四川省大英縣育才中學(xué)高中生物62基因工程及其應(yīng)用課件新人教版必修2

資料一：蛛絲是自然界最奇特的物質(zhì)之一，它具有極強(qiáng)的韌度，其韌度是同樣直徑鋼材的好幾倍。但與家蠶不同，蜘蛛不能家養(yǎng)，因?yàn)樗鼈儠ハ嗤淌常圆豢赡芙⑷斯わ曫B(yǎng)蜘蛛的農(nóng)場。30多年來，科學(xué)家們一直試圖找到利用其他生物體來制造蛛絲的辦法。資料二：細(xì)菌是在自然界分布最廣、個(gè)體數(shù)量最多的生物。細(xì)菌具有代謝旺盛，繁殖能力強(qiáng)的特點(diǎn)。能否讓細(xì)菌“吐出”蛛絲？雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種原理常用方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)基因重組基因突變?nèi)旧w數(shù)目變異染色體數(shù)目變異親本雜交……用物理或化學(xué)方法誘變花藥離體培養(yǎng)→單倍體→秋水仙素處理單倍體幼苗→純種秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗操作簡便，將不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上提高變異頻率縮短育種進(jìn)程大幅度改良性狀有利變異少，盲目，需大量處理實(shí)驗(yàn)材料明顯縮短育種年限技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合各種器官大、營養(yǎng)成分高、結(jié)實(shí)率低，發(fā)育延遲育種年限長幾種育種技術(shù)比較第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用思考：要把蜘蛛的合成蛛絲蛋白的基因“嫁接”到細(xì)菌上，關(guān)鍵步驟是什么？

關(guān)鍵步驟一：怎樣提取蛛絲蛋白的基因？

關(guān)鍵步驟二：怎樣將蛛絲蛋白基因?qū)氲郊?xì)菌體內(nèi)？關(guān)鍵步驟三：怎樣鑒定蛛絲蛋白基因已經(jīng)導(dǎo)入細(xì)菌體內(nèi)并成功表達(dá)？基因的剪刀——限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）基因的針線——DNA連接酶基因的運(yùn)載工具——運(yùn)載體(DNA)（一）基因操作的工具基因的剪刀——限制性核酸內(nèi)切酶基因的針線——DNA連接酶基因的運(yùn)載工具——運(yùn)載體一、基因工程的原理1、基因的剪刀——限制性核酸內(nèi)切酶（簡稱限制酶）來源：限制酶是在生物體(主要是微生物)內(nèi)的一種酶。作用：能識別特定的核苷酸序列，能在特定的位點(diǎn)對DNA分子進(jìn)行切割。特點(diǎn)：具有特異性。

限制性內(nèi)切酶識別位點(diǎn)EcoRⅠ

XbaⅠ

XhoⅠ

NdeⅠG↓AATTC

T↓CTAGA

C↓TCGAG

CA↓TATG表：幾種常用限制性內(nèi)切酶及其酶切位點(diǎn)（1）只能識別一種特定的核苷酸序列（2）只能在特定的位點(diǎn)上切割DNA分子

大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。例如：限制酶重播黏性末端切割位置：磷酸與脫氧核糖間的化學(xué)鍵（磷酸二酯鍵）

練一練：使用EcoRⅠ切割的結(jié)果

(識別GAATTC)CGAATTCTAACCGGAATTCGAGCTCGCTTAAGATTGGCCTTAAGCTCGAG

AATTCTAACCGGGATTGGCCTTAA如果把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶進(jìn)行切割，然后將切割以后的片段混合在一起結(jié)果會怎樣呢？

會產(chǎn)生相同的黏性末端，相同的粘性末端之間可以通過堿基互補(bǔ)配對原則形成氫鍵。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連接酶連接位置：磷酸與脫氧核糖間的化學(xué)鍵（磷酸二酯鍵）黏性末端的黏合：互補(bǔ)的堿基形成氫鍵連接黏性末端的連接：DNA連接酶連接缺口3、基因的運(yùn)載工具——運(yùn)載體：常用的運(yùn)載體主要有兩類：

1）質(zhì)粒

2）噬菌體或某些動(dòng)植物病毒原理：利用運(yùn)載體侵染宿主細(xì)胞的能力，將目的基因?qū)胨拗骷?xì)胞。質(zhì)粒：

質(zhì)粒是基因工程最常用的運(yùn)載體。質(zhì)粒存在于細(xì)菌、酵母菌等生物中，是細(xì)胞染色體外能夠進(jìn)行自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子。(1)能在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存；(2)具有多個(gè)限制酶的切點(diǎn)，便于與不同的目的基因連接；(3)具有某些標(biāo)記基因，便于篩選成功導(dǎo)入的受體細(xì)胞。運(yùn)載體的特點(diǎn)基因工程四個(gè)基本步驟：1）提取目的基因2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4）目的基因的檢測和鑒定目的基因的檢測與鑒定：目的基因的檢測是根據(jù)運(yùn)載體上的標(biāo)記基因所控制的生物性狀是否表現(xiàn)來判斷，如下表檢測目的檢測依據(jù)檢測方法目的基因的導(dǎo)入目的基因是否已經(jīng)導(dǎo)入受體細(xì)胞依據(jù)受體細(xì)胞是否具有運(yùn)載體所特有的“標(biāo)記基因”所控制的性狀如運(yùn)輸目的基因的運(yùn)載體含有抗四環(huán)素基因，目的基因?qū)氤晒εc否，主要看受體細(xì)胞能否在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長目的基因的表達(dá)目的基因是否已完成表達(dá)依據(jù)受體細(xì)胞是否表現(xiàn)出“目的基因”所控制的性狀出現(xiàn)目的基因、mRNA、合成相關(guān)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)基因棉花常采用讓棉鈴蟲食用葉片的方法基因工程的別名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程結(jié)果實(shí)質(zhì)優(yōu)點(diǎn)基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA分子水平改造生物的遺傳性狀基因重組打破生殖隔離；（二）基因工程的概念定向地改變生物基因工程讓細(xì)菌“吐絲”