高三生物高考復(fù)習(xí)（遺傳與進化）專題系列課件20《基因工程應(yīng)用》全國通用

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1、2010生物高考復(fù)習(xí)遺傳與進化專題系列課件20基因工程應(yīng)用轉(zhuǎn)基因西紅柿轉(zhuǎn)基因西紅柿轉(zhuǎn)基因超級鼠轉(zhuǎn)基因超級鼠水母能發(fā)熒光的熱帶斑馬魚能發(fā)熒光的熱帶斑馬魚普通熱帶斑馬魚是不發(fā)熒光的普通熱帶斑馬魚是不發(fā)熒光的如何讓普通熱帶斑馬魚也發(fā)熒光如何讓普通熱帶斑馬魚也發(fā)熒光?第第 2 節(jié)節(jié) 基因工程及其應(yīng)用基因工程及其應(yīng)用家蠶能夠吐出蠶絲為人類利用家蠶能夠吐出蠶絲為人類利用能否讓細菌能否讓細菌“吐出吐出”蠶絲？蠶絲？ (1)為什么能把一種生物的基因“嫁接”到另一種生物上？ (2)推測這種“嫁接”怎樣才能實現(xiàn)？ (3)這種“嫁接”對品種的改良有什么意義？基因工程基因工程：又叫做基因拼接技術(shù)基因拼接技術(shù)或DNA重

2、組技術(shù)重組技術(shù)。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，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。原理：基因重組操作水平操作水平：DNA分子水平結(jié) 果：定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。 目的基因的獲得 如何將目的基因?qū)胧荏w細胞 目的基因的表達第一步：獲取目的基因：第一步：獲取目的基因：三、基因工程基本步驟三、基因工程基本步驟1、人工合成基因2、從某生物體細胞內(nèi)的DNA中直接分離基因一、獲取目的基因一、獲取目的基因1.1.基因的基因的“剪刀剪刀”限制性內(nèi)切酶（限限制性內(nèi)切酶（限制酶）制酶）一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序一種限制

3、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DNADNA分子切斷。分子切斷。專一性（專一性（egeg：EcoRIEcoRI限制酶）限制酶） GAGACTGATTGGCCTTAAGCTCGAG CTCTGACTAACCGGAATTCGAGCTC GAGACTGATTGGCCTTAACTCTGACTAACCGG GCTCGAG AATTCGAGCTC 除了某些病毒以外，限制性內(nèi)切酶只在原核生物中發(fā)現(xiàn) 識別位點和切割位點GATCCGGCCTAGGACCTTCCAGG黏性末端黏性末端平末端平末端 DNA 分子大、難擴散、難以通過細胞膜運輸 “特洛伊木馬”的啟發(fā) “木馬”

4、：能比較容易穿過細胞膜進入細胞； 能攜帶目的基因 有助于目的基因在細胞內(nèi)的表達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：質(zhì)粒、常用的運載體：質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒噬菌體和動植物病毒標記基因，標記基因，便于進行便于進行檢測。檢測。運載體必須同運載體必須同時滿足三個要求：時滿足三個要求：能與目的基因結(jié)能與目的基因結(jié)合；合；能進入受體能進入受體生物細胞并在受體生物細胞并在受體生物細胞內(nèi)復(fù)制并生物細胞內(nèi)復(fù)制并表達；表達；比較容易比較容易得到。得到。用與提取目的基因相同的限制酶切用與提取目的基因相同的限制酶切割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個切口，將目的割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個切口，將目的基因插入切

5、口處，讓目的基因的黏基因插入切口處，讓目的基因的黏性末端與切口上的黏性末端互補配性末端與切口上的黏性末端互補配對后，在連接酶的作用下連接形成對后，在連接酶的作用下連接形成重組重組DNA分子。分子。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：DNA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 T A

6、 A A A T T C G用同種限制酶切割用同種限制酶切割目的基因質(zhì)粒基因的針線基因的針線DNADNA連接酶連接酶連接酶的作用是：將互補配對的兩個黏性連接酶的作用是：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。重播重播導(dǎo)入導(dǎo)入第三步：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(dǎo)入導(dǎo)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Eg：可以分泌人胰島素：可以分泌人胰島素 的細菌的細菌第四步、目的基因的表達和檢測第四步、目的基因的表達和檢測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

7、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)物第一課時知識點： 基因工程的概念 基因工程的基本步驟（四步驟） 目的基因的運載體有哪些？ 質(zhì)粒（存在于細菌和酵母菌中）、噬菌體、 動

8、植物病毒 基因的剪刀、針線分別是？ 限制性核酸內(nèi)切酶（200多種）、DNA連接酶 一、基因工程與作物育種抗蟲害的玉米抗蟲害的玉米轉(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茄獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物和具優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物和具有抗逆性的作物新品種。有抗逆性的作物新品種。 抗蟲的基因來自蘇云金桿菌。蘇云抗蟲的基因來自蘇云金桿菌。蘇云金桿菌形成的伴胞晶體是一種毒性金桿菌形成的伴胞晶體是一種毒性很強的蛋白晶體，能使棉鈴蟲等鱗很強的蛋白晶體，能使棉鈴蟲等鱗翅口害蟲癱瘓致死?？茖W(xué)家將編碼翅口害蟲癱瘓致死。科學(xué)家將編碼這個蛋白質(zhì)的基因?qū)俗?/p>

9、物，使作這個蛋白質(zhì)的基因?qū)俗魑铮棺魑镒陨砭哂械钟x害的能力。物自身具有抵御蟲害的能力。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) )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

10、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锛毎麅?nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，因?qū)胛⑸锛毎麅?nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)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，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g4-5g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2000L2000L培養(yǎng)液培養(yǎng)液就能產(chǎn)生就能產(chǎn)生100g100g胰島胰島素！使其價格降低素！

11、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“超級超級細菌細菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。能吞食和分解多種污染環(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)。轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性 你認為應(yīng)該如何對待轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性問題？2.3轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)

12、基因食品的安全性轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性 轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、耐貯藏番茄、抗病毒甜椒及基因工程疫苗等已獲得生產(chǎn)應(yīng)用安全證書。 練習(xí)：練習(xí)：要使目的基因與對應(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(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 畫概念圖-基因工程操作的常規(guī)方法流程圖用限制性內(nèi)切酶切割DNA用DNA連接酶連接目的基因與運載體用特殊的運載體將DNA分子導(dǎo)入受體細胞獲得轉(zhuǎn)基因生物目的基因的檢測導(dǎo)入導(dǎo)入擴增擴增