当前位置：文档之家 › 基因工程及其应用(动画)

基因工程及其应用(动画)

  • 格式：ppt
  • 大小：2.41 MB
  • 文档页数：39

下载文档原格式

  / 39

合集下载

基因工程及其应用图解

基因工程及其应用图解

生燃料生产
利用转基因微生物转化生物质， 生产可再生的生物燃料，减少化 石燃料消耗。
生物修复
利用基因工程技术改造微生物， 用于清除污染物，修复环境污染。
基因工程的伦理和风险问题
1 伦理问题
包括基因改良是否符合道德原则，个体权益和公众利益的平衡。
2 风险评估
需要对基因工程技术的长期影响、安全性和环境风险进行全面评估。
3 透明度和监管
建立透明的监管和管理体系，确保基因工程的安全与可持续发展。
基因工程未来的发展趋势和前景
精准医学
基因工程将在个性化医疗方面发挥重要作用，根据 个体基因信息提供定制化的治疗方案。
可持续农业
基因工程将继续提高农作物的适应性和产量，推动 可持续农业的发展。
基因工程及其应用图解
基因工程是一种革命性的科学技术，可以通过改变生物的遗传信息来创造新 的特性和功能。本演示将介绍基因工程的定义、原理、技术以及在农业、医 学和环境保护领域的应用。
基因工程的基本原理和技术
基本原理
通过定向改变生物的遗传物质， 如 DNA 序列，来改变其性状和 表现。
主要技术
包括基因克隆、DNA 合成、基 因编辑和基因传递等技术，可 精确操控生物的基因。
应用案例
例如，利用 CRISPR-Cas9 技术可 以精确编辑人类基因，治疗某 些遗传病。
基因工程在农业中的应用
作物改良
通过转基因技术可使作物具 有较高的产量、抗病性和耐 逆性，提升农业生产效益。
生物农药
利用基因工程技术培育具有 杀虫或杀菌功能的生物农药， 减少化学农药对环境的污染。
缺陷改良
利用基因编辑技术可修复作 物中的基因缺陷，提高其品 质和营养价值。

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

2-6-2基因工程及其应用

2-6-2基因工程及其应用

切开DNA
用DNA连接酶连接
重组DNA
将重组DNA导入受体细胞
增殖
基因产物
基因产物
§6—2
·基因工程的原理
基因工程及其应用
【基础1】简述基因工程操作的几个步骤。 【基础2】假如用限制性内切酶 Eco RI 处理以下的DNA序列，会 产生几个片段？请先写出下面的DNA序列的互补链，然后标出酶切位 点。 ↓
讨论：你认为应该如何对待转基因生物和转基因食品的安全性问题？
§6—2
基因工程及其应用
·基因工程的原理 ·基因工程的应用 ·转基因生物和转基因食品的安全性
课外实践 调查转基因食品的发展现状
去超市调查，仔细看食品包装上的标签和说明，看看哪些是转基因食品。 去有关部门调查，了解我国转基因食品的研发和推广情况。 通过媒体调查等途径，了解我国或其他国家在对待转基因生物及转基因食 品上有哪些法律规定，并解释这些法规所针对的安全性或其他问题，结合自己 的观点，写一篇综述。
§6—2
基因工程及其应用
【拓展2】如果你是一个生产基因工程产品的农场的经营者，你 将如何向客户解释你的产品，并让他们放心地购买你的产品？ 【拓展3】设计并制作一则关于转基因作物和转基因食品安全性 的公益广告，形式不限。
自我检测
一、概念检测 1.连线
1.基因工程中剪切基因的工具 2.人工诱变常用的处理手段 3.基因工程中拼接基因的工具 4.杂交育种利用 A.细菌在发酵罐内发酵 B.限制性内切酶 C.辐射 D.基因的自由组合原理
§6—2
·基因工程的原理 ·基因工程的应用
基因工程及其应用
＊基因工程与动、植物育种： ＊基因工程与药物研制： ＊基因工程与环境保护：
有毒工业废水生物处理工程

6.2基因工程及其应用

6.2基因工程及其应用

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，不但能解决产量问题，还 能大大降低生产成本。
(三)基因工程与环境保护：“超级细菌”
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基 因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多 种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属， 分解DDT等毒害物质。
转黄瓜抗青枯病基 转鱼抗寒基因的番 因的甜椒 茄
生长快、肉质好的转 基因鱼(中国)
乳汁中含有人生长 激素的转基因牛(阿 根廷)
(二)基因工程与药物研制：干扰素、白细胞介素、溶 血栓剂、凝血因子，以及乙肝、霍乱、伤寒、疟疾的 疫苗等等。
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
(三)基因的运输工具——运载体
要让一个从甲生物细胞内取出来的目的基因 (如抗虫基因),送入受体细胞(如棉细胞),还需要有 运输工具,这就是运载体。为什么需要？ 1、作为运载体必须具备的条件 ① 能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。 ② 具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。
③ 具有某些标记基因，便于进行筛选。 如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基 因等。 ④ 对宿主细胞无毒害作用。
三、基因工程操作的基本步骤
(一)获取目的基因
基因工程的第一步，是取得人们所需要的特定基 因，也就是目的基因。(如抗虫基因，抗病基因、种 子的贮存蛋白基因，以及人的胰岛素基因、干扰素基 因等) 获取目的基因的途径主要有两条： 一是从供体细胞的DNA中直接分离基因；
二是人工合成目的基因。(包括反转录法和根据蛋白 质中的氨基酸序列推测出核苷酸序列再经化学方法合 成DNA)

_基因工程的应用pptPPT课件

_基因工程的应用pptPPT课件

第24页/共56页
二 动物基因工程前景广阔
IMN
5.乳房生物反应器的操作过程与转基因动物操作 过程有何不同之处？并阐述原因？
要在编码蛋白质的基因序列前加上乳腺组织 中特异表达的启动子（乳腺蛋白基因的启动 子）构成表达载体。
因为产品在奶中形成，需要乳腺组织中特异 表达的启动子。（基因的选择性表达）
第25页/共56页
二 动物基因工程前景广阔
IMN
1.动物基因工程的应用体现在那些方面？ 用于提高动物生长速度 用于改善畜产品的品质 用转基因动物生产药物 用于转基因动物作器官移植的供体
第17页/共56页
二 动物基因工程前景广阔
IMN
2.如何利用动物基因工程技术提高动物的生长 速率? 3.怎样能在其他营养成分不受影响的情况下,降 低乳糖的含量?
现可利用基因工程方法，将人的生长激 素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。 人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长 激素，相当于6万具尸体的全部产量。
第35页/共56页
四、基因治疗曙光初照
• 基因诊断： 也称为DNA诊断或基因探针技术，即在
DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的 疾病进行诊断。
Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶 抑制剂基因、植物凝集素基因等 4）例子： 转基因抗虫水稻、抗虫棉
第3页/共56页
1.3 基因工程的应用
一 植物基因工程硕果累累
IMN
2.抗病转基因植物 1）目的基因：
最多： 病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因 抗真菌转基因植物： 几丁质酶基因和抗毒素合成基因
第26页/共56页
三 基因工程药品异军突起
第27页/共56页
• 在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、 干扰素直接生物体的哪些结构中提取？

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：
展示你的搜索成
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。

6.2基因工程及其应用(动画公开课用)

6.2基因工程及其应用(动画公开课用)

作用：
其作用与限制性内切 酶相反，作用点相同
DNA连接酶的作用过程
点击播放
3、基因工程的
目的基 因
质粒、噬菌体和动、植物病毒等 常用的运载体：
它们的共同特点是：
都有侵染或进入 宿主细胞的能力
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,是拟 核或细胞核外能够自主复 制的很小的环状DNA分子.
C
A
B
4.基因工程技术在培育抗旱植物用于发展沙漠农 业和改造沙漠方面显示了良好的前景,荷兰一家公 司将大肠杆菌中的海藻糖合成酶基因导入植物(如 甜菜、马铃薯等)中并获得有效表达，使“工程植 物”增强了耐旱性、耐寒性的基本操作步骤是：
海藻糖合成酶基因的获取
①
③
②
目的基因与运载体结合 目的基因的表达和检测
环境监测
利用基因工程培育的“指示生物”能十分 灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污 染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物 。
环境污染治理
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。
通常一种假单孢 杆菌只能分解石油中 的一种烃类．用基因 工程培育成功的“超 级细菌”却能分解石 油中的多种烃类化合 物。 科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分 解DDT等毒害物质的细菌。
二、基因操作的工具
1、性核酸内切酶 ”
一种限制酶只能识别一种特定的 核苷酸序列,并在特定切点切割
这个特点说明了：酶具有专一性
限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程
点击播放
2：基因工程的
“ ”
指“DNA连接酶”
与DNA聚合 酶区别？
DNA类似于梯子，能连 接“梯子”断口的“扶手”， 而非“梯子”中间的“踏 板”。

基因工程及其应用教案{公开课)

基因工程及其应用教案{公开课)

《基因工程及其应用》教学设计授课教师：陈景松班级：高一（1）班【教学目标】（一）知识与技能①知道基因工程的概念②掌握基因工程操作的基本工具③理解基因工程操作的基本步骤④举例说出基因工程的应用（二）过程与方法①通过对概念、原理、方法的理解和掌握，逐步形成分析、综合等思维能力，具备运用学到知识评价和解决实际问题的能力。

②通过引导学生网上探究，引导学生主动参与，培养收集处理信息的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。

（三）情感态度与价值观①形成结构与功能相统一的基本观点。

②培养理论联系实际的良好学风，培养爱国主义热情。

③关注科学与社会。

【教学重、难点】重点：①基因工程的基本原理②基因工程操作的工具③基因工程的基本操作步骤及其应用难点：①基因工程的基本原理。

②基因工程的应用及其安全性【课时安排】1课时教学过程教学内容教学手段结合课件与实例演示新课引入选育、杂交、诱变，实践、理论、实践，几多辉煌，几多遗憾。

基因工程异军突起，朝阳产业，光明无限。

基因工程的诞生，使人们能按照所设计的蓝图，进行跨越种间鸿沟的基因转移，从而定向的改变生物的遗传特性，创造出新的生物类型。

或者说杂交育种有哪些局限性？人类是否可以按照自己的意愿直接定向改变生物呢？问题探究为什么能把人的基因“嫁接”到细菌上？利用“问题探讨”，提出问题组织学生讨论、交流。

你能推测这种“嫁接”怎样才能实现的吗？这种“嫁接”对品种的改良有什么意义？基因工程的原理基因工程的工具基因工程的步骤基因工程把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上。

用什么样的方法才能实现实现这种“嫁接”呢？基因工程所需要的工具是怎样的呢？基因的“剪刀”是什么？EcoRI限制酶在DNA分子内部“下剪刀”的部位是怎样的？要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性未端？基因的针线是什么？其作用部位在哪？什么是运载体？常用的运载体有哪些？是否要用同一种限制性内切酶来处理运载体呢？基因工程的四个步骤举例说明什么是目的基因。

生物：基因工程及其应用(极品课件)2

生物：基因工程及其应用(极品课件)2

当人类拥有了只有大自然才拥有的改造生 创造生物的能力时,我们是否感到很坦然呢? 物,创造生物的能力时,我们是否感到很坦然呢?
转基因食品
安全吗?! 安全吗
目前,大多数专家认为, 目前,大多数专家认为,已经投入 商品化生产的转基因番茄, 商品化生产的转基因番茄,玉米等 农产品都是安全的. 农产品都是安全的.迄今为止尚无 食用转基因生物产品引起任何严重 问题的科学报道. 问题的科学报道.
基因工程在畜牧养殖业上的应用 繁殖具有抗病能力 抗病能力, 1,繁殖具有抗病能力, 高产仔率, 高产仔率,高产奶率和 高质量的皮毛等优良品 高质量的皮毛等优良品 转基因动物. 质的转基因动物 质的转基因动物.
超级羊
将人的生长激素基因和牛的生长激素 基因分别注射到小白鼠受精卵中, 基因分别注射到小白鼠受精卵中,得到 的"小超级鼠".
胰岛素——治疗糖尿病的特效药 胰岛素——治疗糖尿病的特效药. 治疗糖尿病的特效药. 干扰素——抗病毒的特效药 干扰素——抗病毒的特效药. 抗病毒的特效药.
基因工程药品
白细胞介素,溶血栓剂, 白细胞介素,溶血栓剂,凝 血因子, 血因子,人造血液代用品
人造血液及其生产 人造血液及其生产
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物 疫苗: 疫苗: 乙肝,狂犬病,百日 乙肝,狂犬病, 霍乱,伤寒, 咳,霍乱,伤寒,疟 疾
标记 基因
二,基因工程的应用
基因工程在农业上的应用: 基因工程在农业上的应用: 1)高产,稳产和具优良品质的品种 高产,稳产和具优良品质的品种 和具优良品质
用基因工程的方法可以改 善粮食作物的蛋白质含量. 善粮食作物的蛋白质含量. 向日葵豆"植株. 如"向日葵豆"植株.

基因工程及其应用[可修改版ppt]

基因工程及其应用[可修改版ppt]

同裂酶(来源不同但识别相 同靶序列)
Sau3A I GATC
同尾酶(来源不同，识别 靶序列不同但产生相同粘 性末端)
CTAG
BamH I GGATCC
CCTAGG
4、限制片断的末端连接作用
分子间的连接：不同的DNA片断通过互补的粘性 末端之间的碱基配对而彼此连接起来。
分子内的连接：由同一片断的两个互补末端之 间的碱基配对而形成的环形分子。
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）端核苷酸转移酶（terminal transferase）
5’脱氧核苷三磷酸进行5’－3’方向的聚合作用， 逐个地将脱氧核苷酸分子加到线性DNA分子的3’-OH 末端。
一 基因工程育种
是运用体外DNA各种操作或修改手法获得目的基因， 再借助于病毒、细菌质粒或其他载体，将目的基因转移至 新的宿主细胞并使其在新的宿主细胞系统内进行复制和表 达，或者通过细胞间的相互作用，使一个细胞的优良性状 经其间遗传物质的交换而转移给另—个细胞的方法。
基因克隆过程：
１、获得待克隆的DNA片段（基因）； ２、目的基因与载体在体外连接； ３、重组DNA分子导入宿主细胞； ４、筛选、鉴定阳性重组子； ５、重组子的扩增与／或表达。
维持酶的稳定性。 ｄ. 牛血清蛋白（BSA） ：维持酶的稳定性。
６、核酸内切限制酶对DNA的消化作用
⑴核酸内切限制酶以同型二聚体形式与靶序列发
生作用。
⑵核酸内切限制酶对DNA的局部消化
完全的酶切消化：识别序列n个碱基的核酸内切 限制酶，对DNA的切割能达到每隔4n切割一次 的水平。
局部酶切消化：不让核酸内切限制酶对大量的 DNA消化完全，就可以获得平均分子量大小有 所增加的限制片断产物，进行不完全的限制酶消 化反应。 a. 缩短酶切的消化反应的保温时间 b. 降低反应的温度（37--4）结束酶的活性

_基因工程及其应用_第1课时_的教学设计与点评

_基因工程及其应用_第1课时_的教学设计与点评

茛 学生活动： 探究并分组合作构建重组 DNA 分子模型 ，理 解工具酶的作用
茛 师生活动：通过动画课件展示基因工程操作的基本步骤，师 生 归 纳 基 因 工 程 操 作 的 “四 步 曲 ”，并 引 导 学 生 分 析 如 何 获 得发光老鼠的过程，加强基因工程操作过程的理解应用
茛 总结再现本节课的知识并布置学生课外收集基因工程的应 用相关资料
“基因工程的
引入新课：展示色彩绚丽的转基因生物、科幻图
片和播放“蓝色妖姬”视频导入
茛 设疑，讨论，简单介绍“蓝色妖姬”的产生
茛 引出“基因工程”的概念
茛 师生活动：探讨培育“蓝色妖姬”的具体过程（结合资料，大胆 尝试）并归纳出培育“蓝色妖姬”的关键步骤（生活化设喻）
茛 引出并用类比方法介绍基因工程的基本工具：剪刀、针线、运载体
2012·6、7 NEW EDUCATION
教学步骤环节
教师的组织和引导（教学内容的呈现）
教学过程预设 学生活动（学习活动的设计）
设计意图
探究 4：充当运载体应该具有什么特点？ 模 型 构 建 3：两 人 一 组 动 手 做 一 个 重 组 DNA（重 组 质 粒）模型 出示：动动手：已知限制性内切酶的识别序列和切点是 _G↓AATCC_。 在目的基因 的 两 侧 均 有 它 切 点 ，而 质 粒中也有它的一个切点。请用剪刀代表限制酶，透明胶 代替 DNA 连接酶，利用所给的硬纸片，制 作 一 个 重 组 质粒的模型。 巡视、指导学生制作（模型讲解） 展示学生的成果 过渡： 基因工程给科学插上想象的翅膀能帮助我们实 现很多美好梦想， 那么基因工程具体是如何进行操作 的呢？ 播放基因工程操作的基本步骤的动画 归 纳 基 因 工 程 操 作 的 基 本 步 骤 ( 四 步 曲 )：1. 目 的 基 因 的 提取 2. 目 的 基 因 与 运 载 体 结 合 3. 目 的 基 因 导 入 受 体 细 胞 4. 目 的 基 因 的 检 测 与 表 达 探究 5： 请大家根据基因工程操作的基本步骤 (四步 曲)，设计如何获得发光老鼠？ （出示图解形式）

人教版教学素材基因工程及其应用课件

人教版教学素材基因工程及其应用课件

第二节 基因工程及其应用莲花中学 刘冬兰本节聚焦：（一）基因工程的原理1、基因工程的概念：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。

2、基因工程的工具①基因的“剪刀”：限制性内切酶（具有特异性），一种限制酶只能列识别特定的核苷酸序列。

②基因的“针线”：DNA 连接酶（连接不同DNA 分子的“接口”）③基因运输工具：运载体作为运载体必须具备以下条件：其一：能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；其二：具有多个限制酶切点，便于与外源基因连接；其三，具有某些标记基因，便于筛选。

常用的运载体：质粒、噬菌体、动植物病毒。

3、基因工程的操作过程形成重组DNA 分子常用的受体细胞：大肠杆菌、土脓杆菌、动植物细胞 检测：根据标记基因是否导入 表达：通过特定导入性状的产生是否确定目的基因是否表达直接分离法（鸟枪法） 人工合成法（三）转基因生物与转基因食品的安全性有关转基因造成的危害可能有以下几方面：①可能破坏生物多样性②可能干扰生态系统的稳定性③可能干扰产生抗除草剂的杂草④可能产生新毒素或者新过敏原例题选讲：[例1]（07高考·全国理综Ⅱ）下列有关基因工程中限制性内切酶的叙述，错误的是（）A.一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B.限制性内切酶的活性受温度的影响C.限制性内切酶能切割RNAD.限制性内切酶可以从原核生物中提取[解析]:考查限制性内切酶的相关知识,此类酶主要存在于微生物中，可以从细菌等核生物中提取；每种限制酶只能识别一种特定的脱氧核昔酸序列并从特定切点切割DNA分子，它不能对RNA分子发挥作用。

选C[例2]（07高考·北京理综）利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需的产品。

下列各项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是（）A.棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列D.酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白[解析]:基因在受体细胞中成功表达的标志是合成出具有正常生物活性的蛋白质分子。

基因工程及其应用公开课

基因工程及其应用公开课
基因工程及其应用公开课
能产生人胰岛素的大肠杆菌
一、基因工程(gene engineering)
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。
原理 操作环境 操作水平
结果
基因重组 生物体外 DNA分子水平 定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。
基因治疗——用正常的基因取代或修补病人细胞中有缺陷的基因，从而达到治疗疾病的目的
1990年9月14日，安德森对一例患ADA缺乏症的4岁女孩进行基因治疗。这个4岁女孩由于遗传 基因有缺陷，自身不能生产ADA，先天性免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他们将这个 女孩的白血球进行基因改造，使有缺陷的基因被健康的基因替代，然后把含正常白血球的溶液输入 她左臂的一条静脉血管中。在以后的10个月内她又接受了7次这样的治疗，同时也接受酶治疗。后 来，她的免疫功能日趋健全，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活，并进入普通小学上学。
转基因植物的安全性争论
• 支持派认为：如果转基因农业生物技术得不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且强调，迄 今为止并没有发现转基因食品危害人体健康和环境的确切证据。
• 美国人食用转基因食品已多年，超级市场上有4000多种商品是含有转基因植物成分的，还 没有事例证明人吃了以后会得病，甚至会引起死亡。
无表达产物
无表达产物
有表达产物
无表达产物
三、基因工程的操作步骤 • 步骤四：目的基因的检测和表达 • 受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗？
二、基因工程的操作步骤
水母
1、基因工程与作物育种 转基因抗虫棉花
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

我国的行动
1.2001年5月，国务院公布《农业转基因生物 安全管理条例》，对农业转基因生物的研 究和试验、生产和加工、经营和进出口等 作了具体规定。 2.趋利避害，不能因噎废食。
练习题
请写出下面各项培育方法： （1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法是 单倍体育种 。 （2）用60Co 辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法是 诱变育种 。 （3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是 多倍体育种 。 （4）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面，获得了果大、肉厚和 维生素含量高的青椒新品种，这种育种原理本质上属于诱变育种 。 （5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，培育出抗倒伏、抗锈病 的品种，所用方法是 杂交育种 。 （6）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期早、蛋白质含量高的品 系，这种方法是 多倍体育种 。 （7）将白菜与甘蓝的体细胞用酶处理，再用聚乙二醇使其融合，通过组织培养获得新的 植物品种。这种方法是植物体细胞杂交育种 。 转基因育种 （8）将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花受精卵中，培育出抗虫棉的方法是 。 植物组织培养 （9）生产“人工种子”采用的方法是 。
获得人类所需要的品种。
供体细胞 目的基因 受体细胞
获得新性状
二、基因操作的工具
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序 列，并在特定的切点上切割DNA分子。 专一性 如:EcoRI限制酶
1.基因的“剪刀”──限制性内切酶（限制酶）
限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程
点击播放
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？
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， 不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。
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%!
第6 章
从杂交育种到基因工程
第2节 基因工程及其应用
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。
抗虫害的玉米
转鱼抗寒基 因的番茄
转基因鲑 鱼
资料分析引入 资料一：目前， 全球的氮肥生 产耗费世界总 电力的 3%-4% ， 且农作物只能 吸 收 氮 肥 的 1/10, 造成了大 面积土壤和水 质的污染。
２.基因的针线──DNA连接酶
连接酶的作用是：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。
DNA连接酶的作用过程
点击播放
G AA T T C
C T T AA G
G AA T T C
C T T AA G

用同种限制酶切割
G AA T T C G G AA T T C G
C T T AA
4.其他
基因诊断：如用基因探针检测肝类病毒、诊 断遗传病 基因治疗：把健康的外源基因导入有基因缺 陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。
五、转基因生物和转基因食品的安全性
阅读P105资料分析，讨论：
你认为应该如何对待转基因生物 和转基因食品的安全性问题？
转基因生物与食物安全
• • • • • 反对实质性等同。 • 实质性等同是转基因 农作物安全性评价的 担心滞后效应。 起点而非终点。 担心出现新的过敏原。 • 多环节、严谨的安全 担心营养成分改变。 性评价，可以保证转 把动物蛋白转入农作 基因食物的安全。 物是否侵犯了素食者 • 科学家审慎的态度。 的权益？ • 没有转基因食物影响 人体健康的实例。 • 举证排除法。
尝试写出下列序列受EcoRI 内切酶作用后的黏性末端
CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT GAATTCCGTAGAATTCGGATT AATTCCGTAG GGCATCTTAA CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA
CTTCATG GAAGTACTTAA
AATTCCCTAA GGGATT
⒋采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基 因的作法正确的是（ ） ①将毒素蛋白注射到棉受精卵中 ②将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，注射到棉受精卵中 ③将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，与质粒重组，导入 细菌，用该细菌感染棉的体细胞，在进行组织培养 ④将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，与细菌质粒重组， 注射到棉的子房并进入受精卵中 Ａ．①② Ｂ．②③ Ｃ．③④ Ｄ．④①
转基因生物与环境安全
• 会破坏生态系统的稳定性。 • 重组的微生物在降解某些 化合物时所产生的中间产 物，可能造成二次污染。 • 重组DNA与微生物杂交可 能产生对人类有害的病原 微生物。 • 转基因植物的花粉中含有 的毒蛋白通过食物链有可 能进入动物或人体。 • 转入的是自然界已有的基 因，，不会破坏生态系统 的稳定性。 • 可以减少农药用量。 • 抗除草剂农作物使农田管 理更容易。 • 新闻报道不实，公众的过 分担忧。
3.基因工程与环境保护 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。
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培 育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有 的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。
利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地 反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡， 甚至还可以吸收和转化污染物。 环境检测：用DNA探针检测水中病毒的含量
2.目的基因与运载体结合 用与提取目的基因 相同的限制酶切割质粒 使之出现一个切口，将 目的基因插入切口处， 让目的基因的黏性末端 与切口上的黏性末端互 补配对后，在DNA连接 酶的作用下连接形成重 组DNA分子。
3.将目的基因导入受体细胞
导入
常用的受体细 胞：菌类和动 植物细胞
扩增
4.目的基因的表达和检测 大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受 体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中 检测出来。 将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中 是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落， 保留有表达产物的进一步培养、研究。
资料三：以 往，治疗糖尿病 的胰岛素是从动 物胰腺中提取的， 从100千克猪、牛 等动物的胰腺只 能提取 3 － 4 克胰 岛素，治疗一个 患者需宰杀 40 － 50 头牛，这种药 物的造价就可想 而知了。
微生物可以有分泌产物，且微生物 繁殖速率快
设想 一 设想 二
能否让禾本科的植物也能够固定空气 中的氮？ 能否让细菌“吐出”蛛丝？ 能否让微生物产生出人的胰岛素、干 扰素等珍贵的药物？
1.基因工程与作物育种
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。
转鱼抗寒基因 的番茄
转黄瓜抗青枯病基因的甜 椒
获得人们所需要的和具有优良品质的转基因动物
生长快、肉质好的转基因鱼(中 国)
乳汁中含有人生长激素的转基 因牛(阿根廷)
2.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。
①限制酶 ②DNA连接酶 ③解旋酶 ④还原酶 Ａ．①② Ｂ．③④ Ｃ．①④ Ｄ．②③ 2.基因工程的正确操作步骤是（ ） ①使目的基因与运载体结合 ②将目的基因导入受体细胞 ③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 ④提取目的基因
Ａ． ③②④① Ｃ． ④①②③ Ｂ． ②④①③ Ｄ． ③④①②
3.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，切点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的（ ） Ａ．高效性 Ｂ．专一性 Ｃ．多样性 Ｄ．催化活性易受外界影响
3.基因的运输工具——运载体
常用的运载体： 质粒、噬菌体和 动植物病毒等
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。
标记基 因，便 于进行 检测。
三、基因工程基本步骤
1、获取目的基因
提取目的基因的方法
⑴直接分离基因——鸟枪法
将供体生物的DNA用限制酶 切割为许多片段，再用运载体将 这些片段都运载到受体生物的不 同细胞中去。只要有一个细胞获 得了需要的目的基因并得以表达， 基因工程就算成功了。 该法最大的缺点是带有很大 的盲目性，工作量大，成功率低。 且不能将真核生物的基因转移到 原核生物中去。
豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮
资料二：蛛丝 是自然界最奇特的物 质之一，它具有极强 的韧度，其韧度是同 样直径钢材的好几倍。 但与家蚕不同，蜘蛛 不能家养，因为它们 会互相吞食，所以不 可能建立人工饲养蜘 蛛的农场。30多年来， 科学家们一直试图找 到利用其他生物体来 制造蛛丝的办法。
蜘蛛能够吐出蛛丝
无表达产物
无表达产物
有表达产物
无表达产物
？如何让大肠杆菌生产人胰岛素？
①从细胞中分 离出DNA
③ ①
②限制酶截取 DNA片断 ③分离大肠杆 菌中的质粒
②
④
④ DNA重组
⑤
⑥
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
细菌和人是差异非常 大的两种生物,为什么通过 基因重组后,细菌能够合成 人体的某些蛋白质呢?
1.基因工程的概念 2.基因工程操作的基本工具 基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶
基因的“针线”——DNA连接酶
基因的运输工具——运载体（质粒）
3.基因操作的基本步骤 目的基因提取 目的基因与运载体结合 目的基因导入受体细胞
目的基因的检测与鉴定
⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是( )