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基因工程及其应用课件 ppt课件

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人教版高中生物必修二第六章第2节《基因工程及其应用》 课件 (共38张PPT)

人教版高中生物必修二第六章第2节《基因工程及其应用》 课件 (共38张PPT)

A.同种限制酶
B.两种限制酶
C.同种连接酶
D.两种连接酶
2、DNA连接酶的主要功能是
（）
A.DNA复制时母链与子链之间形成的氢键
B.粘性末端碱基之间形成的氢键
C.将两条DNA末端之间的缝隙连接起来
D.将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的键连接起来
3、下列有关质粒的叙述，正确的是（ A.质粒是广泛存在于细菌细胞内的一种颗粒状
DNA聚合酶：DNA复制时分别以DNA的两 条链为模板形成磷酸二酯键合成新的脱氧 核苷酸链。
逆转录酶：以RNA为模板形成磷酸二酯键 合成新的脱氧核苷酸链
限制酶：切割DNA，断开磷酸二酯键
DNA连接酶：连接两个DNA片段，形成磷 酸二酯键。
（三）基因的运载体
常见种类：质粒、噬菌体和动植物病毒等
质粒
存在于许多细菌以及酵母菌 等生物的细胞中，是拟核或 细胞核外能够自主复制的很 小的环状DNA分子。
运载体特点： 1、能自主复制并能够转移到
受体细胞并稳定保存 2、有限制酶切位点 3、有标记基因 4、对受体细胞无害
三、基因工程的“四步曲”
提取目的基因
三、基因工程的“四步曲”
提取目的基因 目的基因与运载体结合
B.质粒是仅存于细菌细胞中能自我复制的小型 环状DNA C. D.质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立地 进行
4下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（） A.重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA
连接酶和运载体
B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷 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
A.① B.
C.①②③ D.②③④
再见！
C.DNA
D.RNA

基因工程及其应用【可编辑PPT】

基因工程及其应用【可编辑PPT】

E. coli B含有EcoB核酸酶和EcoB甲基化酶
当λ(k)噬菌体侵染E. coli B时，由于其DNA中 有EcoB核酸酶特异识别的碱基序列，被降解掉。 而E. coli B的DNA中虽然也存在这种特异序列， 但可在EcoB甲基化酶的作用下，催化S-腺苷甲硫 氨酸（SAM）将甲基转移给限制酶识别序列的特 定碱基，使之甲基化。 EcoB核酸酶不能识别已甲 基化的序列。
基因重组DNA技术是指将一种生物体（供体）的基因 与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受 体）内，使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或 新性状的DNA体外操作程序，也称为分子克隆技术。
供体、受体和载体是重组DNA技术的三大基本元件。
基因工程的目的：
分离、扩增、鉴定、研究、整理生物信息资源 大规模生产生物活性物质 设计、构建生物的新性状甚至新物种
反应必须ＡＴＰ和Ｍｇ２＋，具有特异性识别部位 并切割。 如EcoR I、Hinf III III 型限制酶的基本特点：
可以识别特定碱基顺序，并在这一顺序的3’端2426bp处切开DNA，切割位点没有特异性。
2、限制性核酸内切酶的命名原则
第一个字母：大写，表示所来自的微生物的属名的第一 个字母。 第二、三字母：小写，表示所来自的微生物种名的第一、 二个字母。 其它字母：大写或小写，表示所来自的微生物的菌株号。 罗马数字：表示该菌株发现的限制酶的编号。
⑶核酸内切限制酶对生物基因组的消化作用
小分子量的片断-----少 （电泳-容易分离目的片 断）cheria coli RY13的第一个限制
酶。
3、限制性内切酶作用后的断裂方式
形成粘性末端； 形成平末端；
粘性未端：切开后的两段DNA各留下一个尾，这2 个尾的核苷酸顺序完全一样，方向相反。它们之 间是互补的，在适当条件下可以再连接一起。

第二节基因工程及其应用ppt课件

第二节基因工程及其应用ppt课件
2）用同一种限制酶切断目的基因，使 其产生相同的黏性末端。
3）将切下的目的基因片段插入质粒的 切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了 一个重组DNA分子（重组质粒）
目的基因与运载体的结合过程，实 际上是不同来源的基因重组的过程。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤三：目的基因导入受体细胞
• 常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、
酵母菌和动植物细胞等。 • 将目的基因导入受体细胞的原理
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤四：目的基因的检测和表达
氨苄青霉 素抗性基因
四环素 抗性基因
（三）基因操作的基本步骤
• 受体细胞摄入DNA分子后就说明目3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ A）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B、 限制性内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶
参考资源：
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思维拓展
有人认为，转基因新产品也是一把双刃 剑，犹如水能载舟，亦能覆舟，甚至带来 灾难性的后果，你是否同意这一观点？举 例说明。
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
转鱼抗寒基 因的番茄
不会引起过敏的转基因大豆
转基因龙胆花色奇异
转基因蓝猪耳改变花色
转基因牵牛花改变了花色
A：紫外光照射下的转 绿色荧光蛋白的 Eustoma (Lisianthus) 花。
B：转没有绿色荧光 蛋白的空质粒的花，
会发光的转基因鱼
最常用的质粒是大肠杆 菌的质粒，其中常含有抗药 基因，如四环素的标记基因。
质粒的存在与否对宿主细 胞生存没有决定性作用，但 复制只能在宿主细胞内成。

第二节 基因工程及其应用ppt课件

第二节 基因工程及其应用ppt课件

①…CTGCA ②…G
③
G… ④ AATTC…
…G
…CTTAA ACGTC…
G…
A. ①③；②④ C. ①④；②③
A
B. ①②；③④ D.以上都不对
精选PPT课件
17
基因操作(gene engineering)的工具
2.分子针线—DNA连接酶 (DNA linking-enzyme)
积极思考 DNA连接酶连接的是两个脱氧 核苷酸(deoxyribonucleotide)
获得高产、稳产和具有 优良品质的农作物和具 有抗逆性的作物新品种。
目的基因 AATTCCGTAG
黏性末端
GGCATCTTAA
精选PPT课件
15
思考:
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有
相同的黏性末端？ 具有
不同的限制酶呢？
形成的黏性末端不同
精选PPT课件
16
（2006.台州质检）下列是由限制酶切割形 成的DNA片段，能用相应DNA连接酶将它们 恢复连接的组合是
提取
与运载体DNA拼接
胰岛素基因
大肠杆菌(含胰岛素基因)
导入
你认为上述培育转 基因大肠杆菌的关
键步骤有哪些？
精选PPT课件
转基因大肠杆菌 (能分泌胰岛素)
11
• 培育转基因大肠杆菌的关键步骤：
1.ONE
胰岛素基 因从人体 细胞内提 取出来
2.TWO
胰岛素基 因与运载 体DNA连 接
3.THREE
胰岛素基因 导入受体 (大肠杆菌) 细胞
精选PPT课件
21
基因操作(gene engineering)的工具
• 大肠杆菌的质粒 (plasmid)：

基因工程及应用PPT课件

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（2）将目的基因连接到载体上，得杂化载体；（3）将杂化载体 （环状的DNA）引入宿主细胞（受体细胞），使目的基因及载体上 其它基因得以转录和翻译。
例题解析
1、 农业上大量使用化肥存在许多负面影响，“生物固氮”已 成为一项重要研究课题，实验证明，生物固氮是某些微生物（如 根瘤菌、蓝藻等）将空气中的N2固定为NH3的过程。
一个是有些甚至相当多疾病无法治疗 ，这就 是中西 医学结 合的缘 由。然 而，由 于二者 是两套 理论、 两股道 上跑的 车，（ 高血压 心脏病 糖尿病 ）风马 牛不相 及，从 理论上 讲就没 有结合 的可能 ，只是 形式上 的融合 罢了。 故出现 西医对 治疗不 了的疾 病只好 求助中 医，而 中医则 往往采 用西医 诊断中 医治疗 ，以及 中西治 疗法一 块用的 局面。 （肺血液血小板红血球白血球） 至于循证医学、比较医学、后现代医学 、行为 医学等 所谓“ 医学” ，都称 不上一 门独立 的医学 科学， 关于这 一点在 灵魂医 学有关 章节中 将有相 关点评 。（肿 瘤癌症 胃癌肠 癌肺癌 ）
弄不明白，治疗受到制约，在小小SARS、 禽流感 面前竟 束手无 策，在 糖尿病 、癌症 、心脑 血管疾 病、尿 毒症等 相当多 疾病面 前更是 不得不 求助或 借助中 医治疗 。一个 是疗效 不确实 ，一个 是有些 甚至相 当多疾 病无法 治疗， 这就是 中西医 学结合 的缘由 。然而 ，由于 二者是 两套理 论、两 股道上 跑的车 （肺血 液血小 板红血 球白血 球）， 风马牛 不相及 ，从理 论上讲 就没有 结合的 可能， 只是形 式上的 融合罢 了。（ 肺炎青 霉素肝 炎）
西医学是最近三四百年来建立在解剖 学、生 物学及 现代科 学技术 基础上 、（高 血压心 脏病糖 尿病） 发展起 来的一 门以“ 解剖人 、肉体 人”为 概念的 、新兴 的现代 医学科 学理论 体系。 主要采 用科学 实验方 法，（ 传染病 丙肝乙 肝甲肝 ）从宏 观到微 观，直 至目前 的分子 基因层 次水平 ，发展 极为迅 速，超 过其它 任何一 门医学 科学， 成为世 界医学 史上的 主流。 （肿瘤癌症胃癌肠癌肺癌）

基因工程及其应用精品PPT教学课件

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如:EcoRI限制酶
1、该限制酶能否识别GAATCC的序列，为什么？ 说明了限制酶具有的特性是 专一性 。
2、 EcoRI限制酶识别了GAATTC的序列后，将会 发生什么样的变化？
2020年10月2日
11
尝试标出下列序列受EcoRI 限制酶作用的切点
CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT
2020年10月2日
7
水母
2020年10月2日
8
能力体现
阅读教材，解决以下问题： 什么叫基因工程? 基因工程的基本操作步骤有哪些? 归纳出科学家实施基因工程的总体思路
2020年10月2日
9
智力游戏 请根据基因工程操作的基本步骤，将 下图拼接好。
2020年10月2日
10
1.基因的“剪刀”
积极思考
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
2020年10月2日
基因工程做成的“超级细菌” 13
2020年10月2日
14
感谢你的阅览
Thank you for reading
温馨提示：本文内容皆为可修改式文档，下载后，可根据读者的需求 作修改、删除以及打印，感谢各位小主的阅览和下载
日期：
演讲者：蒝味的薇笑巨蟹
Байду номын сангаас
工程疫苗和药物
4
胰岛素从猪、牛等动物的胰 腺中提取，100Kg胰腺只能提取45g的胰岛素，其产量之低和价格 之高可想而知。
将合成的胰岛 素基因导入大肠杆 菌，每2000L培养液 就能产生100g胰岛 素！使其价格降低 了30%-50%!
2020年10月2日
5
基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种 污染环境的物质。

基因工程及其应用PPT教学课件

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种类： 质粒、噬菌体和动植物病毒。
基因工程过程示意图
①从细胞中分 离出DNA
① ②
③ ④
②限制酶截取 DNA片断
③分离大肠杆 菌中的质粒
⑤ ⑥
④ DNA重组
⑤用重组质粒 转化大肠杆菌
⑥培养大肠杆菌 克隆大量基因
基因工程的操作步骤
提取目的基因 目的基因与运载体结合 目的基因导入受体细胞 目的基因的表达和检测
自从人类开始种植作物和饲养动物以来，就 从未停止过对品种的改良。传统的方法是选择育 种，通过汰劣留良的方法来选择和积累优良基因。
自从孟第德1节尔发现杂了交遗传育规种律与之诱后变，育人种工杂交的方 法用，被使广第育泛2节种应方用法于基得动因到植了物工较育程大种及的。其改人应进工用。诱基变因技工术程的的应
3、基因的“针线” ——DNA连接酶
连接酶的作用： 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DNA分子。 连接的部位：
生成3′- 5′磷酸二酯键 DNA连接酶的作用过程：
4、基因的运载体 ——质粒或病毒
作用： 将外源基因送入受体细胞。
条件： 能在宿主细胞内复制并稳定地保存。 具有多个限制酶切点。 具有某些标记基因。
基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果
基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因
DNA分子水平 剪切→拼接→导入→表达
人类需要的基因产物
2、 基因的“剪刀”
——限制性内切酶
识别特定核苷酸序列，切割特定DNA切点， 具特异性。
并裂解磷酸二酯键。
例：大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)能识别 GAATTC序列，并在G和A之间切开。
基因决定性状
❖ 豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮

第2节基因工程及其应用精品PPT教学课件

第2节基因工程及其应用精品PPT教学课件

2020/12/6
7
2、基因操作的工具 • 基因的剪刀——限制性内切酶
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAAGGGATT
CTTCATG GAAGTACTTAA
AATTCCCTAA GGGATT
目的基因 AATTCCGTAG
黏性末端
GGCATCTTAA
抗虫棉
具有柠檬味的西红柿
能产生人胰岛素的大肠杆菌
生物《必修2》
第六章 第二节 基因工程及其应用
2020/12/6
2
一、基因工程的原理
1、概念：基因工程又叫基因拼接技术 或DNA重组技术。
通俗地说，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。
提取目的基因 目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定
模拟制作：重组DNA分子的模拟操作
2020/12/6
11
2020/12/6
12
感谢你的阅览
Thank you for reading
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2、基因操作的工具 • 基因的针线——DNA连接酶
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝
合”起来，即把脱氧核苷酸和磷酸交替连接
而构成的DNA骨架上的缺口连接起来，这样一
个重组的DNA分子就形成了。
2020/12/6
9
2、基因操作的工具 基因的运输工具——运载体
2020/12/6
10
3、基因操作的基本步骤
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❖ 能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；
❖ 2.有一个至多个限制酶切位点
❖ 能与目的基因结合
❖ 3.有遗传标记基因
❖ 便于观察
❖ 4.对受体细胞无害、易分离
❖ 安全、比较容易得到
2020/12/27
18
基因工程培育黄金大米的的简要过程
玉米细胞
提取
普通大米细胞
相应基因 与运载体DNA拼接，导入
胰岛素从猪、牛等动物的胰 腺中提取，100Kg胰腺只能提取 4-5g的胰岛素，其产量之低和价 格之高可想而知。
将合成的胰岛 素基因导入大肠杆 菌，每2000L培养液 就能产生100g胰岛 素！使其价格降低 了30%-50%!
酸序列,并在特定切点切割DNA分子 作用于： 磷酸二酯键
几种常用限制性内切酶及其酶切位点
限制性内 切酶
识别位点
限制性内 切酶
识别位点
EcoRⅠ XbaⅠ XhoⅠ NdeⅠ
G↓AATTC T↓CTAGA C↓TCGAG CA↓TATG
ApaⅠ BglⅡ ClaⅠ SmaⅠ
GGGCC↓C A↓GATCT AT↓CGAT CCC↓GGG
2020/12/27
21
随 练习
⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是
（ Ａ）
①限制酶 Ａ．①②
②连接酶 Ｂ．③④
③解旋酶 Ｃ．①④
④还原酶 Ｄ．②③
⒉实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从
供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限
制性内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切
5
A
4
1
3
2
5
T
4
1
3
2
15
3、基因工程的运载体
（1）运载体：将外源基因 送入受体细胞的运输工具
（2）常用的运载体：
质粒、噬菌体和动、植物病毒等
标记基 因，便 于进行 检测。
其中质粒存在于 许多细菌和酵母菌等 生物中,是细胞染色体 外能够自主复制的很 小的环状DNA分子.
作为载体的必要条件
❖ 1.能自我复制
点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的（ Ｂ ）
Ａ．高效性
Ｂ．专一性
Ｃ2020．/12/2多7 样性
Ｄ．催化活性易受外界影响22
❖ 3、下列有关基因工程操作顺序的组合中，正
确的一组是（ C）
❖ ①目的基因的检测与表达 ❖ ②目的基因与运载体结合 ❖ ③将目的基因导入受体细胞
❖ ④目的基因的提取 ❖ A、④③②① B、①②③④ ❖ C、④②③① D、③④②①
2020/12/27
23
基因工程的 别名
操作原理 操作对象 操作水平 操作工具
基因拼接技术或DNA重组技术
基因重组 DNA或基因 DNA分子水平 限制酶、DNA连接酶、运载体
（1）提取目的基因
基本过程
（2）目的基因与运载体结合
（3）将目的基因导入受体细胞
（4）目的基因的表达和检测
结果
人类需要的基因产物
普通大米
2020/12/27
1
2020/12/27
2
学习目标：
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；
关注转基因生物和转基因食品的安全性。
学习重点：
基因工程的基本原理； 基因工程的安全性问题。
学习难点：
基因工程的基本原理； 转基因生物与转基因食品的安全性。
2020/12/27
2020/12/27
24
你知道什么是真正的硕果累累吗? 转 基 因 产 品 知 多 少
2020/12/27
25
基因工程与作物育种
2020/12/27
26
抗虫棉
抗CMV甜椒
2020/12/27
27
生长快、肉质好的转基因 乳汁中含有人生长激素的
鱼(中国)
转基因牛(阿根廷)
2020/12/27
28
3
基因工程：即 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 理： 基因重组
操作水平：DNA分子水平
结 果：定向地改造生物的遗传性状， 获得人类所需要的品种。
基因工程培育黄金大米的的简要过程
转鱼抗寒基 因的番茄
2020转/12/2黄7 瓜抗青枯病基因的甜椒
29
基因工程与药物研制
许多药品的生产 是从生物组织中提取 的。受材料来源限制 产量有限，其价格往 往十分昂贵。
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工
业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导
入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但
玉米细胞
提取
普通大米细胞
相应基因 与运载体DNA拼接，导入
大米细胞(含相应基因)
表达
大米植株(长黄金大米) • 黄金大米的培育有哪些关键步骤？ 2•020解/12/2决7 培育黄金大米的关键步骤要哪些工具？ 5
1、基因工程的
“ ” 指“ 限制性核酸内切酶 ”
来源: 主要存在于微生物 种类: 已发现的有200多种 特点: 一种限切酶只能识别一种特定的核苷
2020/12/27
8
限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程
2020/12/27
9
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思考:
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有
相同的黏性末端？ 具有
不同的限制酶呢？
形成的黏性末端不同
• 什么叫黏性末端？
当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切 开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切 口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正 好互补配对，这样的切口叫黏性末端。
2020/12/27
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2、基因工程的
“
” 指“DNA连接酶”
作用：将连互接补起配 来对，的使两之个成粘为性一末个端完 整的DNA分子
DNA连接酶的作用过程
2020/12/27
13
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DNA连接酶的作用位点是：相邻的两个 脱氧核苷酸的切口。即生成：磷酸二酯键。
磷 酸 二 酯 键
2020/12/27
大米细胞(含相应基因)
表达
12/27
19
基因工程操作的基本步骤
从细胞中分 离出DNA
限制 酶
提取目的基因
限制酶 DNA连 接酶
从大肠杆菌 中提取质粒
目的基因与 运载体结合
目的基因导 入受体细胞
2020/12/27
目的基因的
表达与检测
20
能解决产量问题，还能大大降低生产成本。
2020/12/27
30
用转基因的植物生产药物
转基因抗乙肝西红柿(中国)，虽然不能治愈
乙肝，但一年只吃几个抗乙肝西红柿，就完全能
代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食
品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经过多代繁
2020/1殖2/27，使转入的基因稳定化。
31