云南省峨山彝族自治县高中生物-第六章-从杂交育种到基因工程-6.2《基因工程及其应用》课件-新人教版必修2.ppt

基因工程及其应用基因工程及其应用 思考：思考：1 1、为什么能把一种生物的基因、为什么能把一种生物的基因“嫁接嫁接”到另一到另一种生物上？种生物上？2 2、推测这种、推测这种“嫁接嫁接”怎样帮能实现？怎样帮能实现？3 3、这种、这种“嫁接嫁接对品种的改良有什么意义？对品种的改良有什么意义？一、基因工程的原理一、基因工程的原理1、基因工程的概念：、基因工程的概念：基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。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。2、基因工程的的操作过程、基因工程的的操作过程（1）基因的针线：）基因的针线：DNA连接酶连接酶C T T A AG A A T T C GC T T A AG A A T T C G重组DNA分子思考：如何将重组思考：如何将重组DNADNA分子送入受体细胞呢？分子送入受体细胞呢？大肠杆菌DNA 质粒（环状DNA分子）（2）基因的运载体（常用）：质粒、噬菌体和动植物病）基因的运载体（常用）：质粒、噬菌体和动植物病毒毒控制质粒DNA转移的基因抗生素抗性基因思考：如何利用质粒将重组DNA分子运载入受体细胞中呢？第一步：获取目的基因第一步：获取目的基因二、工程基本步骤二、工程基本步骤第二步：目的基因与运载体结合第二步：目的基因与运载体结合用与提取目的基因相同的用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在上的黏性末端互补配对后，在连接酶的作用下连接形成重组连接酶的作用下连接形成重组DNADNA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常用的受体细胞：菌类和动胞：菌类和动植物细胞植物细胞三、目的基因的表达和检测三、目的基因的表达和检测大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受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，必须将它从中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。检测出来。将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中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。淘汰无表达产物的菌落，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、研究。保留有表达产物的进一步培养、研究。无表达无表达产物产物无表达无表达产物产物有表达有表达产物产物无表达无表达产物产物总结：基因工程的操作步骤：总结：基因工程的操作步骤：从细菌中取从细菌中取出质粒出质粒从细胞中取从细胞中取出出DNA用同种限制酶切断两个用同种限制酶切断两个DNA具有相同的黏性末端具有相同的黏性末端提取目的基（如人提取目的基（如人的胰岛素基因）的胰岛素基因）用连接酶将目的基因与质粒连接用连接酶将目的基因与质粒连接 （形成重组（形成重组DNA分子）分子）目的基因与运载体目的基因与运载体结合结合将目的基因导入受体细胞（如大将目的基因导入受体细胞（如大肠杆菌）肠杆菌）利用质粒中具有某些特性的基因进利用质粒中具有某些特性的基因进行检测并判断目的基因是否表达行检测并判断目的基因是否表达将目的基因导入将目的基因导入受体细胞受体细胞目的基因的表达目的基因的表达和检测和检测（一）基因工程与作物育种（一）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（二）基因工程与药物研制（二）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，适于大规模工业微生物生长迅速，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。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，胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g4-5g的胰岛素，其产量之的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。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，每将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L2000L培养液就能产生培养液就能产生100g100g胰岛素！使其价格降胰岛素！使其价格降低了低了30%-50%!30%-50%!（三）环境保护（三）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”能吞食和能吞食和分解多种污染环境的物质。分解多种污染环境的物质。通常一种细菌只能通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的用基因工程培育成功的“超级细菌超级细菌”却能分解却能分解石油中的多种烃类化合石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解汞、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。（四）转基因生物和转基因食品的安全性（四）转基因生物和转基因食品的安全性练习：练习：1、要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶、要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（）是（）限制酶限制酶连接酶连接酶解旋解旋酶酶还原酶还原酶、2、实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基、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。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（）顺序，切点在和之间，这是利用了酶的（）、高效性、专一性、高效性、专一性、多样性、催化活性易受外界影响、多样性、催化活性易受外界影响3、基因工程的正确操作步骤是（）、基因工程的正确操作步骤是（）使目的基因与运载体结合使目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞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提取目的基因、