《基因工程及其应用-高一下学期生物人教版必修2.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基因工程及其应用-高一下学期生物人教版必修2.pptx（47页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1、杂交育种可集中两个品种的优良性状。、杂交育种可集中两个品种的优良性状。2、诱变育种可在短时间内获得更多优良的变、诱变育种可在短时间内获得更多优良的变 异类型。异类型。能能发发光光的的水水母母不不能能发发光光的的热热带带斑斑马马鱼鱼能否让热带鱼也能发光能否让热带鱼也能发光?第第2 2节节 基因工程及其应用基因工程及其应用 每每100kg 猪或牛的胰猪或牛的胰腺中提取腺中提取 45g胰岛素胰岛素 治疗一个患者需宰杀治疗一个患者需宰杀4050头牛头牛 问题探讨问题探讨 怎样把人怎样把人胰岛素基因胰岛素基因“嫁接嫁接”到大肠到大肠杆菌中去？杆菌中去？1979年，利用大肠杆菌的年，利用大肠杆菌的DN
2、A分子重组，分子重组，2000L培养液培养液 提取提取100g，相当于相当于2吨猪胰腺中提取吨猪胰腺中提取的量的量 一、基因工程一、基因工程（一（一)概念：概念：基因工程又叫做基因工程又叫做基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术。按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，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，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向定向地改造生物的遗传性状。地改造生物的遗传性状。1、原、原 理理：2、特、特 点点：不同生物间的基因重组不同生物间的基因重组目的性强，育种周期短，克服目的性强，育种周期短，
3、克服远缘杂交不亲和的障碍远缘杂交不亲和的障碍3、目、目 的的：定向改造生物的遗传性状定向改造生物的遗传性状DNA基本单位：基本单位：脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸碱碱 基基磷酸磷酸脱氧脱氧核糖核糖AGCT腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类C CG GC CG GT TG GA AT TA AC CA AA AT TT T1.基因的剪刀基因的剪刀限制性核酸内切酶（限制酶）限制性核酸内切酶（限制酶）（二）二）操作工具操作工具 分布：分布：
4、主要来源于原核生物主要来源于原核生物 作用：切割工具，能将作用：切割工具，能将DNA 切断切断 特点：特点：专一性专一性（一种限制酶只能识别一种（一种限制酶只能识别一种 特定的核苷酸序列）特定的核苷酸序列）G A A T T C C T T A A G 限制酶限制酶 大肠杆菌大肠杆菌(EcoRI)的一种限制酶能识别的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在序列，并在G和和A之间切开。之间切开。1.基因的剪刀基因的剪刀限制性核酸内切酶（限制酶）限制性核酸内切酶（限制酶）限制酶限制酶C T T A AG A A T T C G1.基因的剪刀基因的剪刀限制性核酸内切酶（限制酶）限制性核酸内切酶（限制酶
5、）C T T A AG A A T T C G黏性末端黏性末端1.基因的剪刀基因的剪刀限制性核酸内切酶（限制酶）限制性核酸内切酶（限制酶）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3、运输工具运输工具运载体。运载体。作用一作用一作用一作用一：将目的基因：将目的基因：将目的基因：将目的基因转移转移转移转移到受体细到受体细到
6、受体细到受体细 胞中。胞中。胞中。胞中。作用二作用二作用二作用二：在受体细胞内，：在受体细胞内，：在受体细胞内，：在受体细胞内，对目的基因对目的基因对目的基因对目的基因进行进行进行进行大大大大量复制量复制量复制量复制。（二二）操作工具操作工具A A、条件：、条件：*能够在宿主细胞中复制并稳定地保存能够在宿主细胞中复制并稳定地保存*具多个限制酶切点，以便与外源基因连接具多个限制酶切点，以便与外源基因连接*具有具有标记基因标记基因，便于进行筛选，便于进行筛选B B、常用的运载体：、常用的运载体：质粒、噬菌体和质粒、噬菌体和动植物动植物病毒等病毒等3、运输工具运输工具运载体。运载体。标记基标记基因，
7、便因，便于进行于进行检测。检测。质粒质粒*能自主复制能自主复制*具标记基因具标记基因*相对分子量小相对分子量小*具限制酶识别具限制酶识别位点位点3、运输工具运输工具运载体。运载体。2.基因的针线基因的针线DNA连接酶连接酶（二二）操作工具操作工具磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键概念：将两种来源不同的概念：将两种来源不同的DNA片段连接起来的酶片段连接起来的酶（三）基因（三）基因工程工程的基本步骤的基本步骤1）提取提取目的基因目的基因2）目的基因）目的基因与运载体结合与运载体结合3）将目的基因）将目的基因导入导入受体细胞受体细胞4）目的基因的）目的基因的检测检测和鉴定和鉴定（一）基因工程
8、与作物育种（一）基因工程与作物育种 培育抗逆性品种培育抗逆性品种 将细菌的将细菌的抗虫、抗病毒、抗抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温高温等抗性基因转移到作物体等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。性。如转基因抗虫棉。抗虫基因作物的意义：抗虫基因作物的意义：减少农药的用量，降低了生产减少农药的用量，降低了生产的成本，减少了农药对环境的污染。的成本，减少了农药对环境的污染。二二、基因工程、基因工程的应用的应用转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基转鱼抗寒基因的番茄因的番茄转黄瓜抗青枯病
9、基因的马铃薯转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯不会引起过敏的转基因大豆不会引起过敏的转基因大豆 繁殖具有繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛质量的皮毛等优良品质的转基因动物。等优良品质的转基因动物。该过程的重要步骤是该过程的重要步骤是重组重组DNA转移到转移到动物受精动物受精卵卵中。中。将人的生长激素基因和将人的生长激素基因和牛的生长素基因分别注射到牛的生长素基因分别注射到小白鼠受精卵中，得到的小白鼠受精卵中，得到的“超级小鼠超级小鼠”。导入人基因具特殊用途的猪和小鼠导入人基因具特殊用途的猪和小鼠特殊特殊动物动物 图为图为20012001年年1212月底出
10、生的月底出生的5 5只可爱的转基只可爱的转基因克隆小猪。据培育者英国因克隆小猪。据培育者英国PPLPPL医疗公司称，医疗公司称，这些转基因小猪将为研究和这些转基因小猪将为研究和“生产生产”适用于适用于人体移植手术使用的动物器官提供巨大的帮人体移植手术使用的动物器官提供巨大的帮助。助。（二）基因工程与药物研制（二）基因工程与药物研制我国生产的部分基因我国生产的部分基因工程疫苗和药物工程疫苗和药物 高效率、高质量、高效率、高质量、高效率、高质量、高效率、高质量、低成本。低成本。低成本。低成本。如如生产胰岛素、生产胰岛素、干扰素、白细胞介素、干扰素、白细胞介素、凝血因子、以及预防凝血因子、以及预防乙
11、肝、霍乱、伤寒、乙肝、霍乱、伤寒、疟疾等的疫苗。疟疾等的疫苗。人造血液及其生产人造血液及其生产（三）基因工程与环境保护（三）基因工程与环境保护 环境监测：环境监测：基因工程做成的基因工程做成的DNADNA探针能够十分灵敏地检探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。测环境中的病毒、细菌等污染。1t1t水中只有水中只有1010个病毒也能被个病毒也能被DNADNA探针检测出来探针检测出来 环境污染治理：环境污染治理：基因工程做成的基因工程做成的“超级细菌超级细菌”能吞食和分能吞食和分解多种污染环境的物质。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，用基因通常一种细菌只能分解石
12、油中的一种烃类，用基因工程培育成功的工程培育成功的“超级细菌超级细菌”却能分解石油中的多种烃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，分解类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDTDDT等毒害物质等毒害物质。三、转基因生物与转基因食品的安全性三、转基因生物与转基因食品的安全性两种观点两种观点不安全：证据不安全：证据 安全：证据安全：证据 安全观点：安全观点：1 1、转基因食品与非转基因食品的构、转基因食品与非转基因食品的构成是一样的；成是一样的；2 2、减少农药使用、减少环境污染；、减少农药使用、减少环境污染；3 3、节省生产成本，降低粮食售价；、节省生产成本，
13、降低粮食售价；4 4、增加食品营养、提高食品产量等。、增加食品营养、提高食品产量等。不安全观点：不安全观点：1 1、可能产生抗除草剂的超级杂草；、可能产生抗除草剂的超级杂草；2 2、可能使疾病的散播跨越物种障碍；、可能使疾病的散播跨越物种障碍；3 3、可能损害农作物的生物多样性；、可能损害农作物的生物多样性；4 4、认为创造新物种，可能干扰生态系统、认为创造新物种，可能干扰生态系统的的 稳定性；稳定性；5 5、可能产生新毒素和新过敏源。、可能产生新毒素和新过敏源。关于转基因生物的争论主要表现在关于转基因生物的争论主要表现在如下几个方面？如下几个方面？1.转基因生物可能对环境质量、生态系统或转基
14、因生物可能对环境质量、生态系统或生态系统的稳定性产生不利影响。生态系统的稳定性产生不利影响。2.转基因生物可能对人体健康产生不利影响，转基因生物可能对人体健康产生不利影响，严重的可以致癌和其他遗传病。严重的可以致癌和其他遗传病。3.基因武器可能给人类带来毁灭性的危险。基因武器可能给人类带来毁灭性的危险。v基因的基因的“剪刀剪刀”限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶v基因的基因的“针线针线”DNADNA连接酶连接酶 v基因的运输工具基因的运输工具运载体（质粒）运载体（质粒）1.基因工程的概念基因工程的概念2.基因工程操作的基本工具基因工程操作的基本工具3.基因操作的基本步骤基因操作的基本步骤v 目的
15、基因提取目的基因提取v 目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合v 目的基因导入受体细胞目的基因导入受体细胞v 目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定（1 1）要要要要将将将将目目目目的的的的基基基基因因因因与与与与运运运运载载载载体体体体连连连连接接接接起起起起来来来来，在在在在基基基基因因因因操作中应选用操作中应选用操作中应选用操作中应选用A A、只需、只需、只需、只需DNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶B B、同一种限制酶和、同一种限制酶和、同一种限制酶和、同一种限制酶和DNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶C C、只需限制酶、只需限制酶、只需限制酶、只需限制酶D D、不同的限制酶和、不
16、同的限制酶和、不同的限制酶和、不同的限制酶和DNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶练练 习习（2 2）下列各项中，说明目的基因完成了表达的是）下列各项中，说明目的基因完成了表达的是）下列各项中，说明目的基因完成了表达的是）下列各项中，说明目的基因完成了表达的是A A、棉珠中含有杀虫蛋白基因、棉珠中含有杀虫蛋白基因、棉珠中含有杀虫蛋白基因、棉珠中含有杀虫蛋白基因B B、大肠杆菌中具有胰岛素基因、大肠杆菌中具有胰岛素基因、大肠杆菌中具有胰岛素基因、大肠杆菌中具有胰岛素基因C C、酵母菌中产生了干扰素、酵母菌中产生了干扰素、酵母菌中产生了干扰素、酵母菌中产生了干扰素D D、抗病毒基因导入土豆细胞中、抗
17、病毒基因导入土豆细胞中、抗病毒基因导入土豆细胞中、抗病毒基因导入土豆细胞中（9 9）不属于基因工程方法生产的药物是）不属于基因工程方法生产的药物是）不属于基因工程方法生产的药物是）不属于基因工程方法生产的药物是A A、干扰素、干扰素、干扰素、干扰素 B B、白细胞介素、白细胞介素、白细胞介素、白细胞介素C C、青霉素、青霉素、青霉素、青霉素 D D、乙肝疫苗、乙肝疫苗、乙肝疫苗、乙肝疫苗 （8 8）基因工程的正确操作步骤是）基因工程的正确操作步骤是）基因工程的正确操作步骤是）基因工程的正确操作步骤是使目的基因与运载体结合使目的基因与运载体结合使目的基因与运载体结合使目的基因与运载体结合将目的基
18、因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞检测目的基因的表达是否符合特定性状要求检测目的基因的表达是否符合特定性状要求检测目的基因的表达是否符合特定性状要求检测目的基因的表达是否符合特定性状要求提取目的基因提取目的基因提取目的基因提取目的基因、（一）基因工程的基本工具（一）基因工程的基本工具1 基因的基因的“剪刀剪刀”：限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶G A A T T C C T T A A G 限制酶限制酶（一）基因工程的基本工具（一）基因工程的基本工具1 基因的基因的“剪刀剪刀”：限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶限制酶限制酶C T T A AG
19、A A T T C G（一）基因工程的基本工具（一）基因工程的基本工具1 基因的基因的“剪刀剪刀”：限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶限制酶限制酶C T T A AG A A T T C G什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？被限制酶切开的被限制酶切开的DNA两条单链的切口，两条单链的切口，带有几个带有几个伸出的核苷酸伸出的核苷酸，他们之间正好互补他们之间正好互补配对配对，这样的切口叫，这样的切口叫黏性末端黏性末端。同一种限制酶切割出的黏性末端是互补同一种限制酶切割出的黏性末端是互补的，且两者序列相同。的，且两者序列相同。1.提取目的基因提取目的基因（三）基因（三）基因工程工程的基本步骤的基本步骤
20、 目的基因是所目的基因是所需要转移需要转移或或改造改造的基因的基因。（如如抗虫基因抗虫基因、抗病毒基因抗病毒基因、人的、人的胰岛素基因胰岛素基因等等）直接分离基因直接分离基因直接分离基因直接分离基因人工合成基因人工合成基因人工合成基因人工合成基因目的基因的提取方法目的基因的提取方法（三）基因（三）基因工程工程的基本步骤的基本步骤2.目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合 1 1）用同一种）用同一种）用同一种）用同一种限制酶限制酶限制酶限制酶切割质粒和目切割质粒和目切割质粒和目切割质粒和目的的的的 基因。基因。基因。基因。2 2）加入适量）加入适量）加入适量）加入适量DNADNA连接酶连接酶连
21、接酶连接酶 3 3）质粒和目的基因结合成一个）质粒和目的基因结合成一个）质粒和目的基因结合成一个）质粒和目的基因结合成一个重重重重组组组组DNADNA分子分子分子分子思考：目的基因与运载体结合这一思考：目的基因与运载体结合这一步可能出现的结合方式有几种？步可能出现的结合方式有几种？A 目的基因与目的基因结合目的基因与目的基因结合B 运载体与运载体结合运载体与运载体结合C 目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合（三）基因（三）基因工程工程的基本步骤的基本步骤B 常用的受体细胞：常用的受体细胞：动、植物细胞和微生物（动、植物细胞和微生物（大肠杆菌、枯草大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌杆菌、
22、土壤农杆菌、酵母菌）等。）等。根据基因操作目的不同，可选不同的受体细胞。根据基因操作目的不同，可选不同的受体细胞。根据基因操作目的不同，可选不同的受体细胞。根据基因操作目的不同，可选不同的受体细胞。A 原理原理主要借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。主要借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。3.将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞（三）基因（三）基因工程工程的基本步骤的基本步骤4.目的基因的检测和鉴定目的基因的检测和鉴定四环素四环素抗性基因抗性基因氨苄青霉氨苄青霉素抗性基因素抗性基因A 检测：检测：通过检测受体细胞是否具有标记通过检测受体细胞是否具有标记基因，判断目的基因是否导入基因，判断目的基因是
23、否导入杂交杂交育种育种诱变诱变育种育种多倍体育多倍体育 种种单倍体育单倍体育 种种 基因基因 工程工程方法方法杂交杂交射线、辐射线、辐射处理射处理秋水秋水仙素仙素花药离体花药离体 培养培养 基因基因 转移转移原理原理基因基因重组重组基因突变基因突变 染色体变染色体变 异异染色体变染色体变 异异 基因基因 重组重组优点优点 集集“优优”提高突变提高突变 频率，产频率，产生新基因生新基因果实大营果实大营养丰富养丰富缩短育种缩短育种年限年限定向改变定向改变生物性状生物性状缺点缺点育种时间育种时间 长长 需要处理需要处理大量材料大量材料发育迟结发育迟结实率低实率低 技术复杂技术复杂 操作操作 复杂复杂
24、（1212）在基因操作的基本步骤中，不进行碱基）在基因操作的基本步骤中，不进行碱基）在基因操作的基本步骤中，不进行碱基）在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的互补配对的互补配对的互补配对的A A、人工合成目的基因、人工合成目的基因、人工合成目的基因、人工合成目的基因B B、目的基因与运载体结合、目的基因与运载体结合、目的基因与运载体结合、目的基因与运载体结合C C、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞D D、目的基因的检测和表达、目的基因的检测和表达、目的基因的检测和表达、目的基因的检测和表达（1111）转基因动物是指）转基因动物
25、是指）转基因动物是指）转基因动物是指A A、提供基因的动物、提供基因的动物、提供基因的动物、提供基因的动物B B、基因组中增加外源基因的动物、基因组中增加外源基因的动物、基因组中增加外源基因的动物、基因组中增加外源基因的动物C C、能产生白蛋白的动物、能产生白蛋白的动物、能产生白蛋白的动物、能产生白蛋白的动物D D、能表达基因信息的动物、能表达基因信息的动物、能表达基因信息的动物、能表达基因信息的动物（1313）下列各项中，与基因工程无关的是）下列各项中，与基因工程无关的是）下列各项中，与基因工程无关的是）下列各项中，与基因工程无关的是A A、选择、选择、选择、选择“工程菌工程菌工程菌工程菌”生产胰岛素生产胰岛素生产胰岛素生产胰岛素B B、培育转基因抗虫棉、培育转基因抗虫棉、培育转基因抗虫棉、培育转基因抗虫棉C C、人工诱导多倍体、人工诱导多倍体、人工诱导多倍体、人工诱导多倍体D D、利用、利用、利用、利用DNADNA探针检测应用水是否含有病毒探针检测应用水是否含有病毒探针检测应用水是否含有病毒探针检测应用水是否含有病毒