人教版高一生物必修二（课件）6.2基因工程及其应用 （共44张PPT）

课件44张PPT。四种育种方式的比较(导学案）基因重组基因突变染色体变异1.杂交－自交
－选优－自交染色体变异2.杂交－“杂种”用物理或化学的方法处理生物诱发基因突变花药离体
培养，秋水仙素处理实验材料秋水仙素处
理萌发的种
子或幼苗提高突变频
率，加快
育种进程，大幅度改良性状使位于不同个
体的优良品种
性状集中于
一个个体上明显缩短育
种年限器官大，提高营养物质和产量育种时间（指显性性状的选育）有利变异少，
须大量处理
实验材料，具有不确定性技术复杂,须与杂交育种配合
发育迟缓，结实率低，实例！！以下是杂交育种的参考方案：　Ｐ 高抗 　 矮不抗Ｆ１ 　 高抗Ｆ２DDTTddttDdTtddTt高抗 高不抗 矮抗 矮不抗ddTT杂交F3连续自交，直至不出现性状分离为止。D_T_ D_tt ddT_ ddtt试一试：动物的杂交育种方法　 假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解） 长毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫【聚焦】动物的杂交育种《基因工程及其应用》小组展示1.理解基因工程的概念，写出基因工程的原理、操作水平、操作环境及结果。
2.基因工程有哪些基本工具？（重要！！）
3.限制酶的专一性体现在哪里？作用的部位是什么？
4.DNA连接酶的作用部位是什么？它与DNA聚合酶有何异同？
5.常用的运载体有哪些？质粒存在于哪里，其本质是什么？
6.基因工程操作的四个步骤（非常非常重要！！）
7.探究点二：为什么目的基因能在受体细胞中表达？
备注：思考：1、假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）
2、目的基因如何与运载体结合？长毛立耳 短毛折耳BBEEbbee长立 长折 短立 短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折 短折长折 长折 短折杂交　ＰＦ１Ｆ２F3长折 短折指出动植物杂交育种的不同之处6第六章 从杂交育种到基因工程【温馨提示】请拿出你的导学案、课本、练习册，还有最最重要的激情！！第2节 基因工程及其应用本节聚焦：
什么是基因工程
基因工程的原理、工具、过程
基因工程的应用普通的热带斑马鱼是不发荧光的能发荧光的热带斑马鱼能发荧光的水母普通棉花不抗虫，怎么得到抗虫棉？《基因工程及其应用》小组展示1.理解基因工程的概念，写出基因工程的原理、操作水平、操作环境（体内/体外）及结果。
2.基因工程有哪些基本工具？
3.限制酶的专一性体现在哪里？作用的部位是什么？
4.DNA连接酶的作用部位是什么？它与DNA聚合酶有何异同？
5.常用的运载体有哪些？质粒存在于哪里，其本质是什么？
6.基因工程操作的四个步骤（非常非常重要！！）
7.探究点二：为什么目的基因能在受体细胞中表达？非展示同学任务：理解识记以上问题，小组成员间相互提问，探讨。
思考：目的基因如何与运载体结合？【聚焦】基因工程的概念基因工程：又叫做基因拼接技术或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，定向地改造生物的性状。苏云金杆菌毒蛋白基因毒蛋白棉花细胞杀死害虫抗虫棉的培育G1【聚焦】基因工程的概念基因工程：又叫做基因拼接技术或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，定向地改造生物的性状。原 理：操作水平：操作环境：结 果：基因重组DNA分子水平生物体外定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。G1【聚焦】基因工程的工具基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）基因的“针线”——DNA连接酶基因的运载体——质粒（最常用）、噬菌体、 动植物病毒G2【聚焦】基因工程的工具来源：主要存在于微生物
特点：专一性：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。
举例： E.coRI限制酶基因的“剪刀”
——限制性核酸内切酶（限制酶）专一识别GAATTC序列，在G和A之间将这段序列切开，产生两个相同的黏性末端G3【聚焦】基因工程的工具例： E.coRI限制酶专一识别GAATTC序列，在G和A之间将这段序列切开，产生两个相同的黏性末端碱基之间的氢键自动断裂【聚焦】基因工程的工具限制酶的作用部位是什么？切割DNA分子两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键G3用同种限制酶切割　1、被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？具有（专一识别特定序列，特定切点切割）2、不同的限制酶呢？不具有相同的黏性末端碱基互补配对用同种限制酶切割　DNA连接酶【聚焦】基因工程的工具基因的“针线” ——DNA连接酶DNA连接酶可将把（能互补配对的两个）黏性末端之间的缝隙“缝合”起来G4基因的“针线”——DNA连接酶【聚焦】基因工程的工具作用部位：两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口，需要靠DNA连接酶来“缝合”G4【聚焦】基因工程的工具探究点一：比较DNA连接酶与DNA聚合酶的异同？连接DNA片段连接游离的脱氧核苷酸不需要模板以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链 需要模板是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，因DNA连接酶不需要模板连接不同脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖磷酸二酯键G4【聚焦】基因工程的工具基因的运载体质粒（最常用）、噬菌体和动植物病毒； 作用：把目的基因导入受体细胞质粒：存在于许多细菌及酵母菌等生物的细胞中，是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状的DNA分子G5【聚焦】基因工程的工具基因的运输工具——运载体作为运载体，必须具备哪些条件？1.能够在受体细胞中复制并稳定地保存。
2.具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。
3.具有某些标记基因，便于进行筛选。
如抗生素抗性基因等【聚焦】基因工程的基本操作步骤（非常重要！！熟记！）
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、目的基因的检测和鉴定G6从细胞中分离出DNA从大肠杆菌中提取质粒提取目的基因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检测与鉴定【聚焦】基因工程的基本操作步骤一、提取目的基因目的基因：人们所需要的特定基因如苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因（抗虫棉的培育）二、目的基因与运载体结合1.用一定的限制酶切割质粒
2.用同一种限制酶切割目的基因
3.加入DNA连接酶
4.质粒和目的基因结合成重组DNA分子【聚焦】基因工程的基本操作步骤三、将目的基因导入受体细胞【聚焦】基因工程的基本操作步骤四、目的基因检测和鉴定?检测：根据受体细胞是否具有标记基因，判断目的基因导入与否?鉴定：受体细胞表现出特定的性状，如棉花抗虫性状的表现【聚焦】基因工程的应用一、基因工程与作物育种1、目的：获得高产、稳产和具有优良性状的农作物，培育出具有各种抗逆性的作用新品种。
2、实例：抗棉铃虫的转基因抗虫棉
3、意义：减少农药的用量，降低了生产的成本，减少了农药对环境的污染。
【聚焦】基因工程的应用一、基因工程与作物育种乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)转鱼抗寒基因的番茄【聚焦】基因工程的应用二、基因工程与药物研制1、目的：高效率地生产出各种高质量、低成本的药物，如胰岛素(治疗糖尿病的特效药，降低血糖）、干扰素(抗病毒、抗肿瘤） 、白细胞介素(治疗癌症）和乙肝疫苗等。基因工程药品生产车间基因工程疫苗和药物探究点三：为什么目的基因能在受体细胞中表达？为什么人的胰岛素基因能在大肠杆菌体内表达？2、实例：
将人体内能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内获得成功的表达。大肠杆菌【聚焦】基因工程的应用二、基因工程与药物研制因为所有的生物共用一套遗传密码 G7在基因水平上，人和大肠杆菌的遗传机制是一样的，遗传物质都是DNA，都使用同一套遗传密码子，都遵循中心法则。【聚焦】基因工程的应用三、基因工程与环境保护如利用转基因细菌降低有毒有害化合物，吸收环境中的重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等通常一种细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。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。【聚焦】基因工程的应用三、基因工程与环境保护 2010年7越16日晚间18时左右，大连新港附近中石油一条输油管道起火爆炸。经过2000多名消防官兵彻夜奋斗，截至17日上午，火势已基本扑灭。事故未造成人员伤亡，但大连附近海域至少50平方公里的海面被原油污染。
附近海域至少50平方公里的海面被原油污染。爆炸后第四天，超过23万吨“吃油菌”被投入黄海清理原油污染。“吃油菌”安全且不会造成环境污染。基因工程的操作工具1.基因的“剪刀”——限制酶2.基因的“针线” ——DNA连接酶 3.基因的运输工具——运载体 基因工程的操作步骤1. 提取目的基因2.目的基因与运载体结合3.目的基因导入受体细胞4.目的基因的检测与鉴定一、基因工程的原理二、基因工程的应用三、转基因和转基因食品的安全性【聚焦】课堂小结【聚焦】基因重组1、在生物进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合.
?减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合
?减数第一次分裂四分体时期，同源染色体上的等位基因随非姐妹染色体单体的交换而发生交换
2、人为导致的基因重组：基因工程（广义）P58 P62-2【聚焦】基因工程育种原理：基因重组
优点：
①目的性强，育种周期短，能定向改造生物的遗传性状。
②克服了远缘杂交不亲和的障碍
缺点：
①技术复杂
②安全问题多，有可能引发生态危机
P58无子西瓜 （三倍体）：利用了染色体变异原理，减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞，因而没有种子。属于可遗传的变异。
无子番茄：利用了生长素促进果实发育的原理，在番茄未受精之前，用适量浓度的生长素处理未授粉的番茄花蕾，促使子房发育成果实，其中遗传物质并未改变，属于不可遗传变异。
END【聚焦】基因工程的应用三、基因工程与环境保护 【聚焦】基因工程的应用二、基因工程与环境保护⑴　环境监测：　　基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来【聚焦】基因工程的应用二、基因工程与环境保护　利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。二、基因工程与环境保护⑴　环境污染治理：　　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。【聚焦】基因工程的应用　通常一种细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。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。什么叫黏性末端？ 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。【聚焦】基因工程的工具基因的“剪刀” ——限制性核酸内切酶（限制酶）什么是黏性末端？？