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1、基因工程及其应用生物必修第1页，本讲稿共25页青霉菌能产生对人类有用的抗生素青霉素第2页，本讲稿共25页vv家蚕能够吐出蚕丝为人类利用第3页，本讲稿共25页vv豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮第4页，本讲稿共25页青霉菌产生青霉素、蚕吐蚕丝、根瘤菌固氮的根本原因是什么？有相应的基因！有相应的基因！所以基因决定性状所以基因决定性状第5页，本讲稿共25页能否让蜘蛛能否让蜘蛛“吐出吐出”蚕丝？蚕丝？设想设想定向基因改造设想 第6页，本讲稿共25页你知道为什么能把人的基因“嫁接”到细菌上吗？“嫁接”了人胰岛素基因的工程菌第7页，本讲稿共25页你能推测出，这种基因的“嫁接”是怎么实现的吗？第8页，本讲稿
2、共25页l这种嫁接对品种的改良有什么这种嫁接对品种的改良有什么意义？意义？l能定向改变生物的性状能定向改变生物的性状l如转基因热带斑马鱼如转基因热带斑马鱼第9页，本讲稿共25页能发荧光的热带斑马鱼能发荧光的热带斑马鱼普通热带斑马鱼是不发荧光的普通热带斑马鱼是不发荧光的第10页，本讲稿共25页一、基因工程的原理：1、概念：就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因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。细胞里，定向地改造生物的遗传性状。第11页，本讲稿共25页一 基因工程的概念
3、基因工程的别名基因工程的别名操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平基本过程基本过程结果结果基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平人类需要的基因产物人类需要的基因产物剪切剪切 拼接拼接导入导入 表达表达实质实质基因重组基因重组第12页，本讲稿共25页1、基因的“剪刀”限制性内切酶 识别特定核苷酸序列，切割特定识别特定核苷酸序列，切割特定DNADNA切点，切点，具具特异性特异性。并并裂解磷酸二酯键裂解磷酸二酯键。例：大肠杆菌的一种限制酶大肠杆菌的一种限制酶(EcoR)能识别能识别 GAATTCGAATTC序列，并在序列
4、，并在G G和和A A之间切开。之间切开。二、基因操作的工具二、基因操作的工具第13页，本讲稿共25页2、基因的运载体质粒或病毒作用：将外源基因送入受体细胞。将外源基因送入受体细胞。条件之一：具有多个限制酶切点。具有多个限制酶切点。种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。第15页，本讲稿共25页CTTAAGGCAATT例：例：EcoRI 酶切位点酶切位点第16页，本讲稿共25页尝试写出下列序列受尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端限制酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAA CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT GAAGTACTTAAGGGA
5、TT GAATTCCGTAGAATTCGGATTGAATTCCGTAGAATTCGGATT CTTCATG AATTCCCTAA CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GAAGTACTTAA GGGATT CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA GGCATCTTAAGGCATCTTAAAATTCCGTAG AATTCCGTAG 第17页，本讲稿共25页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成为一个完整的DNADNA
6、分子。分子。连接的部位：生成磷酸二酯键生成磷酸二酯键DNA连接酶的作用过程：第18页，本讲稿共25页DNADNA连接酶连接酶连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连连接酶的作用是：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接起来，使之成为一个完整的DNADNA分子。分子。重播重播第19页，本讲稿共25页基因工程的操作步骤提取目的基因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第20页，本讲稿共25页l l基础题基础题l l1.基因工程的操作通常包括以下基因工程的操作通常包括以下4步：（步：（1）获）获得目的基因（外源基因）；（得目的基因（外源基因）；（2
7、）目的基因与）目的基因与运载体结合，形成重组运载体结合，形成重组DNA分子；（分子；（3）将重）将重组组DNA分子导入受体细胞；（分子导入受体细胞；（4）目的基因的）目的基因的检测与表达。检测与表达。l l2.l l3.常用的运载体有质粒、噬菌体、农杆菌、动常用的运载体有质粒、噬菌体、农杆菌、动植物病毒等。植物病毒等。第21页，本讲稿共25页l l拓展题拓展题l l1.提示：这是因为在基因水平上，人和细菌提示：这是因为在基因水平上，人和细菌的遗传机制是一致的。细菌和人的遗传物质的遗传机制是一致的。细菌和人的遗传物质都是都是DNA，都使用同一套遗传密码子，都遵，都使用同一套遗传密码子，都遵循中心
8、法则。因此，通过基因重组，细菌能循中心法则。因此，通过基因重组，细菌能够合成人体的某些蛋白质。够合成人体的某些蛋白质。l l2.提示：例如，可以向客户说明农场具备相提示：例如，可以向客户说明农场具备相应的安全检测设施和措施，已经领取了农业应的安全检测设施和措施，已经领取了农业转基因生物安全证书，产品中所含有的成分转基因生物安全证书，产品中所含有的成分都是自然界天然存在的物质，产品经过试用都是自然界天然存在的物质，产品经过试用表明对人体无害等。表明对人体无害等。l l3.提示：例如，提示：例如，“转基因土豆转基因土豆肝炎患者的肝炎患者的希望！希望！”等。等。第22页，本讲稿共25页l l自我检测
9、的答案和提示l l一、概念检测l l连线题l l1B，2C，3E，4D，5F，6A。l l判断题l l1.。l l2.。l l3.。l l4.。第23页，本讲稿共25页l l画概念图第24页，本讲稿共25页l l二、知识迁移二、知识迁移二、知识迁移二、知识迁移l l提示：此题是一道开放性题目，答案从略。提示：此题是一道开放性题目，答案从略。提示：此题是一道开放性题目，答案从略。提示：此题是一道开放性题目，答案从略。l l三、技能应用三、技能应用三、技能应用三、技能应用l l提示：这是一幅具有讽刺意味的卡通图。画面中两位研究人提示：这是一幅具有讽刺意味的卡通图。画面中两位研究人提示：这是一幅具有
10、讽刺意味的卡通图。画面中两位研究人提示：这是一幅具有讽刺意味的卡通图。画面中两位研究人员在培养室中面对人工栽培的人形大头菜，说道：员在培养室中面对人工栽培的人形大头菜，说道：员在培养室中面对人工栽培的人形大头菜，说道：员在培养室中面对人工栽培的人形大头菜，说道：“看来我看来我看来我看来我们把太多的人基因转移到大头菜里了。们把太多的人基因转移到大头菜里了。们把太多的人基因转移到大头菜里了。们把太多的人基因转移到大头菜里了。”暗示他们已能够运暗示他们已能够运暗示他们已能够运暗示他们已能够运用基因工程技术随心所欲地把人的基因转入蔬菜中生产出用基因工程技术随心所欲地把人的基因转入蔬菜中生产出用基因工程
11、技术随心所欲地把人的基因转入蔬菜中生产出用基因工程技术随心所欲地把人的基因转入蔬菜中生产出“人形人形人形人形”大头菜。本题属于开放型题目，手法夸张，教师应启大头菜。本题属于开放型题目，手法夸张，教师应启大头菜。本题属于开放型题目，手法夸张，教师应启大头菜。本题属于开放型题目，手法夸张，教师应启发学生充分发挥想像力，运用本章所学知识对此作出评价，发学生充分发挥想像力，运用本章所学知识对此作出评价，发学生充分发挥想像力，运用本章所学知识对此作出评价，发学生充分发挥想像力，运用本章所学知识对此作出评价，并且认识到理智地运用科学技术成果的必要性。并且认识到理智地运用科学技术成果的必要性。并且认识到理智
12、地运用科学技术成果的必要性。并且认识到理智地运用科学技术成果的必要性。l l四、思维拓展四、思维拓展四、思维拓展四、思维拓展l l提示：很多生物的基因组目前并不清楚，因此，寻找目的基提示：很多生物的基因组目前并不清楚，因此，寻找目的基提示：很多生物的基因组目前并不清楚，因此，寻找目的基提示：很多生物的基因组目前并不清楚，因此，寻找目的基因仍是十分艰巨的工作。此外，基因的提取、分离和转移需因仍是十分艰巨的工作。此外，基因的提取、分离和转移需因仍是十分艰巨的工作。此外，基因的提取、分离和转移需因仍是十分艰巨的工作。此外，基因的提取、分离和转移需要昂贵的仪器设备。而杂交育种和诱变育种作为常规育种方要昂贵的仪器设备。而杂交育种和诱变育种作为常规育种方要昂贵的仪器设备。而杂交育种和诱变育种作为常规育种方要昂贵的仪器设备。而杂交育种和诱变育种作为常规育种方法，操作简便易行，是基因工程技术所不能取代的。法，操作简便易行，是基因工程技术所不能取代的。法，操作简便易行，是基因工程技术所不能取代的。法，操作简便易行，是基因工程技术所不能取代的。第25页，本讲稿共25页