高中生物-63基因工程与转基因生物1-沪科版第二册.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,#,基因工程：,普通高中生物新课程标准要求,1.,基因工程的概念,2.,重组技术所需三种基因工具的作用,3.,基因工程基本操作程序的四个步骤,什么叫基因工程？,基因工程又叫,基因拼接技术,或,DNA,重组技术,。该技术是在,生物体外,，通过对,DNA,分子进行人工“,剪切,”和“,拼接,”，对生物的基因进行,改造,和,重新组合,，然后,导入受体细胞,内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内,表达,，产生出人类所需要的,基因产物。,一 基因工程的概念,基因工程生产胰岛素简要过程：,一 基因工程的概念,人的细胞,提取,胰岛素基因,与运载体,DNA,拼接,导入,细菌,(,含,胰岛素基因,),生产胰,岛素,上述生产胰岛素的关键步骤是什么？,一 基因工程的概念,基因工程生产胰岛素的关键步骤：,关键步骤一：,胰岛素基因的,获取,关键步骤二：,胰岛素基因,与运载体,DNA,连接,关键步骤三：,胰岛素基因,导入受体,(,大肠杆菌,),细胞,解决胰岛素生产的关键步骤需要哪些工具？,（二）基因操作的工具,关键步骤一的工具：,关键步骤二的工具：,关键步骤三的工具：,分子手术刀,限制性内切酶,分子缝合针,DNA,连接酶,分子运输车,运载体,黏性末端,黏性末端,1,、限制性核酸内切酶,限制酶是在生物体,(,主要是,微生物,),内的一种酶，,一种限制性内切酶只能,识别,双链,DNA,分子的某种,特定的核苷酸序列,，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的,磷酸二酯键,断开（,切割,DNA,分子）,来源：,主要从,原核细胞,分离,作用：,作用结果：,EcoRI,重难点剖析,基因工程的“专用工具”,平未端,及,粘性未端,什么叫黏性末端？,被限制酶切开的,DNA,两条单链的切口，带有几个,伸出的核苷酸,，他们之间正好,互补配对,，这样的切口叫,黏性末端,。,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？可产生几个黏性末端？,要切,两个,切口，产生,四个黏性末端,。,如果把两种来源不同的,DNA,用同一种限制酶来切割，会怎样呢？,会产生,相同的黏性末端,，然后让两者的黏性末端,黏合,起来，就似乎可以合成重组的,DNA,分子了。,基因的针线：,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,同种限制酶切割,基因的针线,DNA,连接酶,DNA,连接酶,可把黏性末端,之间的缝隙,“,缝合,”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来,(,形成,磷酸二酯键,),，这样一个重组的,DNA,分子就形成了。,外源基因,(,胰岛素,基因,),怎样才能导入受体细胞,(,大肠杆菌,),？,导入过程需要运输工具,运载体,。,运载体的作用有哪些？,作用一,：作为运载工具，将外源基因,(,胰岛素基因,),转移,到受体细胞,(,大肠杆菌,),中去。,作用二,：利用运载体在受体细胞,(,大肠杆菌,),内，,对外源基因,(,胰岛素基因,),进行,大量复制,。,作为运载体必须具备哪些条件？,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。,常用的运载体主要有两类：,1,）细菌细胞质的,质粒,2,）,噬菌体,或某些,动植物病毒,大肠杆菌的质粒：,最常用的质粒,是,大肠杆菌的质粒,，其中常含有,抗药基因,，如抗四环素的标记基因。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完成,。,四个基本步骤：,（三）基因操作的基本步骤,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,检测,和,表达,目的基因,目的基因是人们所,需要转移,或,改造,的基因。,如苏云金芽孢杆菌的,抗虫基因,，还有植物的,抗病,（,抗病毒,、,抗细菌,）,基因,、种子,贮藏蛋白的基因,，以及人的,胰岛素基因,、,干扰素基因,等。,步骤一：目的基因的提取,目的基因的提取方法,直接分离基因,人工合成基因,反转录法,根据已知的氨基酸序列,合成,DNA,：,鸟枪法,在获取真核细胞中的目的基因时,一般用,人工合成基因,的方法,.,哪些新技术能大大简化基因工程的操作技术？,1,）,DNA,序列自动测序仪：,2,）,PCR,技术：,对提取出来的基因进行核苷酸序列分析。,使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增。,步骤二：目的基因与运载体重组,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,）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,。,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，在连接酶的作用下连接形成重组,DNA,分子。,目的基因与运载体结合,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。,步骤三：目的基因导入受体细胞,第三步：将目的基因导入受体细胞,导入,扩增,常用的受体细胞：菌类和动植物细胞,可以分泌人胰岛素 的细菌,导入过程：运载体为质粒，受体细胞为细菌,受体细胞：细菌,细胞壁的通透性增大,重组质粒进入受体细胞,目的基因随受体细胞的繁殖而复制,氯化钙,大量的目的基因,步骤四：目的基因的检测和表达,四环素,抗性基因,青霉素抗性基因,检测：通过检测,标记基因,的有无，来判断,目的基因是否导入,检测方法：将受体细胞放在含有青霉素或四环素的培养皿中培养，若存活，则导入成功；若死亡，则重组质粒没有导入受体细胞,不能，受体细胞,必须表现出特定的性状,，才能说明目的基因完成了,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？,表达,：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达,若不能表达，要对抗虫基因再进行,修饰,。,怎样检验抗虫基因在棉细胞内是否表达呢？,没有抗虫基因,的棉植株,有抗虫基因的棉植株,棉铃虫,虫没有死,虫被杀死,没有表达,目的基因表达,1,）以下说法正确的是 （）,A,、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,B,、质粒是基因工程中唯一的运载体,C,、运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接,D,、基因控制的性状都能在后代表现出来,C,练习,2,）不属于质粒被选为基因运载体的理由是,A,、能复制,（）,B,、有多个限制酶切点,C,、具有标记基因,D,、它是环状,DNA,D,练习,3,）有关基因工程的叙述中，错误的是（）,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,A,练习,4,）有关基因工程的叙述正确的是 （）,A,、限制酶只在获得目的基因时才用,B,、重组质粒的形成在细胞内完成,C,、质粒都可作为运载体,D,、蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料,D,练习,5,）基因工程是在,DNA,分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 （）,A,、人工合成目的基因,B,、目的基因与运载体结合,C,、将目的基因导入受体细胞,D,、目的基因的检测和表达,C,练习,(2008,理综山东卷,)35.,（,8,分）,【,生物,现代生物科技专题,】,为扩大耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。（,1,）获得耐盐基因后，构建重组,DNA,分子所用的限制性内切酶作用于图中,处，,DNA,连接酶作用于,处。（填“,a”,或“,b”,）,（,2,）将重组,DNA,分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和,法。,（,3,）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用,技术，该技术的核心是,和,。,（,4,）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的,作探针进行分子杂交检测，又要用,方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。,a,植物组织培养,脱分化（去分化）,基因枪法（花粉管通道法）,再分化,耐盐基因（目的基因）,一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）,a,（,2008,上海高考生物巻）,39,、以重组,DNA,技术为核心的基因工程正在改变着人类的生活。请回答下列问题。,（,1,）获得目的基因的方法通常包括,和,。,（,2,）切割和连接,DNA,分子所使用的酶分别是,和,。,（,3,）运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒或,，后者的形状成,。,（,4,）由于重组,DNA,分子成功导入受体细胞的频率,，所以在转化后通常需要进行,操作。,（,5,）将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌，从两者中生产的胰岛素在功能和,序列上是相同的。,答案：（,1,）从基因文库中获取 化学合成（人工合成）（,2,）限制性核酸内切酶（限制酶）,DNA,连接酶（连接酶）（,3,）质粒 小型环状（双链环状、环状）（,4,）低 筛选（,5,）氨基酸,（,2007,，山东理，,8,分,）,继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：,（,1,）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是,。,（,2,）进行基因转移时，通常要将外源基因转入,中，原因是,。,（,3,）通常采用,技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。,（,4,）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的,细胞中特异表达。,（,5,）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠体细胞的,转入,细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称为,。,显微注射法,受精卵（或早期胚胎）,DNA,分子杂交）（核酸探针）,受精卵（或早期胚胎细胞）具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达,去核的卵,膀胱上皮,细胞核,核移植（或克隆）,祝同学们学习进步！,