人教版高中生物必修2第6章第2节基因工程及其应用课件（共26张PPT）

(共26张PPT)
第二节

《基因工程及其应用 》
第六章《从杂交育种到基因工程》
1、概念
又称基因拼接技术,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，定向的改造生物的遗传性状。
原理：基因重组
操作水平：基因或DNA分子水平
1、目的基因的获取
用限制性核酸内切酶（简称限制酶）—基因的“剪刀”
分布：主要在微生物体内
特点：
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
并在特定的切点上切割DNA分子（专一性）
如何提取目的基因？
限制酶
磷酸二酯键
黏性末端
黏性末端
限制酶
限制酶的作用机理
限制酶
黏性末端
黏性末端
限制酶
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。
1、目的基因的提取
基因的“剪刀”—用限制性核酸内切酶（简称限制酶）
分布：主要在微生物体内
特点：
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
并在特定的切点上切割DNA分子（专一性）
作用部位：
结果：
磷酸二酯键
产生黏性末端（碱基互补配对）
举例：大肠杆菌的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。
练习使用EcoRI 剪切目的基因
目的基因
黏性末端
同种限制酶切割的目的基因，
具有相同的黏性末端
如何将目的基因导入受体细胞？
类比推理
（1）噬菌体侵染大肠杆菌时，能将其DNA注入大肠杆菌
（2）土壤农杆菌侵染植物时，能将其质粒带入到宿主细胞
（3）人造卫星无法自行飞行到太空中去，火箭却可以，
人们把火箭与人造卫星绑定，结果太空中有了人造卫星
大胆设想：怎么能让目的基因进入受体细胞？
2、目的基因与运载体结合
基因的运输工具——运载体
将目的基因送入受体细胞；
常用的运载体：
作用：
质粒、噬菌体和动植物病毒等。
标记基因，便于进行检测。
质粒存在于许多细菌和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小型环状DNA分子。
限制酶切点
2、目的基因与运载体结合
基因的运输工具——运载体
将目的基因送入受体细胞；
常用的运载体：
作用：
质粒、噬菌体和动植物病毒等。
作为运载体必须具备的条件:
1）具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。
2）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。
3）具有某些标记基因，便于进行筛选。
运载体
目的基因
如何使目的基因与运载体结合？
基因的“针线” —— DNA连接酶
生成磷酸二酯键
DNA连接酶
DNA连接酶的作用机理
两个具有相同黏性末端的DNA片段。
基因的“针线” 　
——DNA连接酶
（1）作用对象：
（2）作用位置：
（3）作用结果：
形成磷酸二酯键。
形成重组DNA。
3、目的基因导入受体细胞
途径：借助细菌或病毒侵染细胞
（1）检测：根据受体细胞是否具有某些标记基因，判断目的基因导入成功与否。

（2）表达：受体细胞表现出特定的目的基因表达的性状。
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
目的基因的检测与表达
转入苏云金杆菌的抗虫基因的抗虫棉
（一）、基因工程与作物育种
生长快、肉质好的转基因鱼(中国)
基因工程育种
1、原理：基因重组
2、过程：
目的基因
运载体
重组DNA
受体细胞
转基因生物
导入
培育
常用受体细胞：微生物，动植物细胞
优点：
与杂交育种，诱变育种相比较，基因工程育种优点有哪些？
1、目的性强。
2、育种周期短。
3、克服远缘杂交不亲合的障碍。
缺点：技术复杂
(二）、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%!
优点：能够高效率地生产出各种高质量，低成本的药品。
（三）、　环境保护　　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。
四、转基因生物和转基因食品的安全性
安全性争论焦点：
1）可以制造超级细菌、超级杂草等；
2）制造难以制服的病原体、生物武器；
3）转基因动植物的出现引发物种入侵，有可能破坏原有的生态平衡，对原有物种产生威胁，破坏生物多样性；
4）可能产生新毒素和新过敏原。
1、基因工程应用的原理是 ( )　
Ａ．染色体变异 Ｂ．基因突变
Ｃ．基因重组 Ｄ．细胞的全能性
3、下列哪项不是基因工程中经常使用的运载体（ ）
Ａ．细菌质粒 Ｂ．噬菌体
Ｃ．动植物病毒 Ｄ．细菌拟核 DNA
C
D
2、要使目的基因与对应的载体重组，所需的工具酶是（ ）
①限制酶　②连接酶　③解旋酶　④还原酶　　　 Ａ．①②　Ｂ．③④　Ｃ．①④　Ｄ．②③
A
4.要使目的基因与对应的载体重组，所需的工具酶是
①限制酶　②连接酶　③解旋酶　④还原酶　　　 Ａ．①②　Ｂ．③④　Ｃ．①④　Ｄ．②③
5..下列关于基因工程的叙述中,正确的是:
A.限制酶只用于提取目的基因 B.细菌体内的环状DNA均可作运载体 C.DNA连接酶可用于目的基因和运载体的连接 D.重组DNA分子一旦进入受体细胞,基因工程则完成.
6.以下说法正确的是:
A.目的基因是指重组DNA B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C.DNA重组所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体 D.只要受体细胞中含有目的基因，目的基因就一定
能够成功表达
A
C
B