高一生物必修基因工程及其应用-PPT.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高一生物必修基因工程及其应用,抗虫害得玉米,不抗虫害得玉米,能发荧光得热带斑马鱼,普通热带斑马鱼就是不发荧光得,甲生物,乙生物,取出优秀基因,新类型,表达,新的生物产品,基因工程,2,、原 理:基因重组,(,变异类型,),3,、操作水平:,DNA,分子水平,4,、操作环境:生物体外,5,、结 果:获得人类所需要得品种。,一、基因工程,1,、概念:又叫做基因拼接技术或,DNA,重组技术通俗得说,就就是按照人们得意愿,把一种生物得某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物得细胞里,定向,地改造生物得性状。,6,、目 得:定向地改造生物得性状,、基因得剪刀,限制性内切酶(限制酶),二、基因工程操作得工具,1,)存在:主要在微生物中,2,)特点:特异性(酶得专一性),即一种限制酶只能识别一种特定得核苷酸序列,并且能在特定得切点上切割,DNA,分子。,例如:大肠杆菌,(EcoRi),得一种限制酶能识别,GAATTC,序列,并在,G,和,A,之间切开。,3,)结果:产生黏性末端(碱基互补配对),同一种限制性内切酶即使切割不同得,DNA,分子,黏性末端也相同,限制酶,12,大家应该也有点累了，稍作休息,大家有疑问的，可以询问和交流,什么叫黏性末端？,被限制酶切开得,DNA,两条单链得切口,带有几个伸出得核苷酸,她们之间正好互补配对,这样得切口叫黏性末端。,基因得针线:,DNA,连接酶,G,A A,T T,C,C,T T,A A,G,G,A A,T T,C,C,T T,A A,G,G,C,T T,A A,A A,T T,C,G,G,C,T T,A A,A A,T T,C,G,G,C,T T,A A,A A,T T,C,G,用同种限制酶切割,2,、基因得“针线”,DNA,连接酶,作用结果:把,DNA,黏性末端之间得缝隙“缝合”起来,作用实质:催化磷酸和脱氧核糖形成磷酸二酯键,1,)作用:与外源基因整合并把重组,DNA,转移到受体细胞中去,在受体细胞内对外源基因进行大量复制并表达,3,、基因得运载工具,运载体,2,)常用种类:,(,1,)细菌质粒(,最常用),(,2,)噬菌体或某些动植物病毒,3,)运载体具备条件,(,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,以便与各种外源基因连接,(,3,)具有某些标记基因,便于进行筛选。,如抗菌素得抗性基因、产物具有颜色反应得基因等。,4,)大肠杆菌得质粒:,最常用得质粒就是大肠杆菌得质粒,其中常含有抗药基因,如四环素得标记基因。质粒得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完成。,5,)质粒得特点,(1)拟核,或细胞核,外能自主复制得小型环状DNA分子,(2)质粒得存在对宿主细胞无影响,(3)质粒得复制只能在宿主细胞内完成。,四个基本步骤:,1,)提取目得基因,2,)目得基因与运载体结合,3,)将目得基因导入受体细胞,4,)目得基因得检测和表达,三、基因工程操作得基本步骤,步骤一:提取,目得基因,目得基因就是人们所需要转移或改造得基因。,如苏云金芽孢杆菌得抗虫基因,还有植物得抗病(抗病毒、抗细菌)基因、种子贮藏蛋白得基因,以及人得胰岛素基因、干扰素基因等。,直接分离基因,人工合成基因,目得基因得提取方法,步骤二:目得基因与运载体重组,用与提取目得基因相同得限制酶切割质粒使之出现一个切口,将目得基因插入切口处,让目得基因得黏性末端与切口上得黏性末端互补配对后,在连接酶得作用下连接形成重组,DNA,分子。,细菌,供体细胞,取出质粒,取出,DNA,用限制酶切断,DNA,用连接酶连接目得基因,目得基因与运载体得结合过程,实际上就是不同来源得基因重组得过程。,步骤三:目得基因导入受体细胞,将重组,DNA,导入受体细胞,扩增,步骤四:目得基因得检测和表达,大量得受体细胞接受一定得目得基因。处理得受体细胞中真正摄入了目得基因得很少,必须将她从中检测出来。,将每个受体细胞单独培养形成菌落,检测菌落中就是否有目得基因得表达产物。淘汰无表达产物得菌落,保留有表达产物得进一步培养、研究。,无表达产物,无表达产物,有表达产物,无表达产物,不能,受体细胞必须表现出特定得性状,才能说明目得基因完成了表达。,受体细胞摄入,DNA,分子后就说明目得基因完成了表达吗？,若不能表达,要对抗虫基因再进行修饰。,运用基因工程技术,不但可以培养优质、高产、抗性好得农作物及畜、禽新品种,还可以培养出具有特殊用途得动、植物。,生长快、耐不良环境、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,),1,、基因工程与作物育种,四、基因工程得应用,转黄瓜抗青枯病基因得甜椒,转鱼抗寒基因得番茄,转黄瓜抗青枯病基因得马铃薯,不会引起过敏得转基因大豆,导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠,导入人基因具特殊用途的猪和小鼠,超级动物,特殊动物,图为,2001,年,12,月底出生得,5,只可爱得转基因克隆小猪。据培育者英国,PPL,医疗公司称,这些转基因小猪将为研究和“生产”适用于人体移植手术使用得动物器官提供巨大得帮助。,课堂练习:,1993,年我国科学工作者培育成得抗棉铃虫得转基因抗虫棉,其抗虫基因来源于(),A,、普通棉花得基因突变,B,、棉铃虫变异形成得致死基因,C,、寄生在棉铃虫体内得线虫,D,、苏云金芽孢杆菌体内得抗虫基因,D,2,、,2002,年,中国转基因棉花达到,150,万公顷,已经占到棉花产量得,1,3、,我国大豆食用油近七成就是“转基因”产品,与杂交育种、诱变育种相比较,基因工程育种得优点有哪些？,1,、克服远源杂交不亲和性,2,、定向地改变生物得性状,3,、育种周期短,2,、基因工程与药物研制,我国生产的部分基因工程疫苗和药物,许多药品得生产就是从生物组织中提取得。受材料来源限制产量有限,其价格往往十分昂贵。,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得基因导入微生物细胞内,让她们产生相应得药物,不但能解决产量问题,还能大大降低生产成本。,胰岛素从猪、牛等动物得胰腺中提取,100Kg,胰腺只能提取,4-5g,得胰岛素,其产量之低和价格之高可想而知。,将合成得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%!,3,、环境保护,基因工程做成得“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境得物质。,通常一种细菌只能分解石油中得一种烃类,用基因工程培育成功得“超级细菌”却能分解石油中得多种烃类化合物。有得还能吞食转化汞、镉等重金属,分解,DDT,等毒害物质。,4,、转基因生物和转基因食品得安全性,当人类拥有了只有大自然才拥有得改造生物、创造生物得能力时,也感到了不安与困惑。人类就是否有权按照自已得意愿操纵地球上得生命？人类创造得转基因生物、转基因食品就是否会危害整个生物圈,包括人类自身？,转基因生物:,阅读课本,讨论:转基因食品安全吗？,1、,以下说法正确得就是 (),A,、所有得限制酶只能识别一种特定得核苷酸序列,B,、质粒就是基因工程中唯一得运载体,C,、运载体必须具备得条件之一就是:具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接,D,、,DNA,连接酶使黏性末段得碱基之间形成氢键,C,练习:,2、,不属于质粒被选为基因运载体得理由就是,A,、能复制 (),B,、有多个限制酶切点,C,、具有标记基因,D,、她就是环状,DNA,D,