人教版高中生物必修二62基因工程及其应用课件.ppt

转鱼抗寒基转鱼抗寒基因的番茄因的番茄转基因鲑转基因鲑鱼鱼同时具有高同时具有高产、稳产和产、稳产和抗逆性等优抗逆性等优良品质的农良品质的农作物新品种作物新品种. .抗虫害的玉米抗虫害的玉米1PPT课件第二节第二节基因工程及其应用基因工程及其应用 第六章从杂交育种到基因工程2PPT课件教学目标 知识技能目标简述基因工程的基本原理举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用情感态度价值观目标关注转基因生物和转基因食品的安全性简教学重点难点 述基因工程的基本原理教学方法手段类比猜想创设情境例证法3PPT课件4本章，我们主要讨论本章，我们主要讨论4 4个问题：个问题：1. 什么是基因工程什么是基因工程基因工程的概念基因工程的概念2. 为什么能进行基因工程为什么能进行基因工程基因工程的原理和技术基因工程的原理和技术3. 怎样进行基因工程怎样进行基因工程4大步骤大步骤4. 基基因因工工程程的的应应用用和和前前景景生生产产基基因因工工程程产产品品、开开展展基基因治疗等因治疗等5、蛋白质工程、蛋白质工程4PPT课件1、概概念念：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：表达水平表达水平：过程：过程：基因重组基因重组DNADNA分子水平分子水平1 1、定向改造某些性状、定向改造某些性状2 2、克服远缘杂交、克服远缘杂交意义：意义：5PPT课件培育转基因大肠杆菌的简要过程：培育转基因大肠杆菌的简要过程：你认为上述培育转你认为上述培育转你认为上述培育转你认为上述培育转基因大肠杆菌的关基因大肠杆菌的关基因大肠杆菌的关基因大肠杆菌的关键步骤有哪些？键步骤有哪些？键步骤有哪些？键步骤有哪些？普通大肠杆菌普通大肠杆菌( (不能分泌胰岛素不能分泌胰岛素) )人体组织细胞人体组织细胞提取提取提取提取胰岛素基因胰岛素基因与运载体与运载体与运载体与运载体DNADNA拼接拼接拼接拼接导入导入导入导入大肠杆菌大肠杆菌( (含含胰岛素基因胰岛素基因) )转基因大肠杆菌转基因大肠杆菌( (能分泌胰岛素能分泌胰岛素) )6PPT课件培育转基因大肠杆菌的关键步骤：培育转基因大肠杆菌的关键步骤：1.ONE1.ONE胰岛素基胰岛素基因从人体因从人体细胞内提细胞内提取出来取出来2.TWO2.TWO胰岛素基胰岛素基因与运载因与运载体体DNADNA连连接接3.THREE3.THREE胰岛素基因胰岛素基因导入受体导入受体( (大肠杆菌大肠杆菌) )细胞细胞基因的基因的“剪刀剪刀”基因的基因的“针线针线”基因的运载体基因的运载体7PPT课件如如:EcoRI1、该限制酶只能识别、该限制酶只能识别GAATTC的序列，的序列，说明了限制酶具有的特性是说明了限制酶具有的特性是 。

2、 EcoRI限制酶识别了限制酶识别了GAATTC的序列后，的序列后，将会发生什么样的变化？将会发生什么样的变化？积极思考专一性专一性1.基因的基因的剪刀剪刀限制性内切酶限制性内切酶 基因操作(gene engineering)的工具8PPT课件CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 练习使用练习使用EcoRI 剪切目的基因剪切目的基因CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 目的基因目的基因黏性末端黏性末端9PPT课件（2006.2006.台州质检）下列是由限制酶切割形台州质检）下列是由限制酶切割形成的成的DNADNA片段，能用相应片段，能用相应DNADNA连接酶将它们连接酶将它们恢复连接的组合是恢复连接的组合是CTGCA GGCTTAA GACGTC AATTC GA. A. ； B. B. ；C. C. ； D.D.以上都不对以上都不对A10PPT课件2.分子针线分子针线DNA连接酶连接酶 (DNA linking-enzyme)积极思考DNA连接酶连接的是两个脱氧连接酶连接的是两个脱氧核苷酸核苷酸(deoxyribonucleotide)分子的什么部位？分子的什么部位？基因操作(gene engineering)的工具11PPT课件使用使用DNA连接酶制作重组连接酶制作重组DNA分子分子甲片段甲片段CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT 乙片段乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG 重组重组DNA分子分子Recombinant DNAGGCATCTTAAAATTCCGTAG 12PPT课件b ba a1.(1.(双选双选) )如图如图, ,下列有关酶功能的下列有关酶功能的叙述中叙述中, ,正确的是正确的是A.A.切断切断a a处的酶为限制酶处的酶为限制酶B.B.连接连接a a处的酶为处的酶为RNARNA聚合酶聚合酶C.C.切断切断b b处的酶为解旋酶处的酶为解旋酶D.D.连接连接b b处的酶为处的酶为DNADNA连接酶连接酶13PPT课件DNADNA连接酶的作用是：连接酶的作用是：A.A.子链和母链之间形成氢键子链和母链之间形成氢键B.B.黏性末端之间形成氢键黏性末端之间形成氢键C.C.两个两个DNADNA末端间的缝隙连接末端间的缝隙连接D.AD.A、B B、C C都对都对 C14PPT课件3 3、基因的运载体基因的运载体作用作用： 将外源基因送入受体细胞。

将外源基因送入受体细胞条件条件：能在宿主细胞内复制能在宿主细胞内复制 并稳定地保存并稳定地保存具有多个限制酶切点具有多个限制酶切点以便以便与外源基因相连与外源基因相连具有某些标记基因，具有某些标记基因，便于进行筛选便于进行筛选种类：种类： 质粒质粒、噬菌体和动植物病毒噬菌体和动植物病毒15PPT课件3 3、基因的运输工具、基因的运输工具运载体运载体标记基标记基因，便因，便于进行于进行检测 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, ,是细是细胞染色体外能够胞染色体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16PPT课件三、基因工程的操作步骤三、基因工程的操作步骤17PPT课件从细胞中分从细胞中分离出离出DNA从大肠杆菌从大肠杆菌中提取质粒中提取质粒限制限制 酶酶提取目的基因提取目的基因限制酶限制酶目的基因与运目的基因与运载体结合载体结合DNA连连 接酶接酶目的基因导入目的基因导入受体细胞受体细胞目的基因的表目的基因的表达与检测达与检测基因工程操作的基本步骤基因工程操作的基本步骤18PPT课件基因工程(gene engineering)的“四步曲”提取提取目的基因目的基因1目的基因与目的基因与运载体结合运载体结合2将目的基因将目的基因导入导入受体细胞受体细胞3目的基因的目的基因的检测检测和和表达表达419PPT课件步步骤骤一一：目目的的基基因因的的获获取取1 1、什么是目的基因？、什么是目的基因？请举出三个以上的例子请举出三个以上的例子2 2、获取目的基因的常用、获取目的基因的常用方法方法有哪些有哪些? ?（1 1）直接）直接从供体细胞中分离基因（鸟枪法）从供体细胞中分离基因（鸟枪法）（2 2）人工合成人工合成基因（基因（反转录法、反转录法、反转录法、反转录法、直接合成法直接合成法）目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、植物抗病基因金杆菌抗虫基因、植物抗病基因（抗病毒、（抗病毒、（抗病毒、（抗病毒、抗细菌抗细菌抗细菌抗细菌) ) ) )、人胰岛素基因等人胰岛素基因等。

20PPT课件用限制用限制酶切断成酶切断成许多片段许多片段直接分离基因直接分离基因鸟枪法鸟枪法将供体细胞中的将供体细胞中的DNADNA用限制用限制酶切割为许多片段，再用运载体酶切割为许多片段，再用运载体将这些片段都运载到不同的受体将这些片段都运载到不同的受体细胞中去，让这些细胞中去，让这些DNADNA片段在受片段在受体细胞中扩增从中找出含有目体细胞中扩增从中找出含有目的基因细胞，并将含有目的基因的基因细胞，并将含有目的基因的的DNA片段片段分离出来分离出来该法最大的缺点是带有很大该法最大的缺点是带有很大的盲目性，工作量大一般不适的盲目性，工作量大一般不适用于真核细胞的基因用于真核细胞的基因21PPT课件人工合成基因法人工合成基因法DNADNA合成仪合成仪直接合成法：根直接合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使推算出信使RNARNA核苷酸核苷酸顺序，再据此推算出基顺序，再据此推算出基因因DNADNA的脱氧核苷酸顺的脱氧核苷酸顺序用游离脱氧核苷酸序用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因直接合成相应的基因 反转录法：以信使反转录法：以信使RNARNA为模板，在逆转录酶为模板，在逆转录酶的作用下将脱氧核苷酸合成合成的作用下将脱氧核苷酸合成合成DNA(DNA(基因基因) )。

22PPT课件a a、DNADNA变性变性（90-9590-95）：双链）：双链DNADNA模板模板 在热作用下，在热作用下，_断裂，形成断裂，形成_b b、退火、退火（复性复性55-6055-60）：系统温度降低，引）：系统温度降低，引 物与物与DNADNA模板结合，形成局部模板结合，形成局部_ c c、延伸、延伸（70-7570-75）：在）：在TaqTaq酶的作用下，从酶的作用下，从 引物的引物的55端端33端端延伸，合成与模板互补延伸，合成与模板互补 的的_ 氢键氢键单链单链DNADNA双链双链DNADNA链链PCRPCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因23PPT课件反转录法：反转录法： 以目的基因转录成以目的基因转录成的信使的信使RNARNA为模板，反为模板，反转录成互补的单链转录成互补的单链DNADNA，然后在酶的作用下合，然后在酶的作用下合成双链成双链DNADNA，从而获得，从而获得所需的基因所需的基因目的基因的目的基因的mRNAmRNA杂交双链杂交双链( (单链单链RNA/RNA/单链单链DNA)DNA)单链单链DNADNA反转录酶反转录酶DNADNA聚合酶聚合酶双链双链DNADNA( (目的基因目的基因) )24PPT课件用与提取目的基因相同用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连拉酶的作用补配对后，在连拉酶的作用下连接形成重组下连接形成重组DNADNA分子。

分子步骤二：目的基因与运载体结合步骤二：目的基因与运载体结合三、基因工程的操作步骤三、基因工程的操作步骤 目的基因与运载体结目的基因与运载体结合的结果可能有三种情合的结果可能有三种情况：目的基因与目的基况：目的基因与目的基因结合，质粒与质粒结因结合，质粒与质粒结合，目的基因与质粒结合，目的基因与质粒结合所以需要筛选所以需要筛选作用：将外源基因送入作用：将外源基因送入受体细胞受体细胞( (基因表达载体的构建）基因表达载体的构建）25PPT课件常用的受体细胞：常用的受体细胞：常用的受体细胞：常用的受体细胞：步骤三：目的基因导入受体细胞步骤三：目的基因导入受体细胞 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等菌和动植物细胞等菌和动植物细胞等菌和动植物细胞等主要借鉴细菌或病毒侵然细胞的途径主要借鉴细菌或病毒侵然细胞的途径导入方式：导入方式：三、基因工程的操作步骤三、基因工程的操作步骤26PPT课件方法方法将目的基因导入将目的基因导入植物植物细胞细胞将目的基因导入将目的基因导入动物动物细胞细胞将目的基因导入将目的基因导入微生物微生。