第2节基因工程及其应用课件(公开课)[可修改版ppt]
合集下载
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59张PPT)
调节细胞渗透压的基因
抗冻蛋白基因（鱼） 抗除草剂基因
富含赖氨酸的蛋白质编码基因
控制番茄果实成熟的基因 植物花青素代谢有关的基因 乳糖酶基因 人胰岛素基因
1.抗虫转基因植物
2.抗病转基因植物
3.其他抗逆转基因植物
转鱼抗寒蛋白基因的番茄
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
不会引起过敏的转基因大豆
• DNA分子杂交原理： DNA分子杂交是基因诊断最基本的方 法之一。其基本原理是：互补的DNA单链 能够在一定条件下结合成双链，即能够进行 杂交。这种结合是特异的，即严格按照碱基 互补配对进行。因此，当用一段已知基因的 核苷酸序列作为探针，与被测基因进行接触， 若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测 基因中含有已知的基因序列。
• 基因诊断技术在什么方面发展迅速？ 在诊断遗传性疾病方面发展迅速。目前 已经可以对几十种遗传病进行产前诊断。 • 举例
1）β—珠蛋白的DNA探针 → 镰刀状细胞贫血症 2）苯丙氨酸羧化酶基因探针 → 苯丙酮尿症 3）白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的 DNA探针 → 白血病
基因工程与食品业
• 基因工程为食品工业中提供了什么前景？
4.利用转基因改良植物的品质
提高观赏价值
合肥市第十三中学收藏图片
有人说“‘菲’鱼的体内转入了鱼 或者海豚的基因。”
第2节 基因工程及其应用
P108
P108
P108
P108
P108
理智地运用科学技术成果的必要性
P108
很多生物的基因组目前并不清楚，因此，寻找目的 基因仍是十分艰巨的工作。此外，基因的提取、分 离和转移需要昂贵的仪器设备。而杂交育种和诱变 育种作为常规育种方法，操作简便易行，是基因工 程技术所不能取代的
（1）从细胞的结构看，细菌属于 原核
P104 （一）、基因工程与作物育种 2、在畜牧养殖方面 科学家利用基因工程的方法培育出了转基 因奶牛、超级绵羊等多种转基因动物。
生长快、肉质好的转基 因鱼(中国)
乳汁中含有人生长激素 的转基因牛(阿根廷)
超级 动物
导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠 导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
特殊 动物
(二）、基因工程与药物研制
我国
P105
• 2001年6月6日，国务院公布的《农业转基 因生物安全管理条例》规定，不得销售未 标识的农业转基因生物，其标识应注明产 品中含有转基因成分的主要原料名称；有 特殊销售范围的还应注明并在指定范围内 销售。
一、基因工程的概 念 二、基因工程操作的基本工具 基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶
许多药品的生产 是从生物组织中提取 的。受材料来源限制 产量有限，其价格往 往十分昂贵。
P104
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
基因工程及其应用公开课ppt课件
精选PPT课件
11
＋？
基因工程及其应用
发光水母
普通热带斑马鱼
能发荧光的热带斑马鱼
想一想： 为什么能把人的基因嫁接到细菌上？
基因“嫁接”
人和细菌的遗传物质都是 DNA，都共用一套遗传密码
能产生人胰岛素的大肠杆菌
基因工程(gene engineering)
• 又称基因拼接技术,或重组DNA 技
“
” 指“DNA连接酶”
作用：连接两个DNA片段骨架上的缺口
DNA连接酶的作用过程
点击播放
构建模型
重组DNA
精选PPT课件
29
四、基因工程的应用
基因工程与作物育种
转鱼抗寒基
因的番茄
抗
抗除草剂转基因大豆
病
毒
转
基
因
木
基因工程与药物研制
转基因胰岛素
Fra Baidu bibliotek
转基因疫苗
环境监测
利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏 地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而
黏性末端
GG精选CPPAT课T件CTTAA
23
二、基因操作的工具 ◎基因的运载工具——运载体： 常用的运载体主要有两类： 1）质粒
2）噬菌体或某些动、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质保粒存存在于许多细菌 2）具多个限制。酶切点，以便与外源和基酵因母连菌接等生物中, 3）具有某些标。记基因，便于进行筛是选拟。核或细胞核外能
基因工程的应用ppt
行深入的伦理和风险评估来保证基因工程的安全和可持续发展。
基因工程的未来发展与展望
未来，随着技术的不断进步，基因工程将在各个领域发挥更重要的作用。我
们可以期待更多的基因治疗、转基因作物和环境保护方面的创新。
生物修复
转基因树木
生物燃料生产
利用转基因微生物和植物进行生
通过转基因技术，可以提高树木
利用转基因微生物和植物，可以
物修复，可以加速有毒物质的降
的抗逆性和生长速度，用于防风
提高生物燃料的生产效率和质量，
解，减少环境污染。
固沙、森林修复等环境保护项目。
减少对化石燃料的依赖。
基因工程在工业领域的应用
工业酶
通过基因工程技术，大规模生产高效的酶，用于
工业生产、污水处理等领域。
生物降解塑料
通过转基因技术，生产可降解的塑料，减少对环
境的污染。
生物染料
利用转基因微生物和植物，生产天然、环保的生
物染料，取代化学染料。
基因工程的伦理和风险评估
基因工程带来了许多伦理和风险方面的问题，如道德考量、基因改变带来的未知影响等。科学家和政府需要进
1
基因治疗wenku.baidu.com
通过修复或调节病人的基因，基因治疗可以治愈一些遗传疾病，如血液病和免疫
系统疾病。
2
药物生产
利用基因工程技术，可以生产出许多重要的药物，如胰岛素、人类生长激素等，
基因工程的未来发展与展望
未来，随着技术的不断进步，基因工程将在各个领域发挥更重要的作用。我
们可以期待更多的基因治疗、转基因作物和环境保护方面的创新。
生物修复
转基因树木
生物燃料生产
利用转基因微生物和植物进行生
通过转基因技术，可以提高树木
利用转基因微生物和植物，可以
物修复，可以加速有毒物质的降
的抗逆性和生长速度，用于防风
提高生物燃料的生产效率和质量，
解，减少环境污染。
固沙、森林修复等环境保护项目。
减少对化石燃料的依赖。
基因工程在工业领域的应用
工业酶
通过基因工程技术，大规模生产高效的酶，用于
工业生产、污水处理等领域。
生物降解塑料
通过转基因技术，生产可降解的塑料，减少对环
境的污染。
生物染料
利用转基因微生物和植物，生产天然、环保的生
物染料，取代化学染料。
基因工程的伦理和风险评估
基因工程带来了许多伦理和风险方面的问题，如道德考量、基因改变带来的未知影响等。科学家和政府需要进
1
基因治疗wenku.baidu.com
通过修复或调节病人的基因，基因治疗可以治愈一些遗传疾病，如血液病和免疫
系统疾病。
2
药物生产
利用基因工程技术，可以生产出许多重要的药物，如胰岛素、人类生长激素等，
生物：基因工程及其应用(极品课件)2
A.高效性 B.专一性 C.多样性 D.催化活性受外界条件影响
�
转入向日葵基因的大豆
将细菌的抗虫,抗病毒, 将细菌的抗虫,抗病毒,抗除 草剂,抗盐碱,抗干旱, 草剂,抗盐碱,抗干旱,抗高 温等抗性基因转移到作物体内, 温等抗性基因转移到作物体内, 将从根本上改变作物的特性. 将从根本上改变作物的特性. 如转基因抗虫棉. 如转基因抗虫棉. 转鱼抗寒基 因的番茄 转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
最常用的运载体——质粒 最常用的运载体——质粒
分布:存在于许多细菌以及酵母菌等生物中. 分布:存在于许多细菌以及酵母菌等生物中. 细菌以及酵母菌等生物中 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒. 大肠杆菌的质粒. 本质:细胞染色体(或拟核) 能自主复制的小型 本质:细胞染色体(或拟核)外能自主复制的小型 环状DNA分子. DNA分子 环状DNA分子.
2,下列哪项不是基因工程中 , 经常使用的用来运载目的基 因的载体是:( 因的载体是:( )
A.细菌质粒 细菌质粒 B.噬菌体 噬菌体 C.动植物病毒 动植物病毒 D.细菌拟核中的 细菌拟核中的DNA 细菌拟核中的
3.实施基因工程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, 需的基因从供体细胞内分离出来,这要 利用限制性内切酶. 利用限制性内切酶.某种限制性内切酶 只能识别DNA子中的GAATTC顺序, 只能识别DNA子中的GAATTC顺序,切点在 DNA子中的GAATTC顺序 之间, G和A之间,这是应用了酶的 ( )
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
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。
第2节
基因工程及其应用
自主学习 新知突破
1．简述基因工程的基本原理。 2．掌握基因工程操作工具的作用。 3．理解基因工程的操作步骤。
基因工程的概念及其基本工具
1．基因工程的概念理解
2．基因工程的基本工具 限制性核酸内切酶 (1)基因的“剪刀”： ________________(简 特定的核苷酸序列 称限制酶)，具有特异性，即一种限制酶只能 特定的位点 识别一种 __________________，并在 DNA 连接酶 _____________上切割 DNA 分子。 脱氧核糖和磷酸 (2)基因的“针线”：_____________，连接 DNA骨架上的________________之间的缺口。
A．获取基因a的限制酶其作用部位是图中的 ① B．连接基因a与载体的DNA连接酶其作用部 位是图中的② C．一般采用同一种限制酶分别处理载体和 含目的基因a的DNA D．通过该技术人类实现了定向改造马铃薯 的遗传性状 [自主解答] ________
基因工程及应用PPT课件
（1）从细胞的结构看，细菌属于
原核
生物。
（2）图中剪切DNA的“剪刀”和粘接DNA的“胶水”，其实是两
种不同的酶，它们都只能在DNA的一定位置进行剪切和粘接，说
明它们专具一有性
的特点。
（3）新细菌与甲、乙细菌的表现都不同，从变异来源看，这是
人工条件下的一种基因重组
。
（4）假如B基因是来自人体细胞，则甲子代也可产生出相应的人
（2）将目的基因连接到载体上，得杂化载体；（3）将杂化载体 （环状的DNA）引入宿主细胞（受体细胞），使目的基因及载体上 其它基因得以转录和翻译。
例题解析
1、 农业上大量使用化肥存在许多负面影响，“生物固氮”已 成为一项重要研究课题，实验证明，生物固氮是某些微生物（如 根瘤菌、蓝藻等）将空气中的N2固定为NH3的过程。
西医学是最近三四百年来建立在解剖 学、生 物学及 现代科 学技术 基础上 、（高 血压心 脏病糖 尿病） 发展起 来的一 门以“ 解剖人 、肉体 人”为 概念的 、新兴 的现代 医学科 学理论 体系。 主要采 用科学 实验方 法，（ 传染病 丙肝乙 肝甲肝 ）从宏 观到微 观，直 至目前 的分子 基因层 次水平 ，发展 极为迅 速，超 过其它 任何一 门医学 科学， 成为世 界医学 史上的 主流。 （肿瘤癌症胃癌肠癌肺癌）
（1）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的 基因
生物必修二第六章第二节 基因工程及其应用
第二节基因工程及其应用佳木斯七中
教师：刘博
能
发
光
的
水
母
能发荧光的热带斑马鱼?
转鱼抗寒基因的番茄转基因鲑
鱼
同时具有高
产、稳产和
抗逆性等优
良品质的农
作物新品种.
抗虫害的玉米
第二节基因工程及其应用
一、基因工程的原理
二、基因工程的应用
三、转基因生物和转基因食品的安全性
p102
一、基因工程的原理
1.基因工程的定义
2.基因操作的工具
3.基因操作的基本步骤
1.基因工程的定义书中102页第二段
2.基因操作的工具（1）基因的“剪刀”——限制性内切酶（2）基因的“针线”——DNA连接酶（3）基因的运载体
（1）基因的“剪刀”——限制性内切酶
仔细阅读102页第三段对限制性内切酶的介绍分布：作用特点：结果：主要在微生物中
特异性，即识别特定核苷酸
序列，切割特定切点
产生粘性末端（碱基互补配对）
（2）基因的“针线”——DNA连接仔细阅读103页第一段对限制性内切酶的介绍
连接部位：结果：磷酸二酯键
两个相同的粘性末端连接
被同一种限制酶切断的几个DNA 是否具有相同的黏性末端？
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 用同种限制酶切割
（3）基因的运载体仔细阅读103页第二段对限制性内切酶的介绍
作用
具备的条件
种类
质粒的特点
作用将外源基因送入受体细胞
具备的条件能在宿主细胞内复制并稳定的保存具有多个限制酶切点
具有某些标记基因
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52张PPT)
这可不是普通的 细菌，它是嫁接 了人胰岛素基因 的工程菌，能大 量合成人胰岛素。
细菌和人是差异非常大的两种生物, 通过基因重组后,细菌能够合成人体的胰 岛素，这说明了什么？
不同生物的DNA结构上的统一性 几乎所有生物共用一套遗传密码
第2节 基因工程及其应用
定向改造基因设想
家蚕能够吐出蚕 丝为人类利用
我国大豆食用油近七成是“转基因”产 品 与杂交育种、诱变育种相比较，基因工程育 种的优点有哪些？
目的性强、克服远源杂交不亲和性、育种周期短
二、基因工程的应用：
1、基因工程与作物育种
农业上
获得高产、稳产和具有优良品质的农作物 如：“向日葵豆”
培养具有各种抗逆性的作物新品种
如：转基因抗虫棉
畜牧养 培养具有各种优良品质的转基因动物 殖业上
二、基因工程的应用：
1、基因工程与作物育种 2、基因工程与药物研制
如胰岛素、干扰素、乙肝疫苗 高效率、高质量、低成本
3、基因工程与环境保护
如：利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，吸收环境 中的重金属，分解泄露的石油，处理工业废水等。
3、 环境保护 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。
3.常用的运载体有质粒、噬菌体、农杆菌、 动植物病毒等。
拓展题
1.提示：这是因为在基因水平上，人和细菌的遗传机 制是一致的。细菌和人的遗传物质都是DNA，都使用 同一套遗传密码子，都遵循中心法则。因此，通过基
细菌和人是差异非常大的两种生物, 通过基因重组后,细菌能够合成人体的胰 岛素，这说明了什么？
不同生物的DNA结构上的统一性 几乎所有生物共用一套遗传密码
第2节 基因工程及其应用
定向改造基因设想
家蚕能够吐出蚕 丝为人类利用
我国大豆食用油近七成是“转基因”产 品 与杂交育种、诱变育种相比较，基因工程育 种的优点有哪些？
目的性强、克服远源杂交不亲和性、育种周期短
二、基因工程的应用：
1、基因工程与作物育种
农业上
获得高产、稳产和具有优良品质的农作物 如：“向日葵豆”
培养具有各种抗逆性的作物新品种
如：转基因抗虫棉
畜牧养 培养具有各种优良品质的转基因动物 殖业上
二、基因工程的应用：
1、基因工程与作物育种 2、基因工程与药物研制
如胰岛素、干扰素、乙肝疫苗 高效率、高质量、低成本
3、基因工程与环境保护
如：利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，吸收环境 中的重金属，分解泄露的石油，处理工业废水等。
3、 环境保护 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。
3.常用的运载体有质粒、噬菌体、农杆菌、 动植物病毒等。
拓展题
1.提示：这是因为在基因水平上，人和细菌的遗传机 制是一致的。细菌和人的遗传物质都是DNA，都使用 同一套遗传密码子，都遵循中心法则。因此，通过基
创新设计高中生物人教版必修二课件第6章第2节基因工程及其应用
序 列特，定并的
答案
(2)DNA连接酶 ①用同种限制酶切割后的DNA 分子的末端可以相互黏合，依 据什么原理？ 答案 同种限制酶切割不同的 DNA分子后形成的黏性末端是 可以通过碱基互补配对形成氢 键连接起来的。 ②DNA 连 接 酶 的 作 用 部 位 是 哪 里答？案 DNA连接酶是将脱氧核糖和磷酸之间的缺口进行连接。
目的基因与运载体结合，并导入受体细胞，所以基因工程必须具
备的四个必要条件是工具酶、目的基因、运载体和受体细胞。
解析答案
12345
2.以下关于基因工程的表达，错误的D选项是( ) A.目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物 B.限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶 C.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性 D.运载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的 基因的表达 解析 基因工程中目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微 生物； 常用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶；人胰岛素原基 因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性，只有经过一定的物 质激活以后，才能有生物活性。载体上的抗性基因主要是有利于 筛选含重组DNA的细胞，不能促进目的基因的表达，所以D错误。
解析答案
12345
4.以下关于基因工程平安性的说法中，不正确的C选项是( )
A.转基因作物的基因可通过花粉扩散到它的近亲作物上，可能出现对农 业不利的
2020-2021学年 人教版 必修2 基因工程及其应用 课件(42张)
C.将目的基因导入受体细胞的过程中要发生碱基互补 配对行为 D.基因工程是人工进行基因切割、重组、转移和表达 的技术,是在分子水平上对生物遗传进行人为干预
【解析】选D。目的基因导入受体细胞不一定成功表 达,A项错误;限制酶不能识别和切割RNA,B项错误;将目 的基因导入受体细胞的过程中不发生碱基互补配对行 为,C项错误;基因工程是指按照人们的意愿,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,所以是 一种在分子水平上对生物遗传进行人为干预的技术,D 项正确。
限制性核酸内切酶 DNA连接酶 DNA聚合酶 DNA解旋酶
作用 切割DNA分子,形成黏性末端
连接DNA片段 把单个的脱氧核苷酸连接到
正在合成的DNA子链上 解开DNA的双螺旋结构
主题2 基因工程的应用 【问题探究】 1.转基因技术实现的基础: (1)不同生物的DNA能重组的基础是_生__物__D_N_A_都__由__4_种__ __脱__氧__核__苷__酸__组__成__;_都__是__规__则__的__双__螺__旋__结__构__;_都__遵__循__碱_ _基__互__补__配__对__原__则__。
二、基因工程的应用(教材P104～P106)
1.基因工程的应用:
实例
作物育 抗棉铃虫的 种方面 _转__基__因__抗__虫__棉__
基因工程及其应用(2)
末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。
3、基因的运输工具——运载体
１、运载体的作用？ ２、常见的运载体有哪些？ ３、质粒是什么？
１、基因工程 与作物育种
抗虫害的玉米
抗虫棉
转鱼抗寒基因的 番茄
２、基因工程与 农牧业、食品工业
不会引起过敏的转基因大豆
生长快、耐不良环境、肉质 wenku.baidu.com汁中含有人生长激素的转
发生什么样的变化？
重播
DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏 性末端”。被同一种限制切断的几个DNA具有相 同的黏性末端，能够通过互补进行配对。
２、基因的针线──DNA连接酶
连接酶的作用是：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。
重 播
２、基因的针线──DNA连接酶 连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性
好的转基因鱼(中国)
基因牛(阿根廷)
超级 动物
导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠 导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
特殊 动物
３、基因工程 与药物研制
胰
我国生产的部分基因
岛
工程疫苗和药物
素
人
造
干
血 液
扰
素
3、基因工程与环境保护
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
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。
3、基因的运输工具——运载体
１、运载体的作用？ ２、常见的运载体有哪些？ ３、质粒是什么？
１、基因工程 与作物育种
抗虫害的玉米
抗虫棉
转鱼抗寒基因的 番茄
２、基因工程与 农牧业、食品工业
不会引起过敏的转基因大豆
生长快、耐不良环境、肉质 wenku.baidu.com汁中含有人生长激素的转
发生什么样的变化？
重播
DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏 性末端”。被同一种限制切断的几个DNA具有相 同的黏性末端，能够通过互补进行配对。
２、基因的针线──DNA连接酶
连接酶的作用是：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。
重 播
２、基因的针线──DNA连接酶 连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性
好的转基因鱼(中国)
基因牛(阿根廷)
超级 动物
导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠 导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
特殊 动物
３、基因工程 与药物研制
胰
我国生产的部分基因
岛
工程疫苗和药物
素
人
造
干
血 液
扰
素
3、基因工程与环境保护
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
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。
第2节 基因工程及其应用
基因工程的原理
四、基因操作的工具：
积 极 思 考
3、基因的运输工具——运载体(carrying)
作用：是将目的基因(如人的胰岛素基因)导入受体细胞(如 大肠杆菌细胞)。
常用的运载体有两类： • 细菌细胞质的质粒。 • 噬菌体或某些动植物病毒。
运载体应该具有的特点： • 能够在宿主细胞内复制并稳定保存； • 具有多个限制酶切点以便与外源基因相连； • 具有标记基因，便于进行筛选。
基因工程的应用
三、基因工程环境保护中的应用
利用基因工程可获得同时能分解多种 有物质的新型菌种。例如，1975年， 有人把降解芳烃、萜烃和多环芳烃的 质粒转移到能降解烃的Pseudomonas sp.（一种假单胞菌）内，结果获得了 能同时降解四种烃类的“超级菌”，它能把原油中约三分之 二的烃分解掉。这种新型“工程菌”在环境保护方面有很大 的潜力。据报道，利用自然菌种分解海上浮油要花费一年以 上的时间，而这种“超级菌”却只要几个小时就够了。
能力体现
阅读教材 P102，解决以下问题：
什么叫基因工程? 基因工程 的基本操作步骤有哪些?
归纳出科学家实施基因工程的总体思路。
基因工程的原理
一、对基因工程(gene engineering)理解
又称基因拼接技术,或重组DNA 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，定向的改造生物的遗传性状。 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。
公开课 生物②必修6.2《基因工程及其应用》PPT课件
基因工程(gene engineering)的原理
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.目的基因百度文库检测与表达
假如你掌握了基因工程，你想 改造哪些生物？
原理 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 目的(结果)
基因重组 生物体外 基因/DNA DNA分子水平 剪切→拼接→导入→表达 定向地改造生物的性状，
阅读教材 P102，解决以下问题： 1.基因工程需要哪些工具？
2.分组合作分别介绍基因的“剪刀”， “针线”，运载体？ 3.基因工程 的基本操作步骤有哪些?
2）DNA 聚合酶是使一个个的脱氧核苷酸通过 磷酸二酯键连接起来；而DNA连接酶则是通 过磷酸二酯键把一个个的DNA片段连接起来。
[牛刀小试] 依图示有关工具酶功能的叙 述，不正确的是（ A ） A、连接b处的酶为RNA聚合酶 B、连接a处的酶为DNA连接酶 C、切断b处的酶为解旋酶 D、切断a处的酶为限制性核酸内切酶
搜集基因工程在实际应用领域的有 关资料，以及基因工程技术安全性 方面的报道等资料。
黏性末端
G AA T T C
C T T AA G
G AA T T C
新教材高中生物选择性必修二-第二节 基因工程及其应用
可能引起生 态危机，技 术难度大
实例 杂交水稻
中国荷斯坦牛
普通小麦花 药离体培养
无籽西瓜
青霉菌高产 菌株的培育 黑农五号大豆
转基因 抗虫棉
2）噬菌体和动植物病毒
共同特点：都有侵染或进入宿主细胞的能力
三、 基因工程的操作步骤
• 步骤一：提取目的基因
目的基因是人们所需要的外源基因。
• 步骤二：目的基因与运载体结合
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。
鉴定：受体细胞是否表达出特定性状
观察棉花抗虫性状的表现
大肠杆菌的质粒
标记基 因,便 于进行 检测。
运载体应具备的条件:
1、具有一个或多个限制 酶切点，以便与外源基因 相连。 2、在受体细胞内能复制 并稳定保存。 3、具有标记基因，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） 4、对受体细胞无害。
G
C
A
T
A
T
T
A
T
A
C
G
寻根问底
• DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?
DNA聚合酶
DNA连接酶
作用 对象
作用 条件
相同 点
连接游离的脱氧核苷酸 连接DNA片段
基因工程及其应用 PPT优质课件(共18张)
基因工程及其应用 PPT优质课件(共18张)
基因工程技术在培育抗旱植物用于发展沙漠农业 和改造沙漠方面显示了良好的前景,荷兰一家公司 将大肠杆菌中的海藻糖合成酶基因导入植物(如甜 菜、马铃薯等)中并获得有效表达，使“工程植物” 增强了耐旱性、耐寒性的基本操作步骤是：
① 海藻糖合成酶基因的获取 ③ 将目的基因导入受体细胞
② 目的基因与运载体结合 ④ 目的基因的检测和表达
（2）基因表达的含义是：基现因出相通应过的转性录状、翻译合成蛋白质，体 （3）写出酶基因工程在植物体内的表达过程：
酶基因 转录 mRNA 翻译海藻糖合成酶
（4）基因工程操作中的工具是：
基因工程及其应用 PPT优质课件(共18张)
基因工程及其应用 PPT优质课件(共18张) 基因工程及其应用 PPT优质课件(共18张)
基因工程及其应用 PPT优质课件(共18张)
三、基因工程基本步骤：
第一步： 获取目的基因
方法： 1、直接分离：鸟枪法 2、人工合成：
注意：要保持基因的完整性
第二步： 目的基因与运载体结合
注意：要用同一种限制酶切取目的基因
和运载体，并用DNA连接酶连接。
结果： 三种情况
基因工程及其应用 PPT优质课件(共18张)
结果要筛选
基因工程及其应用 PPT优质课件(共18张)
第三步： 将目的基因导入受体细胞
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
美国康乃尔大学也发现，转基因玉米会危 害蝴蝶幼虫及其相关生态环境。
环保团体认为这种违反自然的转基因作物 及产品，未经长期安全测试，长期食用可 能对人类及生态环境造成负面影响。
尤其是注重环境和生态保护的欧盟国家， 对转基因作物更加排斥，因而抵制美国 GMO产品的进口。
基因工程育种小结：
1、原理：
第2节基因工程及其应用课件(公 开课)
谁能告诉我这是ＷＨＡＴ？
第六章第2节 基因工程及其应用
基因工程：
即 基因拼接技术或DNA重组技术 。通俗
地说，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 遗传性状 。
原 理： 基因重组 操作水平：DNA分子水平
美国人食用转基因食品已多年，超级市 场上有4000多种商品是含有转基因植 物成分的，还没有事例证明人吃了以后 会得病，甚至会引起死亡。
加拿大、澳大利亚也是转基因食品的生 产大国，均有几千万人在吃，到现在为 止也没有—个案例说明它有问题 。
反对派的观点
一英国科学家声称，转基因马铃薯会减弱 老鼠免疫系统功能；
目的基因 AATTCCGTAG
黏性末端
GGCATCTTAA
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAAGGGATT
思考:
被同一种限制酶切断的两个DNA是否具有
相同的黏性末端？ 具有
不同的限制酶呢？
形成的黏性末端不同
2、基因工程的 “ ”
A、能在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以 便提供大量的目的基因
B、具有多个限制酶切点，以便目的基因表达
C、具某些标记基因，以便于为目的基因的表达提供 条件
D、能在宿主细胞中复制并稳定保存，以便进行筛选
三、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
限制酶 DNA连 接酶
从大肠杆菌 中提取质粒
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%!
生产胰岛素历史？ 1987年开始上市的干扰素
临床常见的生长激素，干扰素和乙肝疫苗等药物都 可以用基因工程来大规模生产
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。
许多药品的生产 是从生物组织中提取 的。受材料来源限制 产量有限，其价格往 往十分昂贵。
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工 业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导 入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但 能解决产量问题，还能大大降低生产成本。
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。
“ ” DNA限制性内切酶(限制酶)
来源: 主要存在于微生物
种类: 已发现的有500多种
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DNA分子
作用于： 磷酸二酯键
DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘 旋成双螺旋结构。
P
脱氧核
脱氧
A
苷酸
核糖
磷酸二
P
脱氧
G
核糖
百度文库
酯键
P
脱
脱氧
C
核糖
AATTCCGTAG GGCATCTTAA
甲片段
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA
乙片段
GAAGTACTTAA GGCATCTTAAGGGATT
DNA连接酶的作用位点是：相邻的两个脱氧 核苷酸的切口。即生成：磷酸二酯键。
3、基因的运载体
（1）概念
（2）常用 质粒、噬菌体和动、植物病毒等 的运载体：
4、动物乳腺生物反应器
动物乳腺生物反应器是基于转基因技术平 台，使外源基因导入动物基因组中并定位表达 于动物乳腺，利用动物乳腺天然、高效合成并 分泌蛋白的能力，在动物的乳汁中生产一些具
有重要价值产品的转基因动物的总称。
转基因食品
安全吗?!
转基因植物的安全性争论
支持派认为：如果转基因农业生物技术得不 到社会支持，这一研究将被扼杀，并且强调， 迄今为止并没有发现转基因食品危害人体健 康和环境的确切证据。
通常一种假单孢 杆菌只能分解石油中 的一种烃类．用基因 工程培育成功的“超 级细菌”却能分解石 油中的多种烃类化合 物。 科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分 解DDT等毒害物质的细菌。
利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地 反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，
甚至还可以吸收和转化污染物。
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
1、基因工程与作物育种
抗虫原理？抗虫结果？
抗虫棉
抗CMV甜椒
(1)抗虫棉的培育过程
抗虫转基因植物
生长快、肉质好的转基因 乳汁中含有人生长激素的
鱼(中国)
转基因牛(阿根廷)
转鱼抗寒基 因的番茄
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
2、基因工程与药物研制
结 果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类 所需要的品种。
供体细胞 目的基因
受体细胞 获得新性状
（二）基因操作的工具
• 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？ 关键步骤一的工具：基因的剪刀——限制性内切酶 关键步骤二的工具：基因的针线——DNA连接酶 关键步骤三的工具：基因的运载工具——运载体
1、基因工程的
基因重组
2、主要操作过程： 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
氧
核
苷P 酸
脱氧 核糖
T
链
脱氧
T
核糖
P
脱氧
C
核糖
P
脱氧
G
核糖
P脱
氧
A
脱氧 核糖
核
苷 P酸
链
EcoRI 剪切目的基因
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAAGGGATT
CTTCATG GAAGTACTTAA
AATTCCCTAA GGGATT
（3） 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
标记基 因，便 于进行 检测。
质粒存在于许多细 菌和酵母菌等生物 中,是能够自主复 制的很小的环状 DNA分子。
作为基因的运输工具——运载体，必需具备的条
件之一及理由是···························（A ）
环保团体认为这种违反自然的转基因作物 及产品，未经长期安全测试，长期食用可 能对人类及生态环境造成负面影响。
尤其是注重环境和生态保护的欧盟国家， 对转基因作物更加排斥，因而抵制美国 GMO产品的进口。
基因工程育种小结：
1、原理：
第2节基因工程及其应用课件(公 开课)
谁能告诉我这是ＷＨＡＴ？
第六章第2节 基因工程及其应用
基因工程：
即 基因拼接技术或DNA重组技术 。通俗
地说，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 遗传性状 。
原 理： 基因重组 操作水平：DNA分子水平
美国人食用转基因食品已多年，超级市 场上有4000多种商品是含有转基因植 物成分的，还没有事例证明人吃了以后 会得病，甚至会引起死亡。
加拿大、澳大利亚也是转基因食品的生 产大国，均有几千万人在吃，到现在为 止也没有—个案例说明它有问题 。
反对派的观点
一英国科学家声称，转基因马铃薯会减弱 老鼠免疫系统功能；
目的基因 AATTCCGTAG
黏性末端
GGCATCTTAA
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAAGGGATT
思考:
被同一种限制酶切断的两个DNA是否具有
相同的黏性末端？ 具有
不同的限制酶呢？
形成的黏性末端不同
2、基因工程的 “ ”
A、能在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以 便提供大量的目的基因
B、具有多个限制酶切点，以便目的基因表达
C、具某些标记基因，以便于为目的基因的表达提供 条件
D、能在宿主细胞中复制并稳定保存，以便进行筛选
三、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
限制酶 DNA连 接酶
从大肠杆菌 中提取质粒
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%!
生产胰岛素历史？ 1987年开始上市的干扰素
临床常见的生长激素，干扰素和乙肝疫苗等药物都 可以用基因工程来大规模生产
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。
许多药品的生产 是从生物组织中提取 的。受材料来源限制 产量有限，其价格往 往十分昂贵。
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工 业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导 入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但 能解决产量问题，还能大大降低生产成本。
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。
“ ” DNA限制性内切酶(限制酶)
来源: 主要存在于微生物
种类: 已发现的有500多种
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DNA分子
作用于： 磷酸二酯键
DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘 旋成双螺旋结构。
P
脱氧核
脱氧
A
苷酸
核糖
磷酸二
P
脱氧
G
核糖
百度文库
酯键
P
脱
脱氧
C
核糖
AATTCCGTAG GGCATCTTAA
甲片段
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA
乙片段
GAAGTACTTAA GGCATCTTAAGGGATT
DNA连接酶的作用位点是：相邻的两个脱氧 核苷酸的切口。即生成：磷酸二酯键。
3、基因的运载体
（1）概念
（2）常用 质粒、噬菌体和动、植物病毒等 的运载体：
4、动物乳腺生物反应器
动物乳腺生物反应器是基于转基因技术平 台，使外源基因导入动物基因组中并定位表达 于动物乳腺，利用动物乳腺天然、高效合成并 分泌蛋白的能力，在动物的乳汁中生产一些具
有重要价值产品的转基因动物的总称。
转基因食品
安全吗?!
转基因植物的安全性争论
支持派认为：如果转基因农业生物技术得不 到社会支持，这一研究将被扼杀，并且强调， 迄今为止并没有发现转基因食品危害人体健 康和环境的确切证据。
通常一种假单孢 杆菌只能分解石油中 的一种烃类．用基因 工程培育成功的“超 级细菌”却能分解石 油中的多种烃类化合 物。 科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分 解DDT等毒害物质的细菌。
利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地 反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，
甚至还可以吸收和转化污染物。
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
1、基因工程与作物育种
抗虫原理？抗虫结果？
抗虫棉
抗CMV甜椒
(1)抗虫棉的培育过程
抗虫转基因植物
生长快、肉质好的转基因 乳汁中含有人生长激素的
鱼(中国)
转基因牛(阿根廷)
转鱼抗寒基 因的番茄
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
2、基因工程与药物研制
结 果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类 所需要的品种。
供体细胞 目的基因
受体细胞 获得新性状
（二）基因操作的工具
• 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？ 关键步骤一的工具：基因的剪刀——限制性内切酶 关键步骤二的工具：基因的针线——DNA连接酶 关键步骤三的工具：基因的运载工具——运载体
1、基因工程的
基因重组
2、主要操作过程： 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
氧
核
苷P 酸
脱氧 核糖
T
链
脱氧
T
核糖
P
脱氧
C
核糖
P
脱氧
G
核糖
P脱
氧
A
脱氧 核糖
核
苷 P酸
链
EcoRI 剪切目的基因
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAAGGGATT
CTTCATG GAAGTACTTAA
AATTCCCTAA GGGATT
（3） 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
标记基 因，便 于进行 检测。
质粒存在于许多细 菌和酵母菌等生物 中,是能够自主复 制的很小的环状 DNA分子。
作为基因的运输工具——运载体，必需具备的条
件之一及理由是···························（A ）