高一生物必修2《基因工程及其应用》

(共25张PPT)
家蚕能够吐出蚕丝为人类利用
能否让细菌“吐出”蚕丝？
设想
豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮
设想
能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？
青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素
能否让微生物产生出人的胰岛素？
设想
　　实现了一种生物的某些性状在另一种生物中表达。
　　1979年，美国将人的胰岛素基因重组到大肠杆菌内，实现了细菌生产胰岛素，大大降低了生产成本。
密码子在生物界是　　　的！
DNA(基因)　　 mRNA 蛋白质(性状)
通用
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翻译
这些性状的表达与我们学过的基因的什么过程有关？
【自主学习】 阅读教材P102-P103；
独立思考合作探究题：
1、归纳并相互口述基因工程最基本的三个 工具的名称、作用、特性。
2、结合教材上基因工程的过程图和文字，说一说抗虫棉的培育过程。
第六章 从杂交育种到基因工程
第2节 基因工程及其应用
第二节 基因工程及其应用
一、概念及原理：
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。
基因工程又名
操作环境
操作对象
操作水平
结 果
原 理
定向地改造生物的遗传性状
DNA分子水平(直径2nm)
基因
生物体外
基因拼接技术或DNA重组技术
基因重组
　　归纳并相互口述基因工程最基本的三个 工具的名称、作用、特性。
【合作交流】
二、基因工程的工具
1、基因的剪刀——
（1）作用：
切割DNA分子
限制性核酸内切酶(限制酶)
例：大肠杆菌的一种EcoRI的限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。
限制酶
切断磷酸二酯键
G
P
A
P
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。
二、基因工程的工具
1、基因的剪刀——限制性核酸内切酶(限制酶)
（1）作用：
① 一种限制性内切酶只能识别一种特定的核 苷酸序列，
③形成粘性末端。
切割DNA分子
（2）特性：
②只能在特定的切点切割(切割磷酸二酯键)，
下列有关基因工程中限制内切酶的描术，错误的是（ ）
A．一种限制性内切酶只能识别一种特定的
脱氧核苷酸序列
B．限制性内切酶的活性受温度的影响
C．限制性内切酶能识别和切割RNA
D．限制性内切酶可从原核生物中提取
C
同一种限制酶切割成的黏性末端是 （ ）
①—T—C—G—
┋ ┋ ┋
—A—G—C—T—T—A—A
②—A—A—T—T—C—
┋
—G—
③—C—A—
┋ ┋
—G—T—T—C—C—A—
④—A—G—C—T—T—C—
┋ ┋
—A—G—
A
A．①②
B．①③
C．①④
D．②③
(1)功能：
2、基因的针线——DNA连接酶
　　DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏性末端”。被同一种限制酶切断的几个DNA具有相同的黏性末端，能够通过互补进行配对。
基因的针线──DNA连接酶
　　连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。
(1)功能：
2、基因的针线——DNA连接酶
(2)连接部位：
两条DNA末端之间的缝隙“缝合”起来。
将两个DNA分子的“磷酸—脱氧核糖”连接起来。
（形成磷酸二酯键）
②病毒
噬菌体（细菌病毒）
动物病毒
植物病毒
（2）目前常用的两类运载体
①质粒(最常用的运载体)
▲很小、环状、能自我复制
▲细菌及酵母菌染色体外的DNA
（1）作用：
3、基因的运载工具——运载体
将外源基因（目的基因）送到受体细胞中去
质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是（ ）
①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④蛋白质 ⑤环状RNA ⑥环状DNA ⑦存在于细菌及酵母菌等生物中
A．①③⑤⑦ B．②④⑥
C．①③⑥⑦ D．②③⑥⑦
C
【合作探究】
苏云金杆菌
毒蛋白
普通棉花　抗虫棉
　苏云金杆菌含有一种可以合成毒蛋白的基因。
　让细菌的毒蛋白基因在棉花细胞中表达，可培育出抵抗棉铃虫害的抗虫棉。
试一试：结合教材上基因工程的过程图和文字，说一说抗虫棉的培育过程。
(1)用一定的_________切割质粒，使其出现一个切口，露出____________。
(2)用_____________切断目的基因，使其产生_________________。
(3)将切下的目的基因片段插入质粒的______处，再加入适量___________，形成了一个 。
限制酶
黏性末端
同一种限制酶
切口
DNA连接酶
相同的黏性末端
重组 DNA分子（重组质粒）
【巩固练习】
1978年，美国科学家利用工程技术，将人类胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA分子中，然后通过大肠杆菌的繁殖，生产出了人类胰岛素。请回答：
(1)在利用大肠杆菌繁殖生产人类胰岛素的过程中，所用的基因的“剪刀”是 ，基因的“针线”是 ，基因的“运输工具”是 。
(2)上述人类胰岛素的合成是在 处进行的，其决定氨基酸排列顺序mRNA的模板是由
基因转录而成的。
大肠杆菌核糖体 　　
限制酶 　　
DNA连接酶 　　
运载体(或质粒、病毒)　　
人类胰岛素　　
(3)合成的人类胰岛素含51个氨基酸，由2条多肽链组成，则胰岛素分子中含肽键 个，这51个氨基酸是经过 方式合成胰岛素的，相对分子质量比原来减少 。
(4)决定合成胰岛素的基因至少含有碱基 个；若氨基酸的平均相对分子质量为128，该胰岛素的分子量约为 。
(5)不同种生物之间的基因移植成功，说明了生物共用一套 。
49 　
脱水缩合 　
882　
306 　
5646 　
密码子