高中生物第一章基因工程1.1基因工程概述.pptx

新课导入,学习目标,新知探究,1.,限制性内切酶,课堂小结,随堂测试,*,*,*,*,*,*,*,*,第一节 基因工程概述,1/29,能否让禾本科植物也能够固定空气中氮？,能否让细菌“吐出”蚕丝？,能否让微生物产生出人胰岛素、干扰素等宝贵药品？,经过多年努力，科学家于,20,世纪,70,年代创建了能够定向改造生物新技术,基因工程。,2/29,1,、说出基因工程概念,；,2,、简述基因工程诞生历程,；,3,、说出,DNA,重组技术所需三种基因工具作用,；,4,、简述基因工程基本操作程序步骤,。,3/29,一、基因工程概念,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，经过对,DNA,分子进行人工,“剪切”,和,“拼接”,，对生物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示，产生出人类所需要基因产物。,4/29,基因工程别名,操作环境,操作对象,操作水平,基本过程,结果,基因拼接技术或,DNA,重组技术,生物体外,基因,DNA,分子水平,人类需要基因产物,剪切,拼接,导入,表示,5/29,理论基础,DNA,是遗传物质发觉,DNA,双螺旋结构确实立,遗传信息传递方式,(,中心法则,),认定,技术保障,基因工程工具 发觉和应用,限制性核酸内切酶,DNA,连接酶,基因载体,(,如质粒,),二、基因工程诞生和发展,6/29,提取,抗虫基因,棉花细胞,苏云金芽孢杆菌,(,有抗虫特征,),普通棉花,(,无抗虫特征,),与运载体,DNA,拼接，导入,(,含抗虫基因,),棉花植株,(,有抗虫特征,),基因工程培育抗虫棉简明过程,7/29,怎样将苏云金芽孢杆菌细胞内抗虫基因从它,DNA,分子中切割下来？,怎样将切下来抗虫基因与运载体,DNA,连接起来？,怎样将重组,DNA,运输到棉花细胞？,需要切割,DNA,工具（分子手术刀）,需要连接,DNA,片断工具,（分子缝合针）,需要基因转移工具（分子运输车）,限制性核酸内切酶,DNA,连接酶,基因载体,工具酶,思 考,8/29,1,、限制性核酸内切酶（简称限制酶）,能够,识别,和,切割,DNA,分子内一小段特殊核苷酸序列酶。,含义：,主要从,原核生物,中分离得到,起源：,磷酸与脱氧核糖之间,磷酸二酯键,作用部位：,有,专一性,。即一个限制酶只能识别一个特定核苷酸序列，并在特定切点上切割,DNA,分子。,作用特点：,产生,黏性未端,作用结果：,三、基因工程工具,9/29,EcoRI,A,A,G,T,T,C,C,T,T,A,A,G,C,T,T,A,A,G,G,A,A,T,T,C,识别,GAATTC,序列，并在,G,和,A,之间切开,限制酶在切断,DNA,时，可在切口处带有几个伸出核苷酸，他们之间碱基恰好互补配对，所以称这些片断为,黏性末端,。,10/29,A,A,T,T,G,C,C,T,T,A,A,G,3,5,3,3,5,5,5,3,11/29,要想取得某个特定性状基因必须用限制性核酸内切酶切几个切口？可产生几个黏性末端？,切两个切口，产生四个黏性末端。,假如把两种起源不一样,DNA,用同一个限制酶来切割，会怎样呢？,会产生相同黏性末端。,思 考,12/29,C,G,G,C,C,G,T,A,T,A,A,T,A,T,G,C,G,C,G,C,T,A,A,T,C,G,T,A,T,A,A,T,A,T,G,C,T,A,T,A,EcoRI,EcoRI,C,G,G,C,C,G,T,T,A,A,A,A,T,T,G,C,G,C,G,C,T,A,A,T,C,G,T,T,A,A,A,A,TT,G,C,T,A,T,A,C,G,G,C,C,G,T,T,A,A,A,A,T,T,G,C,T,A,T,A,13/29,2,、,DNA,连接酶,两条链骨架部分，形成,磷酸二酯键,连接部位：,含有相同黏性末端两个,DNA,片段连接起来，形成,重组,DNA,分子,。,结果：,C,G,G,C,C,G,T,T,A,A,A,A,T,T,G,C,T,A,T,A,14/29,用,DNA,连接酶连接两个相同黏性未端要形成几,个磷酸二酯键？,2,个,用限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸二酯键？,4,个,外源基因（如抗虫基因）怎样才能运输到受体细胞（如棉花细胞）？,需要“分子运输车”,基因进入受体细胞载体,思 考,15/29,3,、基因载体（运载体）,作为运载工具，将外源基因送入受体细胞。,作用：,条件：,能在宿主细胞内,自我复制,并稳定地保留,有一个或多个,限制酶切点,，,可使外源基因,插入,其中,含有一些遗传,标识基因,，以,便进行,筛选,对受体细胞,无害,质粒,（最惯用）、噬菌体和一些动植物病毒,种类：,16/29,假如外源基因导入受体细胞后不能复制会怎样？,作为载体假如没有限制酶切割位点将怎样？,外源基因是否进入受体细胞，你怎样去觉察？,假如载体对受体细胞有害将怎样？,会在细胞增殖中丢失,外源基因不可能插入,假如载体上有遗传标识基因，就可经过标识基因表示来检测。,将影响受体细胞新陈代谢，进而使转入外源基因也可能无法表示。,思 考,17/29,四、基因工程普通过程与技术,获取目标基因,形成重组DNA分子,将重组DNA分子导入受体细胞,筛选含有目标基因受体细胞,目标基因表示,18/29,取出,DNA,用限制酶切断,DNA,当前被较广泛提取使用目标基因有：苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。,获取目标基因方法,1,、直接分离基因,19/29,2,、人工基因合成法,直接合成法,：已知某基因序列前提下,能够用化学方法合成或 用,PCR,技术扩增大量获取目标因,.(,如胰岛素基因,),想一想,:,还有其它方法可,以合成目标基因吗,?,DNA,合成仪,PCR,扩增仪,20/29,目标基因与运载体结合,-,形成重组,DNA,提取质粒并用限制酶切割,用连接酶将目标基因和质粒连接,用限制酶切割目标基因和用相同限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目标基因插入切口处，让目标基因黏性末端与切口上黏性末端互补配对后，在DNA连接酶作用下连接形成重组DNA分子,21/29,将重组,DNA,导入受体细胞并扩增,将目标基因导入受体细胞,将受体细胞进行扩增,基因工程中惯用受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞等。如用质粒作运载体,则选大肠杆菌为受体细胞,导入受体细胞惯用方法是借鉴细菌或者病毒侵染细胞路径。通常还要对一些受体细胞进行增大通透性处理。,22/29,筛选含有目标基因受体细胞,受体细胞是否具运载体特有,“,标识基因,”,所控制性状,检测依据：,前三步处理十分繁锁，为确保目标基因得到有效利用，通惯用大量受体细胞来接收不多目标基因。这么，处理受体细胞中真正摄入了目标基因极少，必须将它从中检测出来。,23/29,目标基因表示,是否有目标基因表示产物,表示依据：,外源基因在受体细胞内表示理论基础，基因是控制生物性状基本单位，生物界共用一套遗传密码，遗传信息传递都遵照中心法则信息流动方向。,24/29,1,、科学家们经过多年努力，创建了一个新兴生物技术,基因工程，实施该工程最终目标是（）,A.,定向提取生物体,DNA,分子,B.,定向地对,DNA,分子进行“剪切”,C.,在生物体外对,DNA,分子进行改造,D.,定向地改造生物遗传性状,D,25/29,2,、以下说法正确是（）,A.,全部限制酶只能识别一个特定核苷酸序列,B.,质粒是基因工程中唯一运载体,C.,载体必须具备条件之一是：含有多个限制酶切点，方便与外源基因连接,D.,基因控制性状都能在后代表现出来,C,26/29,3,、人们常选取细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因主要作用是（）,A.,提升受体细胞在自然环境中耐药性,B.,有利于对目标基因是否导入受体细胞进行检测,C.,增加质粒分子分子量,D.,便于与外源基因连接,B,27/29,4,、以下哪项不是基因工程中经常使用用来运载目标基因载体（）,A.,细菌质粒,B.,噬菌体,C.,动植物病毒,D.,细菌核区,DNA,D,28/29,5,、在基因工程中，切割运载体和含有目标基因,DNA,片段，需使用（）,A.,同种限制酶,B.,两种限制酶,C.,同种连接酶,D.,两种连接酶,A,退出,29/29,