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

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1、基因工程及其應(yīng)用基因工程及其應(yīng)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(shuō)，。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)，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，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)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(xì)胞供體細(xì)胞受體細(xì)胞受體細(xì)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(shí)別一種特定的核苷酸序一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點(diǎn)上將列，并在特定的切割點(diǎn)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(gè)被同一種限制酶切斷的幾個(gè)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(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性是：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)完整的末端連接起來(lái)，使之成為一個(gè)完整的DNADNA分子。分子。3 3、基因的運(yùn)輸工具、基因的運(yùn)輸工具運(yùn)載體運(yùn)載體常用的運(yùn)載體：常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒和動(dòng)植物病毒標(biāo)記基因，便標(biāo)記基因，便于進(jìn)行檢測(cè)。于進(jìn)行檢測(cè)。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(xì)胞中分離基因、直接從供體細(xì)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(yùn)載體結(jié)合第二步：目的基因與運(yùn)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(xì)胞第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞導(dǎo)入導(dǎo)入擴(kuò)增擴(kuò)增常用的受體細(xì)胞：常用的受體細(xì)胞：菌類和動(dòng)植物細(xì)胞菌類和動(dòng)植物細(xì)胞主要是借鑒細(xì)菌或主要是借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的方

5、病毒侵染細(xì)胞的方法法第四步：目的基因的檢測(cè)和表達(dá)第四步：目的基因的檢測(cè)和表達(dá)檢測(cè)：根據(jù)受體細(xì)胞中是否具有標(biāo)記基因，檢測(cè)：根據(jù)受體細(xì)胞中是否具有標(biāo)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(dá)：受體細(xì)胞表現(xiàn)出特定的性狀，表達(dá)：受體細(xì)胞表現(xiàn)出特定的性狀， 如棉花抗蟲(chóng)性狀的表現(xiàn)如棉花抗蟲(chóng)性狀的表現(xiàn)第四步：目的基因的檢測(cè)和表達(dá)第四步：目的基因的檢測(cè)和表達(dá)大量的受體細(xì)胞接受不多的目的基因。處大量的受體細(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，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)。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)將每個(gè)受體

6、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)、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。研究。無(wú)表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物有表達(dá)產(chǎn)物有表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)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(yīng)用四、基因工程的應(yīng)用生長(zhǎng)快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因生長(zhǎng)快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(yú)魚(yú)( (中國(guó)中國(guó)) )乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的乳汁中含有人生長(zhǎng)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(yú)抗寒基轉(zhuǎn)魚(yú)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(guó)生產(chǎn)的部分基因我國(guó)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(lái)源限制的。受材料來(lái)源限制產(chǎn)量有限，其價(jià)格往產(chǎn)量有限，其價(jià)格往往十分昂貴。往十分昂貴。微生物生長(zhǎng)迅速，容易控制，適于大規(guī)模微生物生長(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，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。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

8、豬、牛等動(dòng)物的胰胰島素從豬、牛等動(dòng)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(jià)的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)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(jià)格降低素！使其價(jià)格降低了了30%-50%30%-50%! !3 3、環(huán)境保護(hù)、環(huán)境保護(hù)基因工程做成的基因工程做成的“超級(jí)細(xì)菌超級(jí)細(xì)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(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用基因通

9、常一種細(xì)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(jí)細(xì)菌超級(jí)細(xì)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(xí)：練習(xí)：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實(shí)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(xì)胞內(nèi)分離出來(lái)，這要利用限制性內(nèi)切酶。一種限制性內(nèi)切酶能識(shí)別分子的順序，切點(diǎn)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(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 采用基因工程的方法培育抗蟲(chóng)棉，下列導(dǎo)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(dǎo)入細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，在進(jìn)行組織培養(yǎng) 將編碼毒素蛋白的序列，與細(xì)菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵中