高中生物基因工程及其应用 新人教版必修优秀课件.ppt

高中生物 基因工程及其应用课件 新人教版必修第1页，本讲稿共25页能发能发荧光荧光的热的热带斑带斑马鱼马鱼普通热带斑马鱼是不发荧光的普通热带斑马鱼是不发荧光的第2页，本讲稿共25页第2节 基因工程及其应用第3页，本讲稿共25页基因工程基因工程：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。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，定向地改造生物的遗传性状。原原 理理：操作水平操作水平：结结 果果：目的基因目的基因供体细胞供体细胞受体细胞受体细胞基因重组基因重组DNADNA分子水平分子水平定向地改造生物的遗传性状，定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。获得人类所需要的品种。获得新性状获得新性状第4页，本讲稿共25页二、基因操作的工具二、基因操作的工具1.1.基因的基因的“剪刀剪刀”限制性核酸内切酶（限制酶）限制性核酸内切酶（限制酶）一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割在特定的切点上切割DNADNA分子。分子。专一性专一性如如:EcoRI限制酶限制酶第5页，本讲稿共25页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是否具有是否具有相同的黏性末端？相同的黏性末端？思考思考:第6页，本讲稿共25页GAATTCCGTAGAATTCGGATT 尝试写出下列序列受尝试写出下列序列受EcoRI限限制酶作用后的黏性末端制酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT 练一练:GGCATCTTAAAATTCCGTAG 第7页，本讲稿共25页、基因的针线、基因的针线DNADNA连接酶连接酶连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接酶的作用是：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连接起来，使之成为一个完整的DNADNA分子。分子。第8页，本讲稿共25页基因的针线：DNA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用同种限制酶切割用同种限制酶切割第9页，本讲稿共25页3 3、基因的运输工具、基因的运输工具运载体运载体 常常用用的的运运载载体体：质质粒粒、噬噬菌菌体和动植物病毒等体和动植物病毒等标记基因，标记基因，便于进行便于进行检测。检测。质粒存在于质粒存在于许多细菌和酵母许多细菌和酵母菌等生物中菌等生物中,是拟是拟核或细胞核外能够核或细胞核外能够自主复制的很小自主复制的很小的环状的环状DNADNA分子分子.第10页，本讲稿共25页外源外源DNADNA质质粒粒酶切位点酶切位点酶切酶切酶切酶切混合混合DNADNA连接酶连接酶利用利用黏性末端进行性末端进行DNADNA片片段和载体段和载体DNADNA的体外重组的体外重组第11页，本讲稿共25页1.提取目的基因提取目的基因2.目的基因与运目的基因与运载体结合载体结合3.将目的基因导入将目的基因导入受体细胞受体细胞4.目的基因的检目的基因的检测与鉴定测与鉴定基因工程操基因工程操作基本步骤作基本步骤:第12页，本讲稿共25页要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是()()限制酶限制酶连接酶连接酶解旋酶解旋酶还原酶还原酶 2.2.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 积极思维积极思维:第13页，本讲稿共25页 3(多选多选)下列有关基因工程技术的正确叙述是下列有关基因工程技术的正确叙述是()A重组重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体 B一种限制酶都只能识别特定的核苷酸序列一种限制酶都只能识别特定的核苷酸序列 C选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快 D只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达4(多选多选)采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的正确的是正确的是()A将毒素蛋白注射到棉受精卵中将毒素蛋白注射到棉受精卵中 B将编码毒素蛋白的将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中序列，注射到棉受精卵中C将编码毒素蛋白的将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导入细菌，用该菌感序列，与质粒重组，导入细菌，用该菌感染棉的体细胞，再进行组织培养染棉的体细胞，再进行组织培养D将编码毒素蛋白的将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到子房并进入序列，与细菌质粒重组，注射到子房并进入受精卵受精卵第14页，本讲稿共25页5(多选多选)下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是()A我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻B我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉C我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒D我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛6(多选多选)下列关于基因工程的叙述，正确的是下列关于基因工程的叙述，正确的是()A基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因B细菌质粒是基因工程常用的运载体细菌质粒是基因工程常用的运载体C通常用同一种限制性内切酶处理含目的基因的通常用同一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA和运载体和运载体DNAD为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体精卵为受体第15页，本讲稿共25页思维拓展:细菌和人是差异非常大的两种细菌和人是差异非常大的两种生物生物,为什么通过基因重组后为什么通过基因重组后,细菌细菌能够合成人体的某些蛋白质呢能够合成人体的某些蛋白质呢?这可不是普通的这可不是普通的细菌，它是嫁接细菌，它是嫁接了人胰岛素基因了人胰岛素基因的的工程菌工程菌，能大，能大量合成人胰岛量合成人胰岛素。素。第16页，本讲稿共25页转基因抗棉铃虫棉花转基因抗棉铃虫棉花(一一)、基因工程与作物育种、基因工程与作物育种第17页，本讲稿共25页转转基基因因抗抗虫虫水水稻稻第18页，本讲稿共25页生长快、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)第19页，本讲稿共25页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获得高产、稳产和具有优获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。逆性的作物新品种。第20页，本讲稿共25页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是许多药品的生产是从从生物组织生物组织中提取的。中提取的。受材料来源限制产量有受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂限，其价格往往十分昂贵。贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因将生物合成相应药物成分的基因导导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能入微生物细胞内，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。解决产量问题，还能大大降低生产成本。第21页，本讲稿共25页胰岛素从猪、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，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-4-5g5g的胰岛素，其产量之低和价格之高的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。可想而知。将合成的胰岛素基将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每因导入大肠杆菌，每2000L2000L培养液就能产生培养液就能产生100g100g胰岛素！使其价胰岛素！使其价格降低了格降低了30%-50%!30%-50%!第22页，本讲稿共25页世界上第一只基因改造世界上第一只基因改造的灵长类动物猴子的研的灵长类动物猴子的研究，将有助於发现诸如究，将有助於发现诸如老年痴呆症、爱滋病及老年痴呆症、爱滋病及癌症的新基因疗法癌症的新基因疗法第23页，本讲稿共25页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”能吞食和分解多种污染环境的物质。能吞食和分解多种污染环境的物质。通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工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类化合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。第24页，本讲稿共25页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。第25页，本讲稿共25页