高中生物《基因工程》課件

1、甲生物甲生物 乙生物受體細(xì)胞乙生物受體細(xì)胞 取出取出 目的基因目的基因 “剪切剪切” “拼接拼接” 新類型新類型 表達(dá)表達(dá) 新的生物產(chǎn)品新的生物產(chǎn)品 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 基基 因因 技技 術(shù)術(shù) 第第2節(jié)節(jié) 基因工程及其應(yīng)用基因工程及其應(yīng)用 基因工程的原理基因工程的原理 課本課本p102 基因工程基因工程又叫又叫 做或做或 。 通俗的說通俗的說,就是按照人們的意愿就是按照人們的意愿,把把 的的某種基因某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放提取出來，加以修飾改造，然后放 到到_的細(xì)胞里，的細(xì)胞里， 地改造生物的地改造生物的 遺傳性狀遺傳性狀。 基因拼接技術(shù)基因拼接技術(shù)dna重組技術(shù)重組技術(shù) 一種生物一種生物 另

2、一種生物另一種生物 定向定向 課本課本p102 一、基因工程的概念：一、基因工程的概念： 基因的剪刀基因的剪刀 基因的針線基因的針線 基因的運(yùn)輸工具基因的運(yùn)輸工具 質(zhì)粒質(zhì)粒 噬菌體噬菌體 動(dòng)植物病毒動(dòng)植物病毒 限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶 dna連接酶連接酶 運(yùn)載體運(yùn)載體 二、基因操作的工具二、基因操作的工具 三、三、基因操作的基本步驟基因操作的基本步驟 1、提取目的基因、提取目的基因 、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 、目的基因的檢測(cè)和表達(dá)、目的基因的檢測(cè)和表達(dá) 動(dòng)畫動(dòng)畫 練習(xí)練習(xí) 練習(xí)練習(xí) 例、基因工程中常作為基因載體的一組是例、基

3、因工程中常作為基因載體的一組是 a質(zhì)粒、線粒體、噬菌體（）質(zhì)粒、線粒體、噬菌體（） b染色體、葉綠體、線粒體染色體、葉綠體、線粒體 c質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒 d細(xì)菌、噬菌體、動(dòng)植物病毒細(xì)菌、噬菌體、動(dòng)植物病毒 練一練：練一練： 例要使目的基因與對(duì)應(yīng)的載體重組，所需的例要使目的基因與對(duì)應(yīng)的載體重組，所需的 兩種酶是限制酶連接酶解旋酶兩種酶是限制酶連接酶解旋酶 還原酶還原酶 例例3、1976年，美國教授首次將人的生長抑制年，美國教授首次將人的生長抑制 素釋放因子的基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌并獲得表達(dá)素釋放因子的基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌并獲得表達(dá) 此文中的此文中的“表達(dá)表達(dá)”是指該基因在大腸

4、桿菌內(nèi)是指該基因在大腸桿菌內(nèi) a能進(jìn)行能進(jìn)行dna復(fù)制復(fù)制b能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄 c能控制合成人的生長抑制素釋放因子能控制合成人的生長抑制素釋放因子 d能合成人的生長激素能合成人的生長激素 例、下列有關(guān)基因工程技術(shù)的敘述，正確的是例、下列有關(guān)基因工程技術(shù)的敘述，正確的是 a重組重組dna技術(shù)所用的工具酶是限制酶、連接酶技術(shù)所用的工具酶是限制酶、連接酶 和載體和載體 b所有的限制酶都只能識(shí)別同一種特定的核苷酸所有的限制酶都只能識(shí)別同一種特定的核苷酸 序列序列 c選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因?yàn)榧?xì)菌選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因?yàn)榧?xì)菌 繁殖快繁殖快 d只要目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞就能成功實(shí)現(xiàn)

5、表只要目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞就能成功實(shí)現(xiàn)表 達(dá)達(dá) 比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目基因重組基因重組基因工程基因工程 不不 同同 點(diǎn)點(diǎn) 概念概念 重組方式重組方式 繁殖方式繁殖方式 變異大小變異大小 意義意義 相同點(diǎn)相同點(diǎn) 在生物體內(nèi)進(jìn)行有在生物體內(nèi)進(jìn)行有 性生殖過程中，控性生殖過程中，控 制不同性狀的基因制不同性狀的基因 重新組合重新組合 按人們意愿，把一種按人們意愿，把一種 生物的某種基因提取出生物的某種基因提取出 來，修飾改造后放到另來，修飾改造后放到另 一種生物的細(xì)胞里，一種生物的細(xì)胞里，定定 向改造生物遺傳性狀向改造生物遺傳性狀 同一物種的不同同一物種的不同 基因基因 不同物種間的不同基因不同物種間的

6、不同基因 有性生殖有性生殖 無性生殖無性生殖 小小 大大 是生物變異的主要來源，是生物變異的主要來源， 對(duì)生物進(jìn)化有重要意義對(duì)生物進(jìn)化有重要意義 使人類有可能按自己意愿使人類有可能按自己意愿 定向培育新品種定向培育新品種 都實(shí)現(xiàn)了不同基因的重新組合，都能使生物產(chǎn)生變異都實(shí)現(xiàn)了不同基因的重新組合，都能使生物產(chǎn)生變異 轉(zhuǎn)基因抗蟲棉轉(zhuǎn)基因抗蟲棉 普通棉花普通棉花 蘇云金桿菌蘇云金桿菌 棉鈴蟲棉鈴蟲 （毒蛋白）（毒蛋白） 專一性專一性 殺死殺死 （含毒蛋白基因）（含毒蛋白基因） 普通棉花普通棉花 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移 含毒蛋白基因含毒蛋白基因 棉鈴蟲棉鈴蟲 毒蛋白毒蛋白 專一性專一性 殺死殺死 四、基因工程的應(yīng)用

7、四、基因工程的應(yīng)用 轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒 基因工程與作物育種基因工程與作物育種 轉(zhuǎn)魚抗寒基轉(zhuǎn)魚抗寒基 因的番茄因的番茄 四、基因工程的應(yīng)用四、基因工程的應(yīng)用 生長快、肉質(zhì)好的生長快、肉質(zhì)好的 轉(zhuǎn)基因魚轉(zhuǎn)基因魚( (中國中國) ) 乳汁中含有人生乳汁中含有人生 長激素的轉(zhuǎn)基因長激素的轉(zhuǎn)基因 牛牛( (阿根廷阿根廷) ) 從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取 我國生產(chǎn)的部分基因我國生產(chǎn)的部分基因 工程疫苗和藥物工程疫苗和藥物 干擾素干擾素 白細(xì)胞介素白細(xì)胞介素 疫苗疫苗 乙肝疫苗乙肝疫苗 狂犬病疫苗狂犬病疫苗 百日咳疫苗百日咳疫苗 凝血因子凝血因子 藥品

8、藥品 基因基因 工程工程 藥品藥品 利用利用轉(zhuǎn)基因細(xì)菌轉(zhuǎn)基因細(xì)菌分解泄漏的石油，降解有毒有害分解泄漏的石油，降解有毒有害 化合物，吸收環(huán)境中的重金屬，處理廢水化合物，吸收環(huán)境中的重金屬，處理廢水等等 思考：轉(zhuǎn)基因生物的培育及轉(zhuǎn)基因食品的生產(chǎn)對(duì)人類思考：轉(zhuǎn)基因生物的培育及轉(zhuǎn)基因食品的生產(chǎn)對(duì)人類 具有什么意義和不利影響？你認(rèn)為應(yīng)該如何對(duì)待具有什么意義和不利影響？你認(rèn)為應(yīng)該如何對(duì)待 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1、解決糧食短缺問題、解決糧食短缺問題2、減少環(huán)境污染、減少環(huán)境污染 3、節(jié)省成本，降低價(jià)格、節(jié)省成本，降低價(jià)格4、提高食物營養(yǎng)、提高食物營養(yǎng) 5、增加食物種類，提升食物品質(zhì)、增加食物種類，提升食物品質(zhì) 缺點(diǎn)

9、：缺點(diǎn)：1、可能產(chǎn)生新毒素和新過敏源 、可能產(chǎn)生新毒素和新過敏源 2、可能產(chǎn)生抗除草劑的雜草、可能產(chǎn)生抗除草劑的雜草 3、可能使疾病的散播跨越物種障礙、可能使疾病的散播跨越物種障礙 4、可能會(huì)損害農(nóng)作物的生物多樣性、可能會(huì)損害農(nóng)作物的生物多樣性 5、可能干擾生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可能干擾生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 我國態(tài)度：我國態(tài)度：重視轉(zhuǎn)基因生物的安全性，趨利避害重視轉(zhuǎn)基因生物的安全性，趨利避害 4 4、目的基因的檢測(cè)和表達(dá)、目的基因的檢測(cè)和表達(dá) 有表達(dá)產(chǎn)物有表達(dá)產(chǎn)物無表達(dá)產(chǎn)物無表達(dá)產(chǎn)物 （）檢測(cè)（）檢測(cè)菌落中是否有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物，菌落中是否有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物，淘汰無淘汰無 表達(dá)產(chǎn)物的菌落，保留有表

10、達(dá)產(chǎn)物的進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。表達(dá)產(chǎn)物的菌落，保留有表達(dá)產(chǎn)物的進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。 （）借助標(biāo)記基因（如抗菌素抗性基因）（）借助標(biāo)記基因（如抗菌素抗性基因） 檢測(cè)目的基因是否成功導(dǎo)入受體細(xì)胞檢測(cè)目的基因是否成功導(dǎo)入受體細(xì)胞 有菌落有菌落無菌落無菌落重組質(zhì)粒重組質(zhì)粒 基因的剪刀基因的剪刀限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶） 限制限制 酶酶 實(shí)例：實(shí)例： 限制酶限制酶ecori 功能：一種限制酶功能：一種限制酶只能只能識(shí)別一種特定的核苷識(shí)別一種特定的核苷 酸序列酸序列，具有，具有專一性專一性并在特定的切割點(diǎn)上將并在特定的切割點(diǎn)上將dna dna 分子切斷。分子切斷。 動(dòng)畫動(dòng)畫 理科用理科

11、用 重播重播 限制限制 酶酶 基因的針線基因的針線dnadna的連接酶的連接酶 基因的針線：基因的針線：dnadna連接酶連接酶 g a a t t c c t t a a g g a a t t c c t t a a g g c t t a a a a t t c g g c t t a a a a t t c g g c t t a a a a t t c g 同種限制酶切割同種限制酶切割 質(zhì)粒存在于許多質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌細(xì)菌和等和等 酵母菌酵母菌生物中生物中, ,是細(xì)胞染色體外是細(xì)胞染色體外 能夠能夠自主復(fù)制自主復(fù)制的很小的的很小的 分子分子. . 常用的運(yùn)載體常用的運(yùn)載體: 、 和和

12、 等等. 其中最常用的是其中最常用的是 。 質(zhì)粒質(zhì)粒 噬菌體噬菌體 動(dòng)植物病毒動(dòng)植物病毒 環(huán)狀環(huán)狀dnadna 基因的運(yùn)輸工具基因的運(yùn)輸工具運(yùn)載體運(yùn)載體 作用：將外源基因（目的基因）送入作用：將外源基因（目的基因）送入 受體細(xì)胞受體細(xì)胞 質(zhì)粒質(zhì)粒 理科用理科用 限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀” 分布：分布：主要在原核主要在原核 生物中生物中 作用特點(diǎn)：作用特點(diǎn)：特異性，特異性， 即識(shí)別特定核即識(shí)別特定核 苷酸序列，切苷酸序列，切 割特定切點(diǎn)割特定切點(diǎn) 切點(diǎn)：切點(diǎn)：磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵 舉例：舉例：ecori限制限制 酶能識(shí)別酶能識(shí)別 gaattc序序 列，并在列，并在g和和 a之間切開之間切開

13、基因的運(yùn)載體“分子運(yùn)輸車” 運(yùn)載體必須具備的條件：運(yùn)載體必須具備的條件： 1、能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存；、能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存； 2、具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因、具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因 連接；連接； 3、具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選。、具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選。 （如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反（如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反 應(yīng)的基因等應(yīng)的基因等 ） 4、對(duì)受體細(xì)胞無害、對(duì)受體細(xì)胞無害 運(yùn)載體的作用：運(yùn)載體的作用： 1、將外源基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中去。、將外源基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中去。 2、利用運(yùn)載體在受體細(xì)胞內(nèi)，對(duì)外源基因進(jìn)、利用運(yùn)載體在受體細(xì)胞內(nèi)，對(duì)外源基因進(jìn) 行大量復(fù)制。行大量復(fù)制。 質(zhì)粒 質(zhì)粒是基因工程質(zhì)粒是基因工程 最常用的運(yùn)載體，它最常用的運(yùn)載體，它 廣泛地存在于細(xì)菌中，廣泛地存在于細(xì)菌中， 是細(xì)菌染色體外能夠是細(xì)菌染色體外能夠 自主復(fù)制的很小的環(huán)自主復(fù)制的很小的環(huán) 狀狀dna分子，大小只分子，大小只 有普通細(xì)菌擬核有普通細(xì)菌擬核dna 的百分之一。的百分之一。 大腸桿菌質(zhì)粒的分子結(jié)構(gòu)示意圖：大腸桿菌質(zhì)粒的分子結(jié)構(gòu)示意圖： dna 大腸桿菌細(xì)胞大腸桿菌細(xì)胞 質(zhì)