生物《基因工程及其应用》课件(新人教版必修).ppt

第6章 从杂交育种到基因工程 第2节 基因工程及其应用 豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮 蜘蛛能够吐出蛛丝 资料三 以往，治疗糖尿病的胰岛素是从动物胰腺中提取的，从100千克猪、牛等动物的胰腺只能提取3－4克胰岛素，治疗一个患者需宰杀40－50头牛，这种药物的造价就可想而知了。 基因工程概念 基因工程：又叫基因拼接技术或DNA重组技术。就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰和改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向的改变生物的遗传性状。 基因工程操作的工具 将目的基因片断从人体细胞内提取， 需要基因的剪刀——限制性内切酶。 将目的基因与运载体DNA连接， 需要基因的针线——DNA连接酶。 将目的基因运入大肠杆菌， 需要基因的运输工具——运载体。 限制性内切酶 分布：主要在微生物中。 特点：专一性和特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。 举例：大肠杆菌的一种限制酶（EcoRⅠ）能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。 限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程 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，使之成为一个完整的DNA分子。 DNA连接酶的作用过程 运载体 作用：将外源基因送入受体细胞。 种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 基因操作的基本步骤 ？如何让大肠杆菌生产人胰岛素？ 基因工程的应用 * 资料一：目前，全球的氮肥生产耗费世界总电力的3%-4%，且农作物只能吸收氮肥的1/10,造成了大面积土壤和水质的污染。 资料分析引入 资料二：蛛丝是自然界最奇特的物质之一，它具有极强的韧度，其韧度是同样直径钢材的好几倍。但与家蚕不同，蜘蛛不能家养，因为它们会互相吞食，所以不可能建立人工饲养蜘蛛的农场。30多年来，科学家们一直试图找到利用其他生物体来制造蛛丝的办法。 微生物可以有分泌产物，且微生物繁殖速率快 设想一 能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？ 能否让细菌“吐出”蛛丝？ 设想二 能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？ 设想三 经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。 ？ 基因工程是在分子水平的设计和施工，需要有专门的工具，生物体内有哪些专门的工具呢？ 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA 分子切断。目前已发现的限制酶有200多种。 点击播放 ？ 基因进行了切割以后就有了切口， 怎样才能将有切口的基因与其他基因缝合在一起呢？ 点击播放 C T T A A G A A T T C G 重组DNA分子 （外源基因） ？如何将外源基因送入受体细胞呢？ 注：限制酶与连接酶作用的位点都是 磷酸二酯键 能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。 大肠杆菌 DNA 质粒 （环状DNA分子） 控制质粒DNA转移的基因 抗生素抗性基因 利用质粒将外源基因运载入受体细胞中 提取目的基因 目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测和表达 归纳： ①从细胞中分离出DNA ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ②限制酶截取DNA片断 ③分离大肠杆菌中的质粒 ④ DNA重组 ⑤用重组质粒转化大肠杆菌 ⑥培养大肠杆菌克隆大量基因