基因工程及其應(yīng)用課件-高一下學(xué)期生物人教版必修2

第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用第6章從雜交育種到基因工程

資料以往，治療糖尿病的胰島素是從動物胰腺中提取的，從100千克豬、牛等動物的胰腺只能提取3－4克胰島素，治療一個患者需宰殺40－50頭牛，這種藥物的造價就可想而知了。

微生物可以有分泌產(chǎn)物，且微生物繁殖速率快設(shè)想二能否讓微生物產(chǎn)生出人的胰島素、干擾素等珍貴的藥物？經(jīng)過多年的努力，科學(xué)家于20世紀(jì)70年代創(chuàng)立了可以定向改造生物的新技術(shù)——基因工程。什么叫基因工程？基因工程的基本工具有哪些？閱讀教材P102，解決以下問題：能力體現(xiàn)基因工程的操作步驟？基因工程概念

基因工程：又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾和改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向的改變生物的遺傳性狀。基因重組原理：操作水平：DNA分子水平結(jié)果：定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。基因工程操作的工具將目的基因片斷從人體細(xì)胞內(nèi)提取，需要基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶。將目的基因與運(yùn)載體DNA連接，需要基因的針線——DNA連接酶。將目的基因運(yùn)入大腸桿菌，需要基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體。分布：主要在微生物中。特點(diǎn)：專一性和特異性，即識別特定核苷酸序列，切割特定切點(diǎn)。結(jié)果：產(chǎn)生黏性未端（堿基互補(bǔ)配對）。舉例：大腸桿菌的一種限制酶（EcoRⅠ）能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點(diǎn)上將DNA分子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)的限制酶有200多種。1.基因的剪刀—限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶（EcoRⅠ）作用過程點(diǎn)擊播放什么是黏性末端？被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口帶有幾個伸出的核苷酸，它們之間正好互補(bǔ)配對，這樣的切口叫黏性末端。模型構(gòu)建1CTTCATGAATTCCCTAA

GAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG練習(xí)使用EcoRI剪切目的基因CTTCATGAATTCCCTAA

GAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG

目的基因黏性末端

被同一種限制酶切斷的幾個DNA是否具有相同的黏性末端？思考:是基因的針線：DNA連接酶G

AA

TT

CC

TT

AA

GG

AA

TT

CC

TT

AA

GGC

TT

AA

AA

TT

C

GG

C

TT

AA

AA

TT

C

GGC

TT

AA

AA

TT

C

G用同種限制酶切割2.基因的針線—DNA連接酶DNA連接酶連接的是兩個脫氧核苷酸分子的什么部位？磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵模型構(gòu)建2使用DNA連接酶制作重組DNA分子甲片段CTTCATGAATTCCCTAA

GAAGTACTTAAGGGATT乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG

重組DNA分子GGCATCTTAAAATTCCGTAGDNA連接酶的作用是：A.子鏈和母鏈之間形成氫鍵

B.黏性末端之間形成氫鍵

C.兩個DNA末端間的縫隙連接（磷酸二酯鍵）

D.A、B、C都對CCTT

AAG

AA

TTCG重組DNA分子（外源基因）？如何將外源基因送入受體細(xì)胞呢？作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。種類：質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒。能將外源基因送入細(xì)胞的工具就是運(yùn)載體?；蚬こ套畛Ｓ玫倪\(yùn)載體是___質(zhì)粒____3.基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體大腸桿菌DNA

質(zhì)粒（環(huán)狀DNA分子）控制質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移的基因抗生素抗性基因利用質(zhì)粒將外源基因運(yùn)載入受體細(xì)胞中基因操作的基本步驟提取目的基因目的基因與運(yùn)載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測和表達(dá)歸納：？如何讓大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素？①從細(xì)胞中分離出DNA①②③④⑤⑥②限制酶截取DNA片斷③分離大腸桿菌中的質(zhì)粒④DNA重組⑤用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌⑥培養(yǎng)大腸桿菌克隆大量基因12基因工程的操作工具1.基因的剪刀

——限制性內(nèi)切酶2.基因的針線

——ＤＮＡ連接酶

3.基因的運(yùn)輸工具

——運(yùn)載體

基因工程的操作步驟1.目的基因的提取2.目的基因與運(yùn)載體結(jié)合3.目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4.目的基因的檢測與表達(dá)基因工程(geneengineering)的原理小結(jié)基因工程的應(yīng)用1、基因工程與作物育種：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、耐貯存番茄、耐鹽堿棉花、抗除草作物、轉(zhuǎn)基因奶牛、超級綿羊等等2、基因工程與藥物研制：干擾素、白細(xì)胞介素、溶血栓劑、凝血因子、疫苗3、基因工程與環(huán)境保護(hù)：超級細(xì)菌四、基因工程的應(yīng)用一、基因工程與作物育種轉(zhuǎn)基因西紅柿轉(zhuǎn)基因驅(qū)蚊草轉(zhuǎn)入熒光素酶蛋白基因的發(fā)熒光煙草藍(lán)色妖姬轉(zhuǎn)基因超級小鼠導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠能發(fā)熒光的熱帶斑馬魚普通熱帶斑馬魚是不發(fā)熒光的如何讓普通熱帶斑馬魚也發(fā)熒光?2、基因工程與藥物研制我國生產(chǎn)的部分基因

工程疫苗和藥物許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取的。受材料來源限制產(chǎn)量有限，其價格往往十分昂貴。微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！使其價格降低了30%-50%!3、環(huán)境保護(hù)

基因工程做成的“超級細(xì)菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工