▲提示:

注意比較基因工程中的DNA連接酶和DNA復制中的DNA聚合酶的作用有何異同?

同:兩種酶都是形成磷酸二酯鍵.導入過程需要運輸“目的基因”的工具——載體。

▲如何將目的基因導入受體細胞(即接受目的基因的生物的細胞）？▲注意:

一般地,不能將目的基因直接導入受體細胞.▲載體的作用有哪些？1.作為運輸工具，將目的基因(如抗蟲基因)轉移到受體細胞(如棉花細胞)中去。

2.利用載體在受體細胞(如棉花細胞)內，對目的基因(如抗蟲基因)進行大量復制。3.基因進入受體細胞的載體---“分子運輸車”.常用的運載體主要有兩類：

1）質粒:一些細菌細胞質里的質粒.2）病毒:噬菌體衍生物、動、植物病毒.▲什么是質粒?

是一種裸露的、結構簡單、獨立于細菌原核DNA之外，并具有自我復制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子.

質粒是基因工程最常用的載體.

▲小結:

質粒是小型、環(huán)狀的DNA分子.

最常用的質粒是大腸桿菌的質粒，其中常含有抗藥基因，如四環(huán)素的標記基因。質粒的存在與否對宿主細胞生存沒有決定性作用，但復制只能在宿主細胞內完成?！|粒的一種:大腸桿菌的質粒▲注意:能充當載體的是大腸桿菌的質粒,而不是大腸桿菌.▲作為載體必須具備哪些條件？1）能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存。2）載體DNA必須有一個或多個限制酶切點，以便目的基因插入到載體上去。3）具有某些標記基因，便于進行篩選。如抗菌素的抗性基因、產物具有顏色反應的基因等。載體DNA必須是安全的,不會對受體細胞有害,或不能進入到除受體細胞外的其他生物細胞中去?；蚬こ痰幕静僮鞒绦颉蚬こ痰幕静僮鞒绦蛑饕ㄋ膫€基本步驟：1）目的基因的獲取2）“基因表達載體”的構建3）將目的基因導入受體細胞(即“轉化”)4）目的基因的檢測與鑒定步驟一：目的基因的獲取▲什么叫目的基因?

主要是指編碼蛋白質的結構基因.▲獲取目的基因的途徑有哪些?1.從“基因文庫”中獲取目的基因.2.利用“PCR技術”擴增.3.直接人工合成----見課文.▲從基因文庫中獲取“目的基因”：什么叫“基因文庫”?分為:1.基因組文庫:

基因文庫中包含了一種生物所有的基因2.部分基因文庫:

基因文庫中包含了一種生物的一部分基因,如cDNA文庫.

將含有某種生物不同基因的許多DNA片段,導入受體菌的群體中儲存,各個受體菌分別含有這