基因工程讲课

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,基因工程讲课,2、参考消息“开眼界”栏目中刊登一则新闻：,美国科学家已将人的血红蛋白基因导入猪的体内，并成功的进行了表达,。,1、2008年9月中央电视台焦点访谈播出了一期节目，反映目前我国血库中血液短缺，很多病人排队等候输血，有的因为不能及时输血而造成病情恶化，甚至死亡。节目呼吁人们要关爱生命，义务献血。,两则新闻,人的血红蛋白基因怎样才能导入猪的体内,呢？这就要借助于一门新兴的生物技术,基因工程。,别 名,操作环境,操作对象,操作水平,基本过程,结 果,基因拼接技术、DNA重组技术等,生物体外,基 因,DNA分子水平,剪切、拼接、导入、表达,获得,人类所需的基因产物,（一）、基因工程的概念,（1）,该部分内容容易理解，教师指导学生阅读教材有关内容，并给出下列表格，让学生总结，教师加以补充。,二、基因操作的工具,问题1:,基因操作是在DNA分子水平上进行的,用普通的操作工具能够操作吗?,那么需要用什么工具呢?,1、基因工程的 “ ”,G A A T T C,C T T A A G,C T T A A,G,A A T T C,G,粘性末端,限制性内切酶,酶,!,观察与思考,回顾DNA的分子结构，思考用什么对DNA进行操作?,T G C A,A C G T,A C G,T,G C A,T,不同的,“剪刀”,所,识别的,核苷酸序列,、,切点,以及形成的,黏,性未端,都,不同,观察与思考,不同的限制性内切酶识别的核,苷酸序列、切点以及形成的粘,性未端都是否相同？,DNA,目的基因,G C A,T,T G C,A,A C G,T,C G T,A,G C A,T,T G C,A,问题2:,如何把目的基因从DNA,分子上切下来呢?,观察与思考,动画演示,1、基因工程的 “ ”剪刀,限制性内切酶,微生物,（已发现的有200种）,一种限制酶,只能识别,一种特定的核苷酸序列,并在,特定切点,切割,（3）分布：,（1）特点：,（2）结果：,产生粘性末端,2、基因工程的 “ ”,C T T A A,G,A A T T C,G,DNA连接酶,A A T T C,G,问题3：,如果把两种来源不同的DNA用,同,一种酶,切割，会怎样呢？,观察与思考,指,“,DNA,连接酶,”,“ ”,（1）连接的部位：,连接“梯子”断口的“扶手”,磷酸酯键,；而非“梯子”中间的“踏板”,氢键,2、基因工程的 “ 针线 ”,（2）结 果：,两个相同的粘性末端的连接,问题4：,如何将目的基因导入受体细胞呢？,目的基因,运载体,问题与探索,请阅读教材中“基因的运输工具运载体”这一自然段，并思考回答以下两个问题。,1、作为运载体必须具备什么条件？,2、为什么质粒常作为运载体？,3、基因工程的 “ ”,目的基因,（3,）作 用：,（1）具备条件：,（2）种 类：,将外源基因导入受体细胞,质粒,、噬菌体和动植物病毒,a、能够,在宿主细胞中,复制,并稳定地,保存,b、具有,多个限制酶切点，以便与,外源基因,连接,c、具有,标记基因,，便于筛选,运载体,目的,基因,观察与思考,为什么质粒,常作为运载,体？,质粒是细菌等微生物中能够自主复制的小型环状DNA分子，其上面常含有标记基因能够“友好”地“借居”在宿主细胞中，它的存在与否对宿主细胞的生存没有决定性的作用。,二、基因操作的工具,1、基因工程的 “ ”,2、基因工程的 “ ”,3、基因工程的 “ ”,目的基因,基,因,操,作,的,基,本,步,骤,示,意,图,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、目的基因的检测和表达,1、提取目的基因,（1）鸟枪法（散弹射击法）,（2）人工合成基因的方法,.,DNA扩增仪（PCR仪）,（1）鸟枪法（散弹射击法）,优点：,缺点：,操作简便,工作量大，具有一定的盲目性,（2）人工合成法,DNA合成仪,逆转录法,根据已知的氨基酸,序列合成DNA,mRNA,DNA,逆转录,蛋白质,mRNA,DNA,推测,推测,（2）人工合成法,优点：,缺点：,专一性强，还可以合成自然界中,不存在的基因，因此有着广泛的,应用前景。,操作过程麻烦，技术条件要求较高,DNA,目的基因,G C A,T,A C G,T,A C G,T,G C A,T,G C A,T,A C G,T,观察与思考,2、目的基因与运载体结合,G A A T T C,C T T A A G,C T T A A,G,A A T T C,G,观察与思考,A C G,T,G C A,T,抗菌素抗性基因,A C G,T,G C A,T,目的基因,A C G,T,G C A,T,标记基因,观察与思考,1、切割质粒与获得目的基因切割DNA分子是否,一定要用同一种限制性内切酶？为什么？,答：是。要保证有相同的黏性未端。,2、该过程除使用限制性内切酶外，还使用什么酶？,答：DNA连接酶。,阅读第三步将目的基因导入受体细胞和第四步目的基因的检测和表达，并思考回答以下问题。,3、将目的基因导入受体细胞,4、目的基因的检测和表达,1、为什么常用细菌等微生物作为受体细胞？,2、当用细菌作为受体细胞时，在导入重组DNA之前对其应作何处理？,3、重组DNA分子进入受体细胞后，是否意味着转基因的成功？,答：细菌等微生物的繁殖速度非常快，在短时间内就能获得大量目的基因和基因产物。,答：用氯化钙溶液处理细菌，以增大细菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。,答：不是，重组DNA分子进入受体细胞后受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。,本节课的知识结构,基因工程的基本内容,基因工程的概念,基因操作的工具,基因的剪刀,_,限制性内切酶,基因的针线,_,DNA连接酶,基因的运输工具,_,运载体,基因操作的基本步骤,提取目的基因,将目的基因导入受体细胞,目的基因的检测和表达,目的基因与运载体结合,（四）巩固练习,1、选择题：,（1）有关于基因的叙述正确的是,( ),A 限制性内切酶只在获得目的基因时才使用,B 重组质粒的形成在细胞内完成,C 质粒都可作为运载体,D 蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料,D,本题考查了本节学习的,重点知识和基本知识。,（2）,植物学家在培育抗虫棉时，对目的基因作了适当的修饰，使得目的基因在棉花植株的整个生长发育期都表达，以防止害虫侵害。这种对目的基因所作的修饰发生在,( ),A 内含子 B 外显子,C 编码区D 非编码区,D,2 填空题：,(1) 中国科学家陈炬把人的抗病毒干扰素（一种蛋白质）基因植入烟草的细胞中并“嫁接”到其DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力。试分析回答：,、人的基因这所以能“嫁接”到植物的DNA分子上去，是因为： _。,、烟草有了抗病毒的能力，这表明烟草体内产生了_。这个事实说明，人和植物共同使用一套_，蛋白质的合成方式_。,、这个事实也可证明，现代地球上的生物是由共同的原始祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的，它们之间有着或近或远的_关系。,人与植物的DNA分子结构相同,抗病毒干扰素,遗传密码,相同,亲缘,（五）课后讨论,1、你怎样看待和评价基因工程对社会的影响？,2、有人提出要将大象的有关体型基因导入猪的体内，将鸡体内有关肌肉合成的基因也导入猪体内，使猪长得像大象一样大，满身都是鸡肉，你认为能实现吗？（若认为能，请设计实验方案；若认为不能，请说明理由）。,欢 迎 指 导,谢 谢！,2004年10月,