人教版高中生物必修二第六章第2节《基因工程及其应用》课件(共32张)

人教版高中生物必修二第六章第2节基因工程及其应用课件共43张PPT[可修改版ppt]

基因的剪刀— 限制性内切酶（简称限制酶）基因的针线—— DNA连接酶基因的运载工具—— 运载体
（二）基因工程操作的基本步骤
从细胞中分离出DNA
限制酶
提取目的基因
从大肠杆
限制酶菌中提取
DNA连接酶
质粒
目的基因与运载体结合
目的基因导入受体细胞
目的基因的检测与鉴定
2、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
DNA连接酶的作用过程
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基因的运载工具——运载体：
常用的运载体主要有两类： 1）细菌细胞质的质粒（环状DNA分子） 2）噬菌体或某些动植物病毒
作为运载体必须具备的三个条件：
1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存
2、具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
3、具有标记基因，便于进行筛选
（一）基因工程的操作工具
[例1] 某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基
因a，通过基因工程的方法，将基因a与运载体结合后导入马
铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。结合
图形分析下列有关这一过程的叙述不正确的是
( B)
A．获取基因a的限制酶的作用部位是图中的① B．连接基因a与载体的DNA连接酶的作用部位是图中的② C．基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞 D．通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
转鱼抗寒基因的番茄
不会引起过敏的转基因大豆
转基因龙胆花色奇异
转基因蓝猪耳改变花色
转基因牵牛花改变了花色

人教版高中生物必修二第六章第2节基因工程及其应用课件共49张PPT[可修改版ppt]

基因牛(阿根廷)
超级
动物
特殊
导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠
动物
图为2001年12月底出
导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
生的5只可爱的转基因
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
的动物器官提供巨大
的帮助。
转基因龙胆花色奇异
转基因蓝猪耳改变花色
A
B. ①②；③④ D.以上都不对
2：基因工程的
AATTCCGTAG GGCATCTTAA
CTTCATGAATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAA GGGATT
2：基因工程的
“
” 指“DNA连接酶”
作用：
连接“梯子”断口的 “扶手”而非“梯子” 中间的“踏板”。
1、基因工程的概念
基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果原理
基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因
DNA分子水平剪切 → 拼接 → 导入 → 表达定向地改造生物的遗传性状
基因重组
• 培育转基因大肠杆菌的简要过程：
普通大肠杆菌
人体组织细胞
(不能分泌胰岛素)
提取
与运载体DNA拼接
二、基因操作的工具
1、基因的
“ ” 指“ 限制性核酸内切酶 ”
特点: 一种限制酶只能识别一种特定的
核苷酸序列,并在特定切点切割
这个特点说明了：酶具有专一性
限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程
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磷酸二酯键—
— 磷酸和脱氧核糖
练习使用EcoRI 剪切目的基因

人教版高中生物必修二第6章第2节基因工程及应用课件(共23张PPT)

2）目的基因与运载体结合
3）将目的基因导入受体细胞
4）目的基因的检测和鉴定
目的基因的检测与鉴定：目的基因的检测是根据运载体上的标记基因所控制的生物性状是否表现来判断，如下表
（二）基因工程的概念
基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因
DNA分子水平
改造生物的遗传性状基因重组
打破生殖隔离；定向地改变生物
面建造起了一栋豪宅。盖茨比挥金如土,彻夜笙箫,一心想引起黛茜的注
思考：要把人的合成胰岛素的基因“嫁接”
到细菌上，关键步骤是什么？
关键步骤一：怎样提取合成胰岛素的基因？基因的剪刀——限制性核酸内切酶
关键步骤二：怎样将基因运输到细菌体内？基因的运载工具——运载体
关键步骤三：怎样将基因与运载体连接起来？基因的针线——DNA连接酶
一本好书。
该书通过叙述者尼克的视角,讲述了主人公盖茨比的一段虚无缥缈的爱情故事。年轻的盖茨比,是一个贫穷的农家子弟,在肯塔基州一个军训营里当少尉时,遇见了上流社会的女子黛西,对她一见钟情,把她当作完美的理想追求着,至死不渝。他隐瞒自己的身世,凭着自己的英俊、聪明和敏感赢得了黛西的爱情,热恋一个月后被派遣到法国作战,一去就是五年。黛西在他走后的第二年便嫁给富家子弟汤姆。贪图财富和享乐的生活使她失去了少女的纯真,变得玩世不恭。五年后,盖茨比从国外回来 ,他仍然热烈地爱着他心中的黛茜,追踪着她的足迹。他坚信是金钱让黛茜背叛了心灵的贞洁,于是立志要成为富翁。几年以后,盖茨比终于成功了,他在黛茜府邸的对
• 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？

人教版高中生物必修二第六章第二节《基因工程及其应用》课件

酵母菌等生物中,是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子.
二、基因工程操作的基本步骤
提取目的基因
同一种限制酶切割
目的基因与运载体结合
目的基因和运载体，
并用DNA连接酶连
接成重组DNA。
目的基因导入受体细胞
重组DNA导入受体细胞（大肠杆菌、
枯草杆菌、酵母菌
动植物细胞等）
目的基因的检测与鉴定

（2）作用的化学键：
磷酸二酯键

1、限制酶使用EcoRI 剪切目的基因
CTTCATG AATTCCGTAGAATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAAGGGATT
CTTCATG GAAGTACTTAA
AATTCCCTAA GGGATT
黏性末端
目的基因 AATTCCGTAG GGCATCTTAA
不
同作用结果形成重组DNA
点
分子
需要
只能将单个核苷酸连接到已有的 DNA片段上，
形成DNA的一条链
用途
基因工程
DNA复制
3、运载体
（1）常用的运载体种类：
质粒、噬菌体和动植物病毒。
（2）作用：
将目的（外源）基因送入受体细胞。
运载体的共同特点是：
都有侵染或进入宿主细胞的能力
质粒存在于许多细菌和
定向地改造生物的遗传性状，
• 归纳培育转基因棉花的简要过程：
普通棉花细胞（不
苏云金芽孢杆菌
提取
与土壤农杆菌DNA
具有抗虫能力的植株）
抗虫基因
拼接
棉花细胞(选出含抗虫基因
导入 )
转基因棉花(具有抗虫能力)
二、基因工程的工具 1、限制性核酸内切酶的作用（EcoRⅠ）

人教版必修2生物：6.2 基因工程及其应用课件(共28张PPT)

（5）基因突变的结果和意义（拓展：基因突变是否一定会造成生物性状的改变？）
①多数基因突变并不引起生物性状的改变 A．不具遗传效应的DNA片段中的“突变”不引起性状变异。在DNA分子中，有的片段带有遗传信息，有的片段不带遗传信息，如果突变发生在不带遗传信息的片段中，则这种突变不会有遗传效应，更不会引起性状的改变。
基因突变是指由于DNA分子中发生碱基对的增添、
缺失或改变而引起的基因结构的改变。
（2）基因突变的原因 ①外因：由于某些外界环境条件（如温度剧变、
射线、污染等）或者生物体内部因素（如异常代谢产物等）的作用。
②内因：DNA复制过程中，基因内部脱氧核苷酸的种类、数量或排列顺序发生局部的改变，从而改变了遗传信息。
• 基因重组是生物变异的来源之一 • 对生物进化也具有重要意义 • 是导致生物多样性的原因
3．染色体变异
1
2 3
4
染色体结构变异图解染色体中某一片段的缺失、增加、移接或位置颠倒。大多数结构变异对生物是不利的，有的甚至会导致生物死亡。
（2）染色体数目的变异
在某些特定的环境条件下，生物体的染色体数目会发生改变，从而产生的可遗传的变异。
项目
基因突变
基因重组
染色体变异
概念
DNA分子中碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的
改变
在生物体进行有性生殖的过程中控制不同性状的基因重新组合
染色体数目或结构发生变化 (光学显微镜下可见)，导致生
物性状的变异
发生时间
有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期
减数第一次分裂后期
植物细胞有丝分裂过程或未受精的卵细胞、花粉发育而成等
一、生物的变异

新人教版必修2高中生物第6章第2节基因工程及其应用课件

1．基因工程操作的基本步骤目的基因：人们所需要的特定基因提取目直接分离基因的基因取得途径人工合成基因 ↓ 用同一种限制酶切割质粒和目的基因目的基因与加入DNA连接酶运载体结合质粒和目的基因结合成重组DNA分子
2．目的基因与运载体结合成重组质粒的原因 (1)基本单位相同：都是由脱氧核苷酸构成的。 (2)空间结构相同：都是规则的双螺旋结构。 (3)碱基配对方式相同：都是A—T，G—C。

(1)切割运载体和目的基因时需用同一种限制酶，才能获得相同的黏性末端。 (2)四个步骤中只有第三步将目的基因导入受体细胞不涉及碱基互补配对。

[记知识纲要]
[背关键语句] 1．基因工程是按照人们的意愿，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，定向地改造生物的遗传性状。基因工程的原理是基因重组。 2．一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。DNA 连接酶的作用是将目的基因和运载体连接成重组DNA分子。

3．基因工程与药物研制 (1)实例：用基因工程方法生产胰岛素。 (2)过程：胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子大肠杆菌重组并且在__________内获得成功的表达。

[思考探讨] 3.生产基因产物的受体细胞为什么常选用微生物？ 4．培育转基因动物与转基因植物，常用的受体细胞分别是什么？提示： 3.因为微生物繁殖快、代谢快、产生的基因产物多。 4．培育转基因动物，一般选用受精卵作为受体细胞；而培育转基因植物，可选用受精卵或体细胞作为受体细胞。
3.运载体 (1)作用： ①作为运载工具，将目的基因送入受体细胞中； ②通过它在宿主细胞内的复制对目的基因进行大量复制。 (2)运载体必须具备的条件： ①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制——这是保证目的基因能在细胞分裂过程中复制并传递给子细胞。

高中生物人教版必修二第6章第2节《基因工程及其应用》公开课精品PPT

作物育种：培育具有各种抗逆性作物新品
基因工程种，如抗虫棉等。
的应用
药物研制：生产高质量、低成本的药品，
如胰岛素、干扰素和乙肝疫苗等
环境保护：如利用转基因细菌降解有毒有转基因生物害的化合物，吸收环境中的重金属等和转基因食
品的安全性
反馈练习答案：
1-6 C C C C C的环状DNA分子
三、1、提取目的基因 2、目的基因与运载体结合同一种限制酶 DNA连接酶
3、将目的基因导入受体细胞 4、目的基因的检测与鉴定
四、1、抗逆性农药的用量农药对环境的污染
2、高质量低成本胰岛素干扰素乙肝疫苗
五、要严格控制转基因生物和转基因食品是安全的，应该大范围推广
知识点拨限（制1）酶限制的酶特识点别的:具序列有有专啥一特点性？
回文序①列识（别反向特对定称的排列核）苷酸序列
（2）切口处特点：（切口不平）两条单链的切口
各有几个伸②出在的核特苷定酸切，它点们切正割好互DN补A配分对子，这样
的切口称“黏性末端”。（2个）
GAA T T C
C TTAAG
G C TTAA
例：如何检测抗虫棉的抗虫效果？
合作探究，共同进步时间：8min
探究一模拟重组DNA分子的操作过程
第一组同学展示探究一的1、2、3题，第二组同学点评第三组同学展示探究一的4、5题，第四组同学点评
探究二转基因抗虫棉有性繁殖产生的后代都具有抗虫特性吗？
第五组同学展示探究二，第六组同学点评
细菌质粒
基因工程及其应用
谁能告诉我这是ＷＨＡＴ？
谁能告诉我这是ＷＨＡＴ？
生产人胰岛素的大肠杆菌
100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素

人教版高中生物必修二第六章第2节《基因工程及其应用》课件 (共32张PPT)

•
15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年8月2021/8/112021/8/112021/8/118/11/2021
•
16、提出一个问题往往比解决一个更重要。因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，却需要有创造性的想像力，而且标志着科学的真正进步。2021/8/112021/8/11August 11, 2021
第四步：目的基因的检测与鉴定
（1）检测：根据受体细胞是否具有某些标记基因，判断目的基因是否导入；
（2）鉴定：受体细胞是否表现出特定的性状，如棉花抗虫性状。
• 4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
观察各限制酶识别并作用的核苷酸序
列，看看它有何特点？
（2）特点：
①只能识别一种特定的核苷酸序列 ②只能在特定的位点上切割DNA分子
EcoRI限制酶的切割
黏性末端
黏性末端
(3)限制酶切割的是什么化学键？
磷酸二酯键
（注意与解旋酶的区别）
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，这样的切口叫黏性末端。
1、当受体细胞为微生物细胞时，经常用CaCl 处理细胞，增大细胞壁的通透性，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，即感受态细胞。

人教版高中生物必修二第六章第2节《基因工程及其应用》课件 (共49张PPT)

Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂 ①抗病毒基因：病毒_外__壳__蛋__白__
基因
基因和病毒的复制酶基因
种类基因、淀粉酶抑制剂基因、植物 ②抗真菌基因：几丁质酶基因
凝集素基因等
和抗毒素合成基因
转基因抗虫棉、转基因抗虫抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病
成果
水稻等
毒的转基因小麦、甜椒、番茄等
减少了化学农药的使用，降低了生产成本，减少了环境污染，降意义
(2)种植转基因抗虫棉若干年后，害虫会不会对转基因抗虫棉产生抗性？为什么？答案会。害虫会因基因突变产生对转基因抗虫棉的抗性。
检测达标
1.判断正误 (1)种植转基因抗虫棉的农田不需要进行防虫管理( × ) (2)转基因抗病植物不受细菌、真菌或病毒的危害，种植过程中不需要使用农药( × ) (3)植物基因工程主要用于提高农作物产量( × ) (4)转基因作物减少了化学农药的使用，降低了生产成本，减少了环境污染，但增加了对人体健康的损害( × )
•
9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。21.8.521.8.5Thursday, August 05, 2021
•
10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。01:42:2301:42:2301:428/5/2021 1:42:23 AM
•
11、越是没有本领的就越加自命不凡。21.8.501:42:2301:42Aug-215-Aug-21
3.判断正误（） (1)动物基因工程的主要前景是提高动物生长的速度( × ) (2)培育转基因动物常用显微注射技术将外源基因导入受精卵( √ ) (3)抑制或除去抗原决定基因可以培育没有免疫排斥反应的猪器官( √ ) (4)利用小型猪来解决人类移植器官短缺问题，首先要解决免疫排斥难题

人教版高中生物必修二6.2 基因工程及其应用(共32张PPT)

胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取 4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。将合成的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、环境污染治理
基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。
“ ” 指“DNA连接酶”
将互补配对的两个粘性末端作用：连接起来，使之成为一个完整的DNA分子
DNA连接酶的缝合作用
可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，两DNA片段要具有互补的黏性末端才能拼起来
注意：DNA连接酶可连接双链DNA中的DNA单链缺口，但不能连接单链DNA！
DNA连接酶的缝合作用
第2节基因工程及其应用
什么叫基因工程?
基因工程：即基因拼接技术或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，然后放到另一种定向地改造生物的遗传性状。生物的细胞里，
原理：基因重组操作水平：DNA分子水平结果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。
⒉实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的（Ｂ）
Ａ．高效性
Ｃ．多样性
Ｂ．专一性
Ｄ．催化活性易受外界影响
• 能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；
• 2.有一个至多个限制酶切位点
• 能与目的基因结合
• 3.有遗传标记基因
• 便于观察
• 4.对受体细胞无害、易分离
• 安全、比较容易得到