人教版高中生物选修三基因工程课件

,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,*,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,*,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,人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),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,人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),【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,人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),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。,人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),“,嫁接,”,了人胰岛素基因的大肠杆菌,人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),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 ？,人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),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,提取,胰岛素基因,导入,大肠杆菌,(,含胰岛素基因,),分泌胰岛素,与运载体结合,普通大肠杆菌,不能分泌胰岛素,人体某组织细胞 分泌胰岛素,人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),培育转基因大肠杆菌的关键步骤：,1,胰岛素基因从人体细胞内,提取,出来,2,胰岛素基因与运载体,DNA,连接,3,胰岛素基因,导入,受体细胞,(,大肠杆菌,),基因的“剪刀”,基因的“针线”,基因的运载体,人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),（二）基因操作的工具,限制性核酸内切酶,DNA,连接酶,运载体,基因的,“,剪刀,”,基因的,“,针线,”,基因的运输工具,基因的运输工具,人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),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：,人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),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,人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),作用于：,磷酸二酯键,人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),切割,DNA,分子两个脱氧核苷酸之间的,磷酸二酯键,。,G,A,T,T,C,T,A,A,A,C,G,G,A,T,T,C,人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),科学探索一：,如何“切割”目的基因？,ATGAATTCA CTGAATTCG TACTTAAGT GACTTAAGC,目的,基因,人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),CTTCATG AATTCCCTAA,GAAGTACTTAA GGGATT,GGCATCTTAA,AATTCCGTAG,EcoRI,剪切目的基因,人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),CTTCATG AATTCCCTAA,GAAGTACTTAA GGGATT,GGCATCTTAA,AATTCCGTAG,作用于：,磷酸二酯键,人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),EcoRI,剪切目的基因,CTTCATG AATTCCCTAA,GAAGTACTTAA GGGATT,GGCATCTTAA,AATTCCGTAG,黏性末端,目的基因,人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),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，,人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),人教版高中生物选修三 基因工程,(,共,50,张,PPT),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,CTTCATG AATTCCCTAA,GAAGTACTTAA GGGATT,乙片段,GGCATCTTAA,AATTCCGTAG,GGCATCTTAA,AATTCCGTAG,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,条 件,能,复制,稳定地,保存,具有,限制酶切点,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,限制 酶,提取目的基因,限制酶,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,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,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%!,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。,通常一种假单孢杆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。,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,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,。,用口径为,1m,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,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,