人教版高中生物选修三 基因工程 （共50张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中生物选修三 基因工程 （共50张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 24.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2020-07-14 10:42:50 | ||
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文档简介
(共50张PPT)
Content
第2节
基因工程及其应用
“嫁接”了人胰岛素基因的大肠杆菌
1982年第一例转基因动物问世。科学家将大鼠的生长激素基因导入小鼠体内，使小鼠体重为正常个体的二倍，被称为"超级小鼠"。
转基因超级小鼠
转基因猴“安迪”
蓝色妖姬
基因工程及其应用
第2节
即
（
）
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，
地改造生物的
。
基因拼接技术或DNA重组技术
遗传性状
基因工程
定向
【例1】科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴的生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是（
）
A.定向提取生物体的DNA分子
B.定向地对DNA分子进行人工“剪切”
C.在生物体外对DNA分子进行改造
D.定向地改造生物的遗传性状
D
原
理：
操作水平：
结
果：
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。
“嫁接”了人胰岛素基因的大肠杆菌
问题探讨：
1、为什么能把人的基因嫁接到细菌上？
2、如何利用大肠杆菌生产胰岛素
？
培育“合成人胰岛素”大肠杆菌的简要过程：
要实现上述操作关键步骤有哪些？
实例展示
培育转基因大肠杆菌的关键步骤：
（二）基因操作的工具
限制性核酸内切酶
DNA连接酶
运载体
1、基因工程的
限制性核酸内切酶(限制酶)
主要存在于微生物
一种限切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割DNA分子
特点:
剪刀：
EcoRI
1、该限制酶只能识别GAATTC的序列，说明了限制酶具有的特性是
。
2、
EcoRI限制酶识别了GAATTC的序列后，将会发生什么样的变化？
专一性
1、基因工程的
反向重复
作用于：
磷酸二酯键
切割DNA分子两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。
科学探索一：
如何“切割”目的基因？
…ATGAATTCA
CTGAATTCG…
…TACTTAAGT
GACTTAAGC…
目的
基因
EcoRI
剪切目的基因
作用于：
磷酸二酯键
EcoRI
剪切目的基因
黏性末端
目的基因
小结：每种限制酶只能识别双链DNA分子的某种________________；
并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的____________断开，
2、基因工程的
DNA连接酶
作用：
将互补配对的两个粘性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子
针线：
使用DNA连接酶制作重组DNA分子
甲片段
DNA连接酶的作用位点是：相邻的两个脱氧核苷酸的切口。即生成：__________。
磷酸二酯键
探索二：
如何拼接两个DNA分子？
质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是能够自主复制的很小的环状DNA分子。
3、基因的运载体
质粒等
③具有标记基因
如何让大肠杆菌生产人胰岛素？
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
目的基因的表达与检测
三、基因工程操作的基本步骤
1993年，中国农业科学院的科学家成功培育出了抗棉铃虫的转基因抗虫棉。他们从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因，导入棉花体细胞中，使棉花具有抵抗虫害的能力。问：
(1)在上述基因工程中目的基因是_________,切割目的基因所用的工具是
______________.
(2)不同生物间基因移植成功说明生物共用一套_____,从进化的角度看，这些生物具有_________.
(3)在DNA分子中“拼接”上某个基因或“切割”掉某个基因，并不影响各基因的功能，这说明基因具有______________。
(4)导入的目的基因成功表达的标志是什么？_______________________________________.
抗虫基因
限制酶
遗传密码
共同的原始祖先
相对的独立性
棉花体细胞合成了相应的蛋白质，使棉花具有抵抗虫害的能力
思考题
你知道什么是真正的硕果累累吗?
二、基因工程的应用：
1、基因工程与作物育种
2、基因工程与药物研制：
三、转基因生物和转基因食品的安全性：
抗虫棉
抗CMV甜椒
抗虫原理？抗虫结果？
1、基因工程与作物育种
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。
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。
3、环境污染治理
用口径为1μm的DNA注射器，将大量的目的基因片段注入到受精卵的核内，然后把经过注射的受精卵移植到另一只雌性动物的子宫内，使受精卵发育为转基因动物。
什么叫显微注射技术？
在猴子的未受精卵中加入附加基因，并利用它成功培育出健康活泼的小猴“安迪”。
通过对“安迪”的研究我们可以简单地引进如老年性痴呆病的基因、帕金森病基因等，加快针对这类疾病疫苗的开发研究。
转基因食品
安全吗?!
转基因植物的安全性争论
支持派认为：如果转基因农业生物技术得不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且强调，迄今为止并没有发现转基因食品危害人体健康和环境的确切证据。
美国人食用转基因食品已多年，超级市场上有4000多种商品是含有转基因植物成分的，还没有事例证明人吃了以后会得病，甚至会引起死亡。
加拿大、澳大利亚也是转基因食品的生产大国，均有几千万人在吃，到现在为止也没有—个案例说明它有问题
。
反对派的观点
一英国科学家声称，转基因马铃薯会减弱老鼠免疫系统功能；
美国康乃尔大学也发现，转基因玉米会危害蝴蝶幼虫及其相关生态环境。
环保团体认为这种违反自然的转基因作物及产品，未经长期安全测试，长期食用可能对人类及生态环境造成负面影响。
尤其是注重环境和生态保护的欧盟国家，对转基因作物更加排斥，因而抵制美国GMO产品的进口。
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
基因工程的“四步曲”
提取目的基因
1
目的基因与运载体结合
2
将目的基因导入受体细胞
3
目的基因的检测和表达
4
基因的“剪刀”
基因的“针线”
基因的运载体
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.目的基因的提取
2.目的基因与运载体结合
3.目的基因导入受体细胞
4.目的基因的检测与表达
小结
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
Content
第2节
基因工程及其应用
“嫁接”了人胰岛素基因的大肠杆菌
1982年第一例转基因动物问世。科学家将大鼠的生长激素基因导入小鼠体内，使小鼠体重为正常个体的二倍，被称为"超级小鼠"。
转基因超级小鼠
转基因猴“安迪”
蓝色妖姬
基因工程及其应用
第2节
即
（
）
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，
地改造生物的
。
基因拼接技术或DNA重组技术
遗传性状
基因工程
定向
【例1】科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴的生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是（
）
A.定向提取生物体的DNA分子
B.定向地对DNA分子进行人工“剪切”
C.在生物体外对DNA分子进行改造
D.定向地改造生物的遗传性状
D
原
理：
操作水平：
结
果：
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。
“嫁接”了人胰岛素基因的大肠杆菌
问题探讨：
1、为什么能把人的基因嫁接到细菌上？
2、如何利用大肠杆菌生产胰岛素
？
培育“合成人胰岛素”大肠杆菌的简要过程：
要实现上述操作关键步骤有哪些？
实例展示
培育转基因大肠杆菌的关键步骤：
（二）基因操作的工具
限制性核酸内切酶
DNA连接酶
运载体
1、基因工程的
限制性核酸内切酶(限制酶)
主要存在于微生物
一种限切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割DNA分子
特点:
剪刀：
EcoRI
1、该限制酶只能识别GAATTC的序列，说明了限制酶具有的特性是
。
2、
EcoRI限制酶识别了GAATTC的序列后，将会发生什么样的变化？
专一性
1、基因工程的
反向重复
作用于：
磷酸二酯键
切割DNA分子两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。
科学探索一：
如何“切割”目的基因？
…ATGAATTCA
CTGAATTCG…
…TACTTAAGT
GACTTAAGC…
目的
基因
EcoRI
剪切目的基因
作用于：
磷酸二酯键
EcoRI
剪切目的基因
黏性末端
目的基因
小结：每种限制酶只能识别双链DNA分子的某种________________；
并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的____________断开，
2、基因工程的
DNA连接酶
作用：
将互补配对的两个粘性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子
针线：
使用DNA连接酶制作重组DNA分子
甲片段
DNA连接酶的作用位点是：相邻的两个脱氧核苷酸的切口。即生成：__________。
磷酸二酯键
探索二：
如何拼接两个DNA分子？
质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是能够自主复制的很小的环状DNA分子。
3、基因的运载体
质粒等
③具有标记基因
如何让大肠杆菌生产人胰岛素？
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
目的基因的表达与检测
三、基因工程操作的基本步骤
1993年，中国农业科学院的科学家成功培育出了抗棉铃虫的转基因抗虫棉。他们从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因，导入棉花体细胞中，使棉花具有抵抗虫害的能力。问：
(1)在上述基因工程中目的基因是_________,切割目的基因所用的工具是
______________.
(2)不同生物间基因移植成功说明生物共用一套_____,从进化的角度看，这些生物具有_________.
(3)在DNA分子中“拼接”上某个基因或“切割”掉某个基因，并不影响各基因的功能，这说明基因具有______________。
(4)导入的目的基因成功表达的标志是什么？_______________________________________.
抗虫基因
限制酶
遗传密码
共同的原始祖先
相对的独立性
棉花体细胞合成了相应的蛋白质，使棉花具有抵抗虫害的能力
思考题
你知道什么是真正的硕果累累吗?
二、基因工程的应用：
1、基因工程与作物育种
2、基因工程与药物研制：
三、转基因生物和转基因食品的安全性：
抗虫棉
抗CMV甜椒
抗虫原理？抗虫结果？
1、基因工程与作物育种
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。
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。
3、环境污染治理
用口径为1μm的DNA注射器，将大量的目的基因片段注入到受精卵的核内，然后把经过注射的受精卵移植到另一只雌性动物的子宫内，使受精卵发育为转基因动物。
什么叫显微注射技术？
在猴子的未受精卵中加入附加基因，并利用它成功培育出健康活泼的小猴“安迪”。
通过对“安迪”的研究我们可以简单地引进如老年性痴呆病的基因、帕金森病基因等，加快针对这类疾病疫苗的开发研究。
转基因食品
安全吗?!
转基因植物的安全性争论
支持派认为：如果转基因农业生物技术得不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且强调，迄今为止并没有发现转基因食品危害人体健康和环境的确切证据。
美国人食用转基因食品已多年，超级市场上有4000多种商品是含有转基因植物成分的，还没有事例证明人吃了以后会得病，甚至会引起死亡。
加拿大、澳大利亚也是转基因食品的生产大国，均有几千万人在吃，到现在为止也没有—个案例说明它有问题
。
反对派的观点
一英国科学家声称，转基因马铃薯会减弱老鼠免疫系统功能；
美国康乃尔大学也发现，转基因玉米会危害蝴蝶幼虫及其相关生态环境。
环保团体认为这种违反自然的转基因作物及产品，未经长期安全测试，长期食用可能对人类及生态环境造成负面影响。
尤其是注重环境和生态保护的欧盟国家，对转基因作物更加排斥，因而抵制美国GMO产品的进口。
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
基因工程的“四步曲”
提取目的基因
1
目的基因与运载体结合
2
将目的基因导入受体细胞
3
目的基因的检测和表达
4
基因的“剪刀”
基因的“针线”
基因的运载体
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.目的基因的提取
2.目的基因与运载体结合
3.目的基因导入受体细胞
4.目的基因的检测与表达
小结
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