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人教版生物必修二6.2.1 基因工程及其应用

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【人教版】高中生物必修二《 6.2 基因工程及其应用》课件

【人教版】高中生物必修二《 6.2 基因工程及其应用》课件

如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法-记忆规律
记忆中
选择恰当的记忆数量
魔力之七：美国心理学家约翰·米勒曾对短时记忆的广 度进行过比较精准的测定：通常情况下一个人的记忆 广度为7±2项内容。
超级记忆法-记忆规律
TIP1：我们可以选择恰当的记忆数量——7组之内！ TIP2：很多我们觉得比较容易背的古诗词，大多不超过七个字，很大程度上也 是因 为在“魔力之七”范围内的缘故。我们可以把要记忆的内容拆解组合控制 在7组之 内（每一组不代表只有一个字哦，这7组中的每一组容量可适当加大）。 TIP3：比 如我们记忆一个手机号码18820568803，如果一个一组的记忆，我 们就要记11组，而如果我们拆解一下，按照188-2056-8803，我们就只需要 记忆3 组就可以了，记忆效率也会大大提高。
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法-记忆规律
第四个记忆周期是 1天 第五个记忆周期是 2天 第六个记忆周期是 4 天 第七个记忆周期是 7天 第八个记忆周期是15天 这五个记忆周期属于长期记忆的范畴。 所以我们可以选择这样的时间进行记忆的巩固，可以记得更扎实。
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法--场景法
方向
资料
筛选
认知
高效学习模型-学习的完整过程
消化
固化
模式
拓展
小思考
TIP1：听懂看到≈认知获取； TIP2：什么叫认知获取：知道一些概念、过程、信息、现象、方法，知道它们 大 概可以用来解决什么问题，而这些东西过去你都不知道； TIP3：认知获取是学习的开始，而不是结束。
为啥总是听懂了， 但不会做，做不好？
TIP1：NPC代入，把自己想成其中的人物，会让自己的记忆过程更加有趣 （比如你穿越回去，成为了岳飞的母亲，你会在什么背景下怀着怎样的心情在 背 上刺下“精忠报国”四个字）； TIP2：越夸张越搞笑，越有助于刺激我们的大脑，帮助我们记忆，所以不妨在 编 故事时，让自己脑洞大开，尝试夸张怪诞些~
人教版生物必修二6.2基因工程及其应用 课件

人教版生物必修二6.2基因工程及其应用 课件

(1) 基本组成单位相同 4种脱氧核苷酸 (2) 空间结构相同 2条反向平行的脱氧核苷酸长
链形成规则的双螺旋结构 (3) 碱基配对方式相同 A与T配对，G与C配对
(4) 所有生物共用一套遗传密码子
能 发 光 的 水 母
一：基因工程的原理 什么是基因工程？
又称基因拼接技术或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，定向的改造生物的遗传性状。
一：基因工程的原理
从大肠杆菌 中提取质粒
3.目的基因导 入受体细胞
目的基因是否导入受体细胞？
4.目的基因的 目的基因是否转录形成mRNA？ 检测与鉴定
目的基因是否翻译形成蛋白质？
二、基因工程的应用 1、基因工程与作物育种
运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性 好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途 的动、植物。
讨论：
①你知道为什么能把人的基
因“嫁接”到细菌上吗？
②你能推测出，这种基因的
“嫁接”是怎么实现的吗？
③你能举出一些类似的、与
(转入人胰岛素基因的大肠杆菌)
你的生活关系很密切的例子吗？
细菌和人是差异非常大的两种生物，通过基因重组后， 细菌能够合成人体的某些蛋白质，你知道为什么能把人 的基因“嫁接”到细菌上吗？
乳汁中含有人生长激素的 转基因牛(阿根廷)
二、基因工程的应用 1、基因工程与作物育种
培育抗逆性品种
将细菌的抗虫、抗病毒、 抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、 抗高温等抗性基因转移到作物 体内，将从根本上改变作物的 特性。如转基因抗虫棉。
抗虫基因作物的意义：
减少农药的用量，降低了生产 的成本，减少了农药对环境的污染。
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
6.2基因工程及其应用—人教版高中生物必修二课件(共27张PPT)

6.2基因工程及其应用—人教版高中生物必修二课件(共27张PPT)

条件：（1）必须是单链；
（2）带有容易被检测出来的标记物。
原理：DNA分子杂交（碱基互补配对）
C TT AA G
G
AA TT C
G
AA TT C
C TT AA
G
C TT AA
G
基因的针线：DNA连接酶
G AA TT C
C TT AA G
二、 基因操作的工具
要让一个从甲生物细胞内取出来的基因(如抗 虫基因),送入受体细胞(如棉细胞),还需要有特殊的 运输工具,这就是运载体。
二、 基因操作的工具
秋水仙素处理萌 物理或化学方法 将一种生物特定基因
发的种子、幼苗 处理动植物
转移到另一种生物体
、微生物
内
不同个体的优良性状 明显缩短育种年限，植物茎杆粗壮，
可集中到同一个个体 后代一般都为纯种 果实、种子大，
上
营养高
提高变异频率，大幅度 改良某些性状，加速育
定向地改造生物
种进程
的遗传性状
育种时间长，需 及时发现优良性 状
青霉菌能产生对人类有用的抗生素 ——青霉素
❖家蚕能够吐出蚕丝为人类利用
定向基因改造设想
设想 能否让细菌“吐出”蚕丝？
设想 能否让微生物产生出人的胰岛素等珍 贵的药物？
经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创 立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。
胰岛素是治疗糖尿病的特效药。以往临 床上给病人注射用的胰岛素主要从猪、 牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺 只能提取4-5g胰岛素。用这种方法生产 的胰岛素产量低，价格昂贵，远远不能 满足需求。1978年，科学家将人体内能 够产生胰岛素的基因移植到大肠杆菌内， 并且在大肠杆菌内获得人的胰岛素。这 样，用2000L大肠杆菌培养液就可以提 取100g胰岛素，相当于从2t猪胰腺中提 取的量。1982年，美国一家基因公司用 基因工程方法生产的胰岛素开始投入市 场。
人教版生物必修二6.2基因工程及其应用

人教版生物必修二6.2基因工程及其应用


1、为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生
物上？ ①不同生物的DNA在空间结构上一致
②几乎所有的生物都共用一套遗传密码 2、这种“嫁接”对品种的改良有什么意义？
可定向改造生物
3、推测这种“嫁接”怎样能实现？
一、基因工程的概念
1.原理： 基因重组
2.操作水平：DNA分子水平
3.转基因的结果：定向地改造生物的遗传性状，
加速育种进程
性状
有利变异少，需要 可能引起生
处理大量实验材料， 态危机，技
具有不确定性
术难度大
普通小麦花 药离体培养
无籽西瓜
青霉菌高产 菌株的培育 黑农五号大 豆
转基因抗虫 棉、胰岛素
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
②连接酶 ③解旋酶
④还原酶
Ａ．①②
Ｂ．③④ Ｃ．①④ Ｄ．②③
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
基因的针线：DNA连接酶
G AA TT C C TT AA G
DNA连接酶连接 的是DNA骨架上 的缺口，不是碱 基间的氢键
3. 运载体
（1）作用： 将外源基因送入受体细胞
（2）种类：
质粒、噬菌体和动植物病 毒等
（3）质粒存在于许多细
4.优点：
获得人类所需要的品种。
①克服了远缘杂交不亲和的障碍；
②周期短；③目的性强。
供体细胞 目的基因 受体细胞 获得新性状
4
二、基因工程操作的基本工具
阅读教材思考：
①基因的“剪刀”的全称和简称是什么？
②限制酶有何特点？其中两个“特定”是指什么？ 请举例说明。
【课件】人教版生物必修二 6.2 基因工程及其应用(共62张PPT)

【课件】人教版生物必修二 6.2 基因工程及其应用(共62张PPT)


基因工程
EcoRⅠ限制性内切酶
质粒
GA
C T AT
C T TA A
G C T
G A T A A
A
C G T T
基因工程
EcoRⅠ限制性内切酶
GAATTC
GAATTC
CTTAAG
CTTAAG
AATTC G
G CTTAA
目的基因
基因工程
DNA连接酶
催化目的基因 和运载体形成 重组DNA分子
G C T A T A A C G T T
1）用一定的限制酶切割质 粒，使其出现一个切口，露出 黏性末端。 2）目的基因与运载体的结合过程，实际上是不同 用同一种限制酶切断目 的基因，使其产生相同的黏性 来源的基因重组的过程。 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）
3、基因工程与环境保护 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检 测环境中的病毒、细菌等污染。
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
从人血中提取干扰素， 300L血才提取1mg！
通过基因工程的 方式创造了能合成人 干扰素的大肠杆菌， 每1Kg的培养液可提取 20—4mg干扰素。
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。
Ａ、高效性 Ｃ、多样性 Ｂ、专一性 Ｄ、催化活性易受外界影响
课堂练习
5、基因工程的正确操作步骤是 C 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、②④①③ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＤ、③④①②
高中生物 6.2 基因工程及其应用课件 新人教版必修2

高中生物 6.2 基因工程及其应用课件 新人教版必修2

第 2 节 基因工程及其应用
目标导航 预习导引
1.记住基因工程的基本原理。 2.举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。 3.关注转基因生物和转基因食品的安全性。
目标导航 预习导引 一 二
一、基因工程的原理
1.基因工程的概念 基因工程,又叫作基因拼接技术或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,并加以修饰改造,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.基因工程最基本的工具 (1)基因的“剪刀”是指限制性核酸内切酶(简称限制酶)。一种该物质只能识 别一种特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子。例如,大肠杆菌中的 一种叫EcoRⅠ的限制酶,能够专一识别GAATTC的序列,并在G和A之间将这段序 列切开。
分析。
解析:限制酶用于切割DNA片段,而与之作用相反的是DNA连接酶,用于连接
DNA片段,DNA聚合酶用于DNA的复制过程,它需要模板,解旋酶会使DNA双链解
旋而分开,它作用于碱基对之间的氢键。
答案:C
一二
知识精要 典题例解 迁移应用
一二
知识精要 典题例解 迁移应用
在基因工程中,科学家所用的“剪刀”“针线”和“运载体”分别是指( ) A.病毒、质粒、DNA连接酶 B.DNA连接酶、RNA聚合酶、质粒 C.限制酶、RNA连接酶、质粒 D.限制酶、DNA连接酶、质粒 解析:基因工程中的“剪刀”是限制酶,用来切割DNA分子;“针线”是DNA连接 酶,用来连接DNA片段;运载体最常用的是质粒,用来携带目的基因进入受体细胞。 答案:D
目标导航 预习导引 一 二
据报道,中国科学院学部主席团发布《关于负责任的转基因技术研发行为的倡 议》,倡议“从事转基因基础研究、应用研究和产品开发的科研人员,以及在相关 机构中负责转基因技术安全监测和评价、检测技术研究的科研人员,以对人类社 会发展高度负责任的态度,加强职业操守,规范科研行为,履行社会责任,积极与社 会沟通,促进转基因技术良性发展”。
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35张PPT[可修改版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35张PPT[可修改版ppt]

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。
转基因食物的安全性争论
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
用同种限制酶切割
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
黏性末端相同
G AA TT C
C TT AA G
2：基因工程的
“” 作用
指“DNA连接酶
”
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。
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35张PPT
第六章第二节
基因工程及其应用
一、基因工程
• 基因工程：又叫基因拼接技术或DNA的重组技
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，定向地改造生物的性状 。
供体细胞 目的基因
优点：
• 1.解决粮食短缺问题； • 2.减少农药使用，从而减少环境污染； • 3.节省生产成本，降低粮食售价； • 4.增加食物营养，提高附加价值； • 5增加食物种类，提升食物品质； • 6.促进生产效率，带动相关产业发展
转基因食物的安全性争论
缺点：
• 1.可能产生新毒素，和新过敏原 • 2.可能产生抗除草剂的杂草 • 3.可能是疾病的传播跨越物种障碍 • 4.可能会损坏农作物的生物多样性 • 5.可能干扰生态系统的稳定性
人教版高一生物必修二课件：6.2基因工程及其应用 (共18张PPT)

人教版高一生物必修二课件：6.2基因工程及其应用 (共18张PPT)


人体组织细胞
普通大肠杆菌 (不能分泌胰岛素)
提取
胰岛素基因
与运载体DNA拼接 导入
大肠杆菌 (含胰岛素基因)
你认为上述培育转 基因大肠杆菌的关 键步骤有哪些？
转基因大肠杆菌 (能分泌胰岛素)
• 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
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/162021/11/162021/11/1611/16/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/162021/11/16November 16, 2021
3.THREE
胰岛素基因 导入受体细 胞(大肠杆菌)
基因的 “剪刀”
基因的 “针线”
基因的 运载体
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
质粒是存在于细菌中独立 于染色体，能够自主复制 的环状DNA分子。
2、基因工程的基本工具
“剪刀”：限制酶 “针线”：DNA连接酶 运输工具：运载体
（三）基因操作的基本步骤
1）提取目的基因
抗虫棉
高中生物必修二课件-6.2 基因工程及其应用 -人教版

高中生物必修二课件-6.2 基因工程及其应用 -人教版


限制性核酸内切酶（限制酶）切割DNA分子示意图 黏性末端
黏性末端
EcoR Ⅰ限制酶
练习使用EcoRI 剪切目的基因
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAA GGGATT
目的基因 AATTCCGTAG
黏性末端
GGCATCTTAA
第二节 基因工程及其应用
重组DNA 分子
DNA连 接酶
用同一种限制酶切开的目的基因和运载体具有相同的黏性末端
第二节 基因工程及其应用
二、基因工程需要哪些工具？
1.基因的剪刀—限制性核酸内切酶（限制酶） 2.基因的针线—DNA连接酶
用途：将目的基因与运载体连接起来 部位：连接两个DNA片段末端的磷酸和脱氧核糖，形成磷酸 二酯键
二、基因工程需要哪些工具？
1.基因的剪刀—限制性核酸内切酶（限制酶） 2.基因的针线—DNA连接酶
用途：将目的基因与运载体连接起来
DNA连接酶作用示意图
磷酸二酯键
磷酸二酯键
DNA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。
练习使用DNA连接酶将目的基因和
使用D运N载A体连连接接起酶来制作重组DNA分子
基因重组
第二节 基因工程及其应用
二、基因工程需要哪些工具？
1.基因的剪刀— 限制性核酸内切酶（限制酶）
作用：将目的基因从DNA分子上剪切下来 特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在
特定的切点上切割DNA分子。（专一性） 举例：大肠杆菌的EcoRI限制酶，专一识别GAATTC的序列
存在：主要存在于微生物体内
第二节 基因工程及其应用
(人教版)高中生物必修二：6.2《基因工程及其应用》ppt课件

(人教版)高中生物必修二：6.2《基因工程及其应用》ppt课件


生物 必修2
第6章 从杂交育种到基因工程
自主学习 新知突破 合作探究 课堂互动 高效测评 知能提升
2．基因工程的应用 基因工程与作物育种：
①目的：获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育
出具有各种抗逆性的作物新品种。 ②实例：抗棉铃虫的转基因抗虫棉。
③意义：抗虫转基因作物的使用，不仅减少了农药的用
生物 必修2
第6章 从杂交育种到基因工程
自主学习 新知突破 合作探究 课堂互动 高效测评 知能提升
(3)基因的运载体： 受体细胞 。 ①作用：将外源基因送入__________ 噬菌体、动植物病毒 ②种类：质粒、______________________ 等。 ③质粒：存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染 自主复制的环状DNA分子 。 色体外能够_________________________
2．基因工程的基本工具 (1)基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶 ________________(简称限制酶)，具 特定的核苷酸序列 ， 有特异性，即一种限制酶只能识别一种__________________ 特定的位点 上切割DNA分子。 并在_____________ DNA连接酶 ，连接DNA骨架上的 (2)基因的“针线”：_____________ 脱氧核糖和磷酸 之间的缺口。 ________________
生物 必修2
第6章 从杂交育种到基因工程
自主学习 新知突破 合作探究 课堂互动 高效测评 知能提升
1．基因工程操作的基本步骤 目的基因：人们所需要的特定基因 提取目 直接分离基因 的基因取得途径 人工合成基因 ↓ 用同一种限制酶切割质粒和目的基因 目的基因与 加入DNA连接酶 运载体结合 质粒和目的基因结合成重组DNA分子

人教版生物必修二6.2—基因工程及应用(共22张PPT)

餐桌上的基因 转基因食品你敢吃吗？ 转基因食品ABC
转基因食品看起来分外诱人
几种常见育种方法的比较
育种 方法
杂交 育种
单倍体 育种
多倍体 育种
诱变 育种
基因工 程育种
基本 原理 基因重组
染色体变异 染色体变异 基因突变
基因重组
方法
杂交→自交 →选优
花药离体培 养、秋水仙 素诱导加倍
秋水仙素处 物理或化学方 将一种生物特定
应用的遗传学原理是 基因重组 。
花药离 秋水仙素
（2）用③培育⑤所采用的E和H步骤分别是体培养 和 处理幼苗 。
其应用的遗传学原理是 染色体变异 。
（3）用③培育⑥所采用的G步骤是_秋__水_仙__素__处_理__幼_苗___ 。
其遗传学原理是_染__色__体__变__异__。
这可不是普通 的细菌，它是 嫁接了人胰岛 素基因的工程 菌，能大量合 成人胰岛素。
细菌和人是差异非常大的两种生物, 通过基因重组后,细菌能够合成人体的胰 岛素，这说明了什么？ 不同生物、完成《三维设计》知识点、例题 和随堂巩固 二、背诵记忆 《三维设计》P77 1.几种育种方法的比较（表格） 2.育种方法的选择
良性状
技术复杂， 成本高
发育延迟， 结实率低
有利变异少， 需要处理大量 实验材料，具 有不确定性
可能引起生 态危机，技 术难度大
实例 杂交水稻
中国荷斯坦牛
普通小麦花 药离体培养
无籽西瓜
青霉菌高产菌 株的培育 黑农五号大豆
转基因抗 虫棉
当堂训练：
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
限制 酶
提取目的基因
限制酶 DNA连 接酶

人教版高一生物必修二：6.2《基因工程及其应用》b2教案.doc

第2课时（二）基因工程的应用基因工程自1973年诞生后，由于基因工程技术具有可以直接控制基因，将基因从一个物种转移至另一个物种，创造出新的物种或新的品种的显著特点。

也就是说，可按照人们的主观愿望，创造出自然界中原先并不存在的新的生物类型，使人类从单纯地认识生物和利用生物的传统模式跳跃到随心所欲改造生物和创造生物的新时代。

经过30多年的发展历程，取得了惊人的成绩，特别是近10年来，基因工程的发展更是突飞猛进。

基因转移、基因扩增技术的应用，不仅使生命科学的研究发生了前所未有的变化，而且在实际应用领域中，为农牧业、食品工业、医药卫生、环境保护等方面开拓了广阔的发展前景。

1．基因工程与作物育种（1）基因工程在农业上的应用基因工程在农业上的应用主要表现在两方面：过基因工程技术获得高产、稳产和具有优良品质的农作物。

②用基因工程的方法可培育出具有各种抗逆性的作物新品种。

现在已培育出一批分别具有抗病、抗虫、抗除草剂、抗盐碱、抗病毒、抗干旱等性状的转基因农作物。

1996至2000年的短短五年，全球转基因作物从170×104hm2发展到4420×104hm2，其推广速度是前所未有的……（2）基因工程在畜牧养殖业的应用2．基因工程与药物研制基因工程在医药卫生领域的应用主要可概括为两个方面：（1）用于生产基因工程药品所谓基因工程药物就是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质，然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来，经过一系列基因操作，最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去，这些受体细胞包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞，在受体细胞不断繁殖过程中，大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质，即基因疫苗或药物。

基因工程的方法由于不受原料的限制，可以高效率的生产出各种高质量、低成本的药物，如胰岛素、抗生素等。

（2）用于基因诊断和基因治疗①基因诊断（展示DNA分子杂交过程的动画效果）基因诊断：运用基因分析对疾病作出诊断的方法，是遗传病最准确的诊断手段，也是一种威力强大的高新技术。

人教版高一生物必修二 6.2 基因工程及其应用 (共67张PPT)


供体细胞 目的基因
受体细胞
二、 基因操作的工具
3、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。
作为运载体必须具备哪些条件？
1.能够复制并稳定地保存。 2.具限制酶切点，以便与外源基因连接。 3.具有某些标记基因，便于进行筛选。
受体细胞
1、提取目的基因 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
判断
• 转基因成功的标志是标记基因得到表达。
四、基因工程的应用
１、基因工程与作物育种
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)
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
转鱼抗寒基 因的番茄
（4）其他生物吃了转基因食物是否会产生畸 变或灭绝；
（5）转基因生物是否会破坏生物的多样性等；
（6）抗病毒基因问题。
技 术
乙生物
表达
新类型
新的生物产品
基因工程：
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，定向地改造生物的性状。
原 理： 基因重组
操作水平： DNA分子水平
操作环境： 生物体外 结 果： 定向地改造生物的性状，
如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应 的基因等。
Байду номын сангаас
常用的运载体：质粒、噬菌体和动植物病毒； 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。
质粒
• 细菌细胞内一种自我复制的环状双链DNA 分子，能稳定地独立存在于染色体外，并 传递到子代。
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GCA T
T
A C G 外源基因
T ACG
GCA G
标记基因
23
（三）基因工程操作的基本步骤
1 提取目的基因（外源基因） 2 目的基因与运载体结合 3 将目的基因导入受体细胞 4 目的基因的检测和鉴定
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基因工程(gene engineering)的原理
1
基因工程的操作工具 1.基因的“剪刀”
甲片段
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAAGGGATT 乙片段
磷酸二酯键
重组DNA分子 17
练习
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
①…CTGCA ②…G
③
G…
…G
…CTTAA ACGTC…
20
最常用的质粒是大肠杆菌质粒。
具有合适的选择 标记基因，用于 转化细菌的筛选
具有与受体细胞 相适应的复制位 点，使外源基因 在受体细胞中稳 定遗传
有限制酶切割 位点，有利于 外源基因插入 拼接
21
（3）运载体具备的条件
①能够在宿主细胞中复制并稳定地保存 ②具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接 ③具有标记基因，便于进行筛选
成为一个完整的DNA分子。 DNA连接酶催化形成的是磷酸二酯键，而不是氢键。
磷酸二酯键的形成
OH
OH
HO P O O
碱基 O
HO P O O
碱基 O
3′
3′
OH H OH
－H2O
HO P O
O 5′
碱基
O
OH
HO P O
O 5′
碱基
O
OH H
OH H
16
使用DNA连接酶制作重组DNA分子
AATTCCGTAG GGCATCTTAA
目的基因
12
两种来源不同的DNA用同种限制酶切割 后，产生的黏性末端能连接起来吗？
GA A T T C C T T A AG
GA A T T C C T T A AG
13
G CTTAA
AATTC G
14
2、基因的“针线”——DNA连接酶
DNA连接酶
GA A T T C C T T A AG
DNA连接酶 （1）作用：将互补配对的两个黏性末端连接起来，
能发光的水母
设想:能
否让热带鱼 也能发光?
不能发光的热带斑马鱼
2
乳汁中分泌人凝血 因子的转基因山羊
能产生人胰岛素的大肠杆菌
3
基因“嫁接”
一、基因工程的原理
（一）概念：
❖ 又称基因拼接技术或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。 ❖ 基因工程是在DNA__分__子__水平上进行设计施工。
——限制性内切酶
2.基因的“针线” ——DNA连接酶
3.基因的运输工具 ——运载体
2
基因工程的操作步骤 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.目的基因的检测与鉴定
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（识别特定核苷酸序列,在特定切点切割DNA分子）
（3）作用部位：磷酸二酯键
7
磷酸二酯键的水解 OH
OH
HO P O
HO P O O
碱基 O
O
碱基
O
3′
3′
OH
＋H2O
HO P O
O 5′
碱基
O
OH H
OH
HO P O
O 5′
碱基
O
OH H
OH H
8
如：大肠杆菌(E.coRI)的一种限制酶能识 别 GAATTC序列，并在G和A之间切开。
2、用不同的限制酶切割呢？ 一般不同
11
练习使用EcoRI 剪切目的基因
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAA GGGATT
CTTCATG GAAGTACTTAA
AATTCCCTAA GGGATT
AATTCCGTAG 黏性末端
GGCATCTTAA
黏性末端
5’
EGcoARⅠA T限制T 酶C
3’
3’
C TTAAG
5’
黏性末端
限制酶
9
切割位点 中轴线
DNA序列
EcoRⅠ
切割位点
黏性末端
黏性末端
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（4）作用结果：
产生黏性末端、平末端。 （被限制酶切开的DNA两条单链的切口，伸出 的核苷酸正好互补配对，叫做黏性末端。
思考:
1、两种来源不同的DNA用同种限制酶切 割后，产生的黏性末端相同吗？ 相同
④ AATTC… G…
A. ①③；②④ C. ①④；②③

DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？
相同点：都能催化形成磷酸二酯键。 不同点：
DNA连接酶：在两个DNA片段之间形成磷 酸二酯键，只能连接双链而不能连接单链DNA 的缺口；连接两个DNA片段不需要模板。
DNA聚合酶：只能将单个核苷酸加到已有 核酸片段的末端，形成磷酸二酯键；合成互补 的DNA链需要模板。
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3、基因的“运输工具” ——运载体
（1）作用： 将外源基因送入受体细胞，并使其在宿主细
胞内进行复制或整合和表达。
（2）常用运载体： 一类是质粒: 质粒：细菌及酵母菌等生物细胞拟核（细胞核） 外能够进行自主复制的很小的环状DNA分子。 另一类是噬菌体和某些病毒的DNA。
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。
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（二）基因工程的基本工具
1、基因的“剪刀”——
限制性核酸内切酶（简称限制酶）
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。
（1）来 源： 主要存在于微生物 （2）作用特点：特异性