人教版高一生物必修二教学课件 6-2 基因工程及其应用(共31张PPT).ppt

基因工程(gene engineering)的“四步曲” * 青霉菌能产生对人类有用的抗生素 ——青霉素 家蚕能够吐出蚕丝为人类利用 豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮 青霉菌产生青霉素、蚕吐蚕丝、根瘤菌固氮的根本原因是什么？ 有相应的基因！ 所以基因决定性状 能否让蜘蛛“吐出”蚕丝？ 设想 定向基因改造设想 你知道为什么能把人的基因“嫁接”到细菌上吗？你能推测出，这种基因的“嫁接”是怎么实现的吗？你能举出一些类似的、与你的生活关系很密切的例子吗？ “嫁接”了人胰岛素基因的工程菌 这种嫁接对品种的改良有什么意义？ 能定向改变生物的性状 如转基因热带斑马鱼 能发荧光的热带斑马鱼 普通热带斑马鱼是不发荧光的 基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的性状。 原理：基因重组 操作水平：DNA分子水平 操作环境：生物外 结 果：定向地改造生物的性状，获得人类所需要的品种。 目的基因 供体细胞 受体细胞 二、　基因操作的工具 例如：大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。 １、基因的剪刀——限制性内切酶（限制酶） 限制酶 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。 2、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，是把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子才能形成。 　　要让一个从甲生物细胞内取出来的基因(如抗虫基因),送入受体细胞(如棉细胞),还需要有运输工具,这就是运载体。 3、基因的运输工具——运载体 常用的运载体：质粒、噬菌体和动植物病毒 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。 大肠杆菌的质粒： 1、细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自主复制的小型环状DNA分子； 2、质粒的存在对宿主细胞无影响； 3、质粒的复制只能在宿主细胞内完成。 三、基因工程基本步骤 1、获取目的基因 基因工程的第一步，是取得人们所需要的特定基因，也就是目的基因如抗虫基因，抗病基因、种子的贮存蛋白基因，以及人的胰岛素基因、干扰素基因等都是目的基因。 要获得目的基因，主要有两条途径：一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因，另一条是人工合成基因。 2、目的基因与运载体结合 　　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。 细菌 供体细胞 取出质粒 取出DNA 用限制酶切断DNA 用连接酶连接目的基因 3、将目的基因导入受体细胞 将重组DNA导入受体细胞 扩增 4、目的基因的表达和检测 　　大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。 将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。 无表达产物 无表达产物 有表达产物 无表达产物 　　 提取目的基因 1 目的基因与运载体结合 2 将目的基因导入受体细胞 3 目的基因的检测和表达 4 1 2 基因工程的操作工具 1.基因的剪刀 ——限制性内切酶 2.基因的针线 ——ＤＮＡ连接酶 3.基因的运输工具 ——运载体 基因工程的操作步骤 1.目的基因的提取 2.目的基因与运载体结合 3.目的基因导入受体细胞 4.目的基因的检测与表达 基因工程(gene engineering)的原理 * * *