2020-2021学年高一下学期生物人教版必修2 6.2基因工程及其应用课件（33张ppt）

(共33张PPT)
假定你是一位知名的育种专家，某动物园为了迎合观众猎奇的心理，想请你为他们培育出下面几只“怪物”，请问你准备用什么方法？
怪物 1
怪物 2
怪物 3
最新款的摩托车
谁能告诉我这是ＷＨＡＴ？
香蕉鱼
第2节 基因工程 及其应用
一、基因工程的原理
基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰和改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向的改造生物的遗传性状。
1、概念
操作对象：
定向地改造生物的性状，获得人类所需要的品种。
基因
操作环境：
生物体外
操作水平：
DNA分子水平
实质（原理）：
基因重组
结果：
注意：被转移的基因保留独立性和完整性，结构不变，只是位置改变
？
思维拓展:
细菌和人是差异非常大的两种生物, 通过基因重组后,细菌能够合成人体的胰岛素，这说明了什么？
这可不是普通的细菌，它是嫁接了人胰岛素基因的工程菌，能大量合成人胰岛素。
人和细菌共用一套遗传密码
所有生物共用一套遗传密码
胰岛素的生产
人
胰岛素基因
转录和翻译
胰岛素
降低血糖浓度
大肠杆菌
2. 基因工程的基本工具
（1）基因剪刀
──限制性核酸内切酶
简称“限制酶”
(2)基因的针线
（3）基因的运载体
──DNA连接酶
──质粒、动植物病毒、
噬菌体
（1）基因剪刀
特点：即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。(专一性)
作用部位：磷酸二酯键
──限制性核酸内切酶 简称“限制酶”
分布：主要在微生物体内
作用结果：一般会形成粘性末端
限制酶具体切割的是什么呢？
切割在两个脱氧核苷酸分子之间的磷酸二酯键。
DNA的平面结构图
基因剪刀
── 限制酶
EcoRⅠ限制酶
结果：产生黏性未端。
　
黏性末端　　　　
黏性末端
被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。
例如：大肠杆菌中的一种叫做 EcoRI的限制酶能够专一识别GAATTC序列，并在G和A之间切开
如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，结果会怎样呢？
G A A T T C
C T T A A G
G A A T T C
C T T A A G
G
C T T A A
A A T T C
G
G
C T T A A
A A T T C
G
G
C T T A A
A A T T C
G
如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，结果会怎样呢？
两种来源不同的DNA用同种限制酶切割后，末端可以互相黏合，这种黏合只能使互补的碱基连接起来，而DNA骨架上的缺口，需要 “缝合” 。
(2)基因的针线
──DNA连接酶
DNA连接酶
作用部位：磷酸二酯键。
将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。
作用：
注意：连接两个DNA片段上的“缺口”
？
DNA聚合酶、
DNA连接酶、
限制酶、
DNA解旋酶有何异同？
种类 过程 作用 化学键
限制酶
DNA连接酶
DNA聚合酶
解旋酶
切割DNA分子，形成黏性末端
切割磷酸二酯键
基因工程
基因工程
连接相同黏性末端的DNA片段
连接游离脱氧核苷酸
形成磷酸二酯键
将DNA双链解开形成单链
DNA复制
DNA复制
破坏氢键
形成磷酸二酯键
DNA聚合酶、DNA连接酶、限制酶、DNA解旋酶有何异同？
作用：将外源目的基因送入受体细胞的工具
（3）基因的运载体
质粒、噬菌体 和 动植物病毒
质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是拟核外或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子。
常用运载体：
（标记基因）
◎作为运载体必须具备哪些条件？
1.能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。
2 具有多个限制性酶切位点，以便接入外源基因
3 具有标记基因，便于对受体细胞进行筛选
（抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等）
4 对受体细胞无害
（3）将目的基因导入受体细胞
（2）目的基因与运载体结合
（1）提取目的基因
（4）目的基因的检测和表达
3、基因工程的“四步曲”
原理：基因重组
运载体
提供目的基因的细胞
受体细胞
①用 切断目的基因，使其产生 。
②用 切割质粒，使其出现一个切口，露出 。
③将切下的目的基因插入质粒的 处，再加入适量 ，形成了一个重组DNA分子（重组质粒）。
切口
相同黏性末端
限制酶
同一种限制酶
黏性末端
DNA连接酶
二、基因工程的应用
1、作物育种
转基因抗虫棉
普通棉花
苏云金杆菌
毒蛋白基因
转录和翻译
毒蛋白
杀死害虫
抗虫棉
节省农药用量，降低成本，减少环境污染
100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，产量低和价格高。
　　将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！相当于从2t的猪胰腺中提取的量。产量高，价格低。
2、药物研制
产量高，价格低。
3、环境保护
转基因“超级细菌”可降解有关有害化合物；
吸收环境中的重金属；
分解泄露的石油；
处理工业废水等。
三、转基因食品的安全性
绿色和平组织将转基因食品妖魔化
1．不属于基因工程方法生产的药物是（ ）
A.干扰素
B.白细胞介素
C.青霉素
D.乙肝疫苗
巩固练习
C
2．质粒是基因工程最常用的运载体，
它的主要特点是（　　）
①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④蛋白质
⑤环状RNA分子 ⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居”
A.①③⑤⑦ B.②④⑥
C.①③⑥⑦ D.②③⑥⑦
C
3、1993年，我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源（ ）
A.普通棉花的基因突变
B.棉铃虫变异形成的致死基因
C.寄生在棉铃虫体内的线虫
D.苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因
D
4、基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 （　 ） A．人工合成基因 　　　　　 B．目的基因与运载体结合
C．将目的基因导入受体细胞 D．目的基因的检测和表达
C