2021——2022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(共36张PPT)

(共36张PPT)
基因工程及其应用
能发光的水母
不能发光的热带斑马鱼
设想：能否让热
带鱼也能发光？
即基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
原 理：
操作水平：
结 果：
基因工程：
人为实施的基因重组
DNA分子水平
定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。
基本工具
基因的剪刀
基因的针线
基因的运载体
基因的剪刀
①存在：
②特性：
③作用结果：
主要是存在于微生物细胞中。
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割DNA分子。
得到具有黏性末端或平末端的DNA片段，如大肠杆菌中的EcoR I，能够专一识别GAATTC的序列，并在G和A之间将这段序列切开。
——限制性核酸内切酶（简称限制酶）
磷酸二酯键
脱氧核糖
磷酸
碱基
氢键
P
P
P
P
P
P
G
A
A
T
T
C
P
P
P
P
P
P
C
T
T
A
A
G
P
P
P
C
P
G
C
G
P
G
P
P
P
P
P
C
T
T
A
A
P
P
C
G
P
G
P
G
P
P
P
P
P
A
A
T
T
C
P
C
……
……
……
……
黏性末端
黏性末端
被同一种限制酶切断的DNA具有相同的黏性末端
不同的限制酶形成的黏性末端不同
黏性末端
限制酶在G、A之间切开的键是什么键？
基因的剪刀——限制性核酸内切酶（简称限制酶）
①存在：
②特性：
③作用对象：
④作用结果：得到具有黏性末端或平末端的DNA片段，如大肠杆菌中的EcoR I，能够专一识别GAATTC的序列，并在G和A之间将这段序列切开。
主要是存在于微生物细胞中。
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割DNA分子。
脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。
回文序列
限制酶HindⅢ能够特异性识别序列AAGCTT，并在序列A与A之间将DNA切开。
ACGTTAAGCTTAAGGCTATCGAAAGCTTTC
A
C
G
T
A
A
T
C
G
A
A
T
T
C
C
G
G
A
T
A
C
T
T
T
C
G
A
A
A
G
1~10
11~20
21~30
限制酶HindⅢ能够特异性识别序列AAGCTT，并在序列A与A之间将DNA切开。
ACGTTAAGCTTAAGGCTATCGAAAGCTTTC
A
C
G
T
A
A
T
C
G
A
A
T
T
C
C
G
G
A
T
A
C
T
T
T
C
G
A
A
A
G
1~10
11~20
21~30
限制酶HindⅢ能够特异性识别序列AAGCTT，并在序列A与A之间将DNA切开。
ACGTTAAGCTTAAGGCTATCGAAAGCTTTC
A
C
G
T
A
A
T
C
G
A
A
T
T
C
C
G
G
A
T
A
C
T
T
T
C
G
A
A
A
G
限制酶HindⅢ能够特异性识别序列AAGCTT，并在序列A与A之间将DNA切开。
供体基因
目的基因
（1）运载体：
基因的运载体
（2）常用的运载体：
将外源基因送入受体细胞的运输工具
质粒、噬菌体和动、植物病毒等
基因的运载体 ——
质 粒
质粒存在于？
存在于许多细菌与酵母菌等生物的细胞中
质粒的本质？
是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子。
基因的运载体 ——
质 粒
质粒的特点：
① 有抗生素抗性基因（标记基因）
用于检测目的基因是否导入受体细胞
②多个酶切位点
可接入多种目的基因
③能在宿主细胞内复制并稳定遗传
目的基因
质粒

G
C T T A A
A A T T C
G
A A T T C
C T T A A
G
G
基因的针线——DNA连接酶
作用对象：
脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
作用结果：
将具有相同末端的DNA片段连接，形成重组分子
………………………
………………………
…………
…………
…………
…………
DNA连接酶 DNA聚合酶
连接对象
模板
形成化学键
相同末端DNA片段
连接游离的脱氧核苷酸
不需要
需要
P
P
磷酸二酯键
从细胞中分离出DNA
从大肠杆菌中提取质粒
限制 酶
提取目的基因
限制酶
目的基因与运载体结合
DNA连 接酶
目的基因导入受体细胞
目的基因的表达与检测
抗四环素基因
含有四环素的培养基
培养
受体细胞
含有四环素的培养基
不含有质粒的受体细胞
含有质粒的受体细胞
培养
含有质粒的受体细胞
基因工程的应用
①基因工程与作物育种
基因工程的应用
①基因工程与作物育种
生长快、肉质好的转基因鱼(中国)
乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
基因工程的应用
①基因工程与作物育种
转鱼抗寒基因的番茄
基因工程的应用
②基因工程与药物研制
许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。
微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。
胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。
　　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！使其价格降低了30%-50%!
基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。
通常一种假单孢杆菌只能分解石油中的一种烃类．用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。
科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质的细菌。
环境污染治理
基因工程的别名
操作原理
操作对象
操作水平
操作工具
基本过程
结果
基因拼接技术或DNA重组技术
基因重组
DNA或基因
DNA分子水平
限制酶、DNA连接酶、运载体
（1）提取目的基因
（2）目的基因与运载体结合
（3）将目的基因导入受体细胞
（4）目的基因的表达和检测
人类需要的基因产物