高中人教版生物必修二课件：第6章 第2节《基因工程及其应用》课件（共29 张PPT）

第六章 从杂交育种到 基因工程
第2节 基因工程及其应用
..
1.简述基因工程的基本原理；
2.举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用；
3.关注转基因生物和转基因食品的安全性。
结合一些转基因生物图片，设置问题，激发学生的兴趣，导入新课；然后让学生带着问题阅读教材，自主学习，获取基因工程的基本概念、基本工具及相应的操作过程等核心知识；接着对本节课重点知识点——基因工程的操作工具进行分析总结，同时总结一下基因工程的操作步骤；然后通过一些实例展示基因工程的应用；最后通过一个问题“转基因食品安全吗？”结束本节课，目的是激发学生的好奇心和求知欲，让学生自己动手获取相关知识，扩大知识范围。
本节课的重点是基因工程的原理，由于基因工程学生没有相关知识储备，而且是微观的，学生无法感知，因此，课堂教学过程中尽量通过视频、图片、动画等手段展示基因工程的相关知识，而且鉴于选修三中还有基因工程的相关知识，所以本节课不必对相关知识扩展较深，学生掌握基因工程的基本概念、原理、操作过程即可。
能发光的水母
如何让热带鱼也能发光?
设想
不能发光的热带斑马鱼
什么叫基因工程?
基因工程 的基本操作步骤有哪些?
归纳出科学家实施基因工程 的总体思路
阅读教材 P102，解决以下问题：
又称基因拼接技术,或重组DNA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。
基因工程(gene engineering)
一、基因工程的原理
基因工程的别名
基因拼接技术或DNA重组技术
原理
基因重组
操作环境
生物体外
操作对象
基 因
操作水平
DNA分子水平
基本过程
剪切→拼接→导入→表达
结果
人类需要的基因产物
培育转基因发光热带斑马鱼的简要过程：
普通热带斑马鱼
(不能发光)
发光水母组织细胞
提取
荧光蛋白
基因
与运载体DNA拼接
导入
受精卵(含荧光蛋白基因)
发光热带斑马鱼
你认为上述培育发光热带斑马鱼的关键步骤有哪些？
培育转基因发光热带斑马鱼的关键步骤：
ONE
荧光蛋白基因从水母细胞内提取出来
TWO
荧光蛋白基因与运载体DNA连接
THREE
荧光蛋白基因导入受体细胞
基因的“剪刀”
基因的“针线”
基因的运载体
1.基因的剪刀—限制酶
二、 基因工程的操作工具
主要在微生物中
识别和切割特定的切点，有特异性
分布：
作用特点：
限制性核酸内切酶裂解的是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
如: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
CTTCATG AATTCCCTAA
GAAGTACTTAA GGGATT
GGCATCTTAA
AATTCCGTAG
练习使用EcoRI 剪切目的基因
CTTCATG AATTCCCTAA
GAAGTACTTAA GGGATT
GGCATCTTAA
AATTCCGTAG
目的基因
黏性末端
活动一
2.分子针线—DNA连接酶 (DNA linking-enzyme)
DNA连接酶连接的是两个脱氧核苷酸分子的什么部位？
使用DNA连接酶制作重组DNA分子
甲片段
CTTCATG AATTCCCTAA
GAAGTACTTAA GGGATT
乙片段
GGCATCTTAA
AATTCCGTAG
重组DNA分子
GGCATCTTAA
AATTCCGTAG
活动二
目的基因(如荧光蛋白基因)怎样才能导入受体细胞(如受精卵)？
3.基因的运输工具——运载体 (carrying)
常用的运载体有两类：
(1)细菌细胞质的质粒
(2)噬菌体或某些动植物病毒
大肠杆菌的质粒 (plasmid)：
运载体应该具有什么特点呢?
运载体的特点
1、能够在宿主细胞内复制并稳定保存；
２、具有多个限制酶切点以便与外源基因相连；
３、具有标记基因，便于进行筛选．
三、 基因工程的操作步骤
基因工程的原理及操作步骤
1
2
基因工程的操作工具
1.基因的剪刀
——限制性内切酶
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
1、基因工程与作物育种
四、基因工程的应用
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
转鱼抗寒基因的番茄
获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。
2、基因工程与药物研制
我国生产的部分基因
工程疫苗和药物
　　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%!
3、　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。
　 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。
转基因食品
安全吗?
关注转基因食品——崔永元与方舟子之争