高中生物《第六章 第二节 基因工程及其应用》课件3 新人教版必修2

基因工程及其应用基因工程及其应用 基因工程基因工程又叫做又叫做基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术。通俗的说，。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，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，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向定向地改地改造生物的性状。造生物的性状。原理：不同生物间的原理：不同生物间的基因重组基因重组操作水平：操作水平：DNADNA分子水平分子水平操作环境：操作环境：生物体外生物体外结果：结果：定向改造生物的性状，获得人定向改造生物的性状，获得人 类所需要的品种。类所需要的品种。目的基因目的基因供体细胞供体细胞受体细胞受体细胞 一、基因工程一、基因工程1.1.基因的基因的“剪刀剪刀”限制性内切酶（限制限制性内切酶（限制酶）酶）一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将列，并在特定的切割点上将DNA DNA 分子切断。分子切断。专一性专一性 二、基因工程的工具二、基因工程的工具基因的针线：基因的针线：DNADNA连接酶连接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同种限制酶用同种限制酶切切割割被同一种限制酶切断的几个被同一种限制酶切断的几个DNADNA是否是否具有相同的黏性末端？具有相同的黏性末端？、基因的针线、基因的针线DNADNA连接酶连接酶连接酶的作用连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性是：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末端连接起来，使之成为一个完整的DNADNA分子。分子。3 3、基因的运输工具、基因的运输工具运载体运载体常用的运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体质粒、噬菌体和动植物病毒和动植物病毒标记基因，便标记基因，便于进行检测。于进行检测。第一步：获取目的基因第一步：获取目的基因 三、基因工程的操作步骤三、基因工程的操作步骤人们所需要的特定基因人们所需要的特定基因取得途径：取得途径：1、直接从供体细胞中分离基因、直接从供体细胞中分离基因2、人工合成基因、人工合成基因第二步：目的基因与运载体结合第二步：目的基因与运载体结合1、用同一种限制酶、用同一种限制酶切割质粒和目的切割质粒和目的基因基因2、加入、加入DNA连接酶连接酶3、质粒和目的基因结、质粒和目的基因结合成重组合成重组DNA分子分子第三步：将目的基因导入受体细胞第三步：将目的基因导入受体细胞导入导入扩增扩增常用的受体细胞：常用的受体细胞：菌类和动植物细胞菌类和动植物细胞主要是借鉴细菌或主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的方病毒侵染细胞的方法法第四步：目的基因的检测和表达第四步：目的基因的检测和表达检测：根据受体细胞中是否具有标记基因，检测：根据受体细胞中是否具有标记基因， 判断目的基因导入与否判断目的基因导入与否表达：受体细胞表现出特定的性状，表达：受体细胞表现出特定的性状， 如棉花抗虫性状的表现如棉花抗虫性状的表现第四步：目的基因的检测和表达第四步：目的基因的检测和表达大量的受体细胞接受不多的目的基因。处大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。必须将它从中检测出来。 将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。研究。无表达产物无表达产物无表达产物无表达产物有表达产物有表达产物无表达产物无表达产物1 1、基因工程与作物育种、基因工程与作物育种 四、基因工程的应用四、基因工程的应用生长快、肉质好的转基因生长快、肉质好的转基因鱼鱼( (中国中国) )乳汁中含有人生长激素的乳汁中含有人生长激素的转基因牛转基因牛( (阿根廷阿根廷) )转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基转鱼抗寒基因的番茄因的番茄2 2、基因工程与药物研制、基因工程与药物研制我国生产的部分基因我国生产的部分基因工程疫苗和药物工程疫苗和药物许多药品的生产许多药品的生产是从生物组织中提取是从生物组织中提取的。受材料来源限制的。受材料来源限制产量有限，其价格往产量有限，其价格往往十分昂贵。往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模微生物生长迅速，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，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。不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。胰岛素从猪、牛等动物的胰胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，腺中提取，100100KgKg胰腺只能提取胰腺只能提取4-54-5g g的胰岛素，其产量之低和价的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。格之高可想而知。将合成的胰岛将合成的胰岛素基因导入大肠杆素基因导入大肠杆菌，每菌，每20002000L L培养液培养液就能产生就能产生100100g g胰岛胰岛素！使其价格降低素！使其价格降低了了30%-50%30%-50%! !3 3、环境保护、环境保护基因工程做成的基因工程做成的“超级细菌超级细菌”能吞食和分解多能吞食和分解多种污染环境的物质。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工程培育成功的“超级细菌超级细菌”却能分解石油中的多种烃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，分解类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDTDDT等毒害物质。等毒害物质。利用基因工程培育的利用基因工程培育的“指示生物指示生物”能十分能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污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染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。练习：练习：要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（ ）限制酶连接酶解旋酶还原酶实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别分子的顺序，切点在和之间，这是利用了酶的（）高效性专一性多样性催化活性易受外界影响基因工程的正确操作步骤是（）使目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞检测目的基因的表达是否符合特定性状要求提取目的基因 采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是（）（理综第题）将毒素蛋白注射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的序列，注射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，在进行组织培养 将编码毒素蛋白的序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵中