苏教版生物选修3第一节《 基因工程概述》课件
文档属性
| 名称 | 苏教版生物选修3第一节《 基因工程概述》课件 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 833.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2013-01-26 18:12:18 | ||
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文档简介
课件37张PPT。别怕，这都是假想的图片第一节 基因工程主要内容：（1）基因工程的概念
（2）基因操作的工具
（3）基因操作的基本步
骤１. 基因工程的概念这种技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”
和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。实例：用大肠杆菌生产人的胰岛素操作步骤：将人的胰岛素基因（目的基因）转移到大肠杆菌（受体细胞）中，通过微生物的发酵使大肠杆菌表达人的胰岛素基因，从而获得人的胰岛素（结果）。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状。基因工程操作过程中
常用的工具和酶有哪些？
各自的功能是什么？
看书：P10-12㈠ 基因操作的工具 基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进行基因操作最少需要以下三种工具：重播切割位点实质；2个磷酸二酯键的断裂
氢键会自然断裂 DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏性末端”（单链的片段）。被同一种限制酶切断的几个DNA具有相同的黏性末端，能够通过互补进行配对。磷酸二酯键切割位点看P10-11 例题：-G↓AATTC- 解答： ①切载体： ②切目的基因： -G↓AATTC- -G↓AATTC- -G↓AATTC- -G↓AATTC-----G↓AATTC- -CTTAA↑G- -CTTAA↑G-----CTTAA↑G- -G AATTC- -G AATTC----G AATTC- -CTTAA G- -CTTAA G----CTTAA G- (1），5’---G↓ACGTC---3’
(2），-AGG↓CCT-
(3），- ↓ AATT- ①切载体
②切目的基因
２、基因的针线──DNA连接酶 连接酶的作用是：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。重播２、基因的针线──DNA连接酶 连接酶的作用是：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。
实质：（氢键容易结合）催化形成磷酸二酯键“分子缝合针”——DNA连接酶两者都是将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷之间的磷酸二酯键。
但E·coli DNA连接酶只能“缝合”黏性末端不能“缝合”平末端；
而T4 DNA连接酶既能“缝合”黏性末端又能“缝合”平末端。根据来源不同可分为 : E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
在性质上两者 异同点：DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？ 不是一回事
相同点：都形成磷酸二酯键
不同点：
1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯键；
而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键
2） DNA聚合酶需要以一条DNA链为模板；而DNA连接酶不需要模板。3、基因的运输工具——运载体 要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去！能将目的基因送入细胞的工具就是运载体。 运载体必须同时满足三个要求：①具有多个限制酶切点；②能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；③具有标记基因（增加）。 常用的载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等；最早用的载体是一种环状DNA——质粒。目的基因插入位点基因操作的工具一.“分子手术刀":限制性核酸内切酶来源:主要来自原核生物作用:将外来的DNA切断结果:产生黏性末端或 平末端二.“分子缝合针”: DNA连接酶分类:E·coli DNA连接和T4 DNA连接酶 作用:把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来三.“分子运输车”:基因进入受体细胞的载体种类:质粒、动植物病毒等条件:自我复制、限制酶切点、标记基因、 安全的、大小应适合基因工程的操作步骤有哪些？各个步骤如何进行？ 看书P12 目前被较广泛提取使用的目的基因有： 苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。基因操作的基本步骤(一）提取目的基因
将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来。提取目的基因的方法⑴直接分离基因(从基因文库中获取）——鸟枪法 将供体生物的DNA用限制酶切割为许多片段，再用运载体将这些片段都运载到受体生物的不同细胞中去。只要有一个细胞获得了需要的目的基因并得以表达，基因工程就算成功了。 该法最大的缺点是带有很大的盲目性，工作量大，成功率低。且不能将真核生物的基因转移到原核生物中去。⑵人工合成基因法有两种方法： ①直接合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使RNA核苷酸顺序，再据此推算出基因DNA的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。DNA合成仪（3）利用PCR技术扩增目的基因 P14②逆转录法：以信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下将脱氧核苷酸合成合成DNA(基因)。质粒DNA分子限制酶处理一个切口
两个黏性末端两个切口
获得目的基因DNA连接酶重组DNA分子（重组质粒）同一种(二)目的基因与运载体结合4.过程:(三)将目的基因导入受体细胞转化 ——方法将目的基因导入
植物细胞将目的基因导入
动物细胞将目的基因导入
微生物细胞农杆菌转化法基因枪法花粉管通道法——显微注射法——感受态细胞目的基因进入_________内，并且在 受体细胞内维持_____和_____的过程受体细胞稳定表达(四)目的基因的检测与鉴定——检查是否成功检测—鉴定——①检测转基因生物染色体的DNA
上是否插入了目的基因②检测目的基因是否转录出了mRNA③检测目的基因是否翻译成蛋白质抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等方法——方法——方法——DNA分子杂交分子杂交抗原抗体杂交从苏云金芽苞杆菌中提取抗虫基因从土壤农杆菌中提取带有选择性标记的质粒同一种限制酶处理抗虫基因与质粒结合形成重组质粒将重组质粒导入土壤农杆菌筛选将土壤农杆菌与棉花细胞混合培养侵染重组质粒将抗虫基因导入棉花细胞并整合到棉花的DNA上植物组织培养获得抗虫棉抗虫棉的培育流程图：-----P13‘积极思维’1）基因工程依据的遗传学原理是（ ）
A．基因突变 B．基因重组
C．染色体变异 D．DNA复制练习B2）以下说法正确的是 （ ）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B、质粒是基因工程中唯一的运载体
C、运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
D、基因控制的性状都能在后代表现出来C练习3）不属于质粒被选为基因运载体的理由是
A、能复制 （ ）
B、有多个限制酶切点
C、具有标记基因
D、它是环状DNAD练习4）有关基因工程的叙述中，错误的是（ ）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来
B、 限制性内切酶可用于目的基因的获取
C、目的基因须由运载体导入受体细胞
D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶A练习5）有关基因工程的叙述正确的是 （ ）
A、限制酶只在获得目的基因时才用
B、重组质粒的形成在细胞内完成
C、质粒都可作为运载体
D、只要把目的基因导入受体细胞就会产生相应的蛋白质D练习6）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、人工合成目的基因
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练习7、基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的，并有赖于微生物学理论和技术的发展运用。基因工程基本操作流程如下图，请据图分析回答：
①要用-------②要用------
A是-------
B是--------
A是？B是？①用？②用？C是？D是？转化
（导入）筛选表达取 切取 切连欢迎指导丰县欢口中学
高二 生物组
（2）基因操作的工具
（3）基因操作的基本步
骤１. 基因工程的概念这种技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”
和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。实例：用大肠杆菌生产人的胰岛素操作步骤：将人的胰岛素基因（目的基因）转移到大肠杆菌（受体细胞）中，通过微生物的发酵使大肠杆菌表达人的胰岛素基因，从而获得人的胰岛素（结果）。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状。基因工程操作过程中
常用的工具和酶有哪些？
各自的功能是什么？
看书：P10-12㈠ 基因操作的工具 基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进行基因操作最少需要以下三种工具：重播切割位点实质；2个磷酸二酯键的断裂
氢键会自然断裂 DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏性末端”（单链的片段）。被同一种限制酶切断的几个DNA具有相同的黏性末端，能够通过互补进行配对。磷酸二酯键切割位点看P10-11 例题：-G↓AATTC- 解答： ①切载体： ②切目的基因： -G↓AATTC- -G↓AATTC- -G↓AATTC- -G↓AATTC-----G↓AATTC- -CTTAA↑G- -CTTAA↑G-----CTTAA↑G- -G AATTC- -G AATTC----G AATTC- -CTTAA G- -CTTAA G----CTTAA G- (1），5’---G↓ACGTC---3’
(2），-AGG↓CCT-
(3），- ↓ AATT- ①切载体
②切目的基因
２、基因的针线──DNA连接酶 连接酶的作用是：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。重播２、基因的针线──DNA连接酶 连接酶的作用是：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。
实质：（氢键容易结合）催化形成磷酸二酯键“分子缝合针”——DNA连接酶两者都是将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷之间的磷酸二酯键。
但E·coli DNA连接酶只能“缝合”黏性末端不能“缝合”平末端；
而T4 DNA连接酶既能“缝合”黏性末端又能“缝合”平末端。根据来源不同可分为 : E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
在性质上两者 异同点：DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？ 不是一回事
相同点：都形成磷酸二酯键
不同点：
1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯键；
而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键
2） DNA聚合酶需要以一条DNA链为模板；而DNA连接酶不需要模板。3、基因的运输工具——运载体 要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去！能将目的基因送入细胞的工具就是运载体。 运载体必须同时满足三个要求：①具有多个限制酶切点；②能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；③具有标记基因（增加）。 常用的载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等；最早用的载体是一种环状DNA——质粒。目的基因插入位点基因操作的工具一.“分子手术刀":限制性核酸内切酶来源:主要来自原核生物作用:将外来的DNA切断结果:产生黏性末端或 平末端二.“分子缝合针”: DNA连接酶分类:E·coli DNA连接和T4 DNA连接酶 作用:把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来三.“分子运输车”:基因进入受体细胞的载体种类:质粒、动植物病毒等条件:自我复制、限制酶切点、标记基因、 安全的、大小应适合基因工程的操作步骤有哪些？各个步骤如何进行？ 看书P12 目前被较广泛提取使用的目的基因有： 苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。基因操作的基本步骤(一）提取目的基因
将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来。提取目的基因的方法⑴直接分离基因(从基因文库中获取）——鸟枪法 将供体生物的DNA用限制酶切割为许多片段，再用运载体将这些片段都运载到受体生物的不同细胞中去。只要有一个细胞获得了需要的目的基因并得以表达，基因工程就算成功了。 该法最大的缺点是带有很大的盲目性，工作量大，成功率低。且不能将真核生物的基因转移到原核生物中去。⑵人工合成基因法有两种方法： ①直接合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使RNA核苷酸顺序，再据此推算出基因DNA的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。DNA合成仪（3）利用PCR技术扩增目的基因 P14②逆转录法：以信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下将脱氧核苷酸合成合成DNA(基因)。质粒DNA分子限制酶处理一个切口
两个黏性末端两个切口
获得目的基因DNA连接酶重组DNA分子（重组质粒）同一种(二)目的基因与运载体结合4.过程:(三)将目的基因导入受体细胞转化 ——方法将目的基因导入
植物细胞将目的基因导入
动物细胞将目的基因导入
微生物细胞农杆菌转化法基因枪法花粉管通道法——显微注射法——感受态细胞目的基因进入_________内，并且在 受体细胞内维持_____和_____的过程受体细胞稳定表达(四)目的基因的检测与鉴定——检查是否成功检测—鉴定——①检测转基因生物染色体的DNA
上是否插入了目的基因②检测目的基因是否转录出了mRNA③检测目的基因是否翻译成蛋白质抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等方法——方法——方法——DNA分子杂交分子杂交抗原抗体杂交从苏云金芽苞杆菌中提取抗虫基因从土壤农杆菌中提取带有选择性标记的质粒同一种限制酶处理抗虫基因与质粒结合形成重组质粒将重组质粒导入土壤农杆菌筛选将土壤农杆菌与棉花细胞混合培养侵染重组质粒将抗虫基因导入棉花细胞并整合到棉花的DNA上植物组织培养获得抗虫棉抗虫棉的培育流程图：-----P13‘积极思维’1）基因工程依据的遗传学原理是（ ）
A．基因突变 B．基因重组
C．染色体变异 D．DNA复制练习B2）以下说法正确的是 （ ）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B、质粒是基因工程中唯一的运载体
C、运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
D、基因控制的性状都能在后代表现出来C练习3）不属于质粒被选为基因运载体的理由是
A、能复制 （ ）
B、有多个限制酶切点
C、具有标记基因
D、它是环状DNAD练习4）有关基因工程的叙述中，错误的是（ ）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来
B、 限制性内切酶可用于目的基因的获取
C、目的基因须由运载体导入受体细胞
D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶A练习5）有关基因工程的叙述正确的是 （ ）
A、限制酶只在获得目的基因时才用
B、重组质粒的形成在细胞内完成
C、质粒都可作为运载体
D、只要把目的基因导入受体细胞就会产生相应的蛋白质D练习6）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、人工合成目的基因
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练习7、基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的，并有赖于微生物学理论和技术的发展运用。基因工程基本操作流程如下图，请据图分析回答：
①要用-------②要用------
A是-------
B是--------
A是？B是？①用？②用？C是？D是？转化
（导入）筛选表达取 切取 切连欢迎指导丰县欢口中学
高二 生物组