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]
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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
点击播放
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
A：紫外光照射下的转 绿色荧光蛋白的 Eustoma (Lisianthus) 花。
B：转没有绿色荧光 蛋白的空质粒的花，
2、基因工程与药物研制
生长快、耐不良环境、肉质 乳汁中含有人生长激素的
好的转基因鱼(中国)
转基因牛(阿根廷)
培育抗逆性品种
将细菌的抗虫、抗病毒、抗 除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗 高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。如转基因抗虫棉。
抗虫基因作物的意义：
减少农药的用量，降低了生产 的成本，减少了农药对环境的污染。
1．科学家们经过多年的努力，创立了 一种新兴生物技术——基因工程，实施
该工程的最终目的是( D )
A．定向提取生物体的DNA分子 B．定向地对DNA分子进行人工“剪切” C．在生物体外对DNA分子进行改造 D．定向地改造生物的遗传性状
3．基因工程中用来修饰改造生物基因
的工具是( A )
A．限制酶和连接酶 B．限制酶和水解酶
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
用基因工程的方法 生产胰岛素、干扰素、 白细胞介素、凝血因子、 以及预防乙肝、霍乱、 伤寒、疟疾等的疫苗。
提高生产产量、降 低生产成本。
胰岛素是治疗糖尿病的特效 药，长期以来只能依靠从猪、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。
人造血液及其生产
3、基因工程与环境保护 ⑴ 环境监测：
基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地 检测环境中的病毒、细菌等污染。
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
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。
⑵ 环境污染治理： 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分
得人类所需要的品种
（一）基因工程的操作工具
1、基因的“剪刀”
剪刀： 指“ 限制性核酸内切酶 ” 来源: 主要存在微生物 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
2、基因的针线——DNA连接酶
磷酸二酯键
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合” 起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样 一个重组的DNA分子就形成了。
一、基因工程原理
——基因拼接技术或DNA重组技术。
概念：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 操作对象： 基因 操作水平： DNA分子水平 结 果： 定向地改造生物的遗传性状，获
解多种污染环境的物质。
通常一种细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。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解
DDT等毒害物质。
2006年3月14日绿色和平组织发布消息,称 亨氏营养米粉含有转Bt基因抗虫水稻成分。
那么转基因食品 到底安全吗？什么 样的转基因食品才 能上市？如何面对 市场上的转基因食 品呢？
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！大规模工业化生产不 但解决了这种比黄金还贵 的药品产量问题，还使其 价格降低了30%-50%!
干扰素治疗病毒感染简直 是“万能灵药”！过去从人血 中提取，300L血才提取1mg！ 其“珍贵”程度自不用多说。
人造血液、白细胞 介素、乙肝疫苗等通过 基因工程实现工业化生 产，均为解除人类的病 苦，提高人类的健康水 平发挥了重大的作用。
人教版高中生物必 修二第六带斑 马鱼
普通热带斑马鱼是不发荧光的
抗 虫 害 的 玉 米
能产 生人 胰岛 素的 大肠 杆菌
第二节 基因工程及其应用
左图是“嫁接”了人胰 岛素基因的工程菌
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？
C．限制酶和运载体 D．连接酶和运载体
4．质粒是基因工程中最常用的运载体，
它的主要特点是( C )
①能自主复制 ②不能自主复制 ③结 构很小 ④蛋白质 ⑤环状RNA ⑥环状 DNA ⑦能“友好”地“借居”
A．①③⑤⑦ C．①③⑥⑦
B．②④⑥ D．②③⑥⑦
二、基因工程的应用
1、基因工程与作物育种
运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、 抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具 有特殊用途的动、植物。
（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
A：紫外光照射下的转 绿色荧光蛋白的 Eustoma (Lisianthus) 花。
B：转没有绿色荧光 蛋白的空质粒的花，
2、基因工程与药物研制
生长快、耐不良环境、肉质 乳汁中含有人生长激素的
好的转基因鱼(中国)
转基因牛(阿根廷)
培育抗逆性品种
将细菌的抗虫、抗病毒、抗 除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗 高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。如转基因抗虫棉。
抗虫基因作物的意义：
减少农药的用量，降低了生产 的成本，减少了农药对环境的污染。
1．科学家们经过多年的努力，创立了 一种新兴生物技术——基因工程，实施
该工程的最终目的是( D )
A．定向提取生物体的DNA分子 B．定向地对DNA分子进行人工“剪切” C．在生物体外对DNA分子进行改造 D．定向地改造生物的遗传性状
3．基因工程中用来修饰改造生物基因
的工具是( A )
A．限制酶和连接酶 B．限制酶和水解酶
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
用基因工程的方法 生产胰岛素、干扰素、 白细胞介素、凝血因子、 以及预防乙肝、霍乱、 伤寒、疟疾等的疫苗。
提高生产产量、降 低生产成本。
胰岛素是治疗糖尿病的特效 药，长期以来只能依靠从猪、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。
人造血液及其生产
3、基因工程与环境保护 ⑴ 环境监测：
基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地 检测环境中的病毒、细菌等污染。
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
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。
⑵ 环境污染治理： 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分
得人类所需要的品种
（一）基因工程的操作工具
1、基因的“剪刀”
剪刀： 指“ 限制性核酸内切酶 ” 来源: 主要存在微生物 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
2、基因的针线——DNA连接酶
磷酸二酯键
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合” 起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样 一个重组的DNA分子就形成了。
一、基因工程原理
——基因拼接技术或DNA重组技术。
概念：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 操作对象： 基因 操作水平： DNA分子水平 结 果： 定向地改造生物的遗传性状，获
解多种污染环境的物质。
通常一种细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。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解
DDT等毒害物质。
2006年3月14日绿色和平组织发布消息,称 亨氏营养米粉含有转Bt基因抗虫水稻成分。
那么转基因食品 到底安全吗？什么 样的转基因食品才 能上市？如何面对 市场上的转基因食 品呢？
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！大规模工业化生产不 但解决了这种比黄金还贵 的药品产量问题，还使其 价格降低了30%-50%!
干扰素治疗病毒感染简直 是“万能灵药”！过去从人血 中提取，300L血才提取1mg！ 其“珍贵”程度自不用多说。
人造血液、白细胞 介素、乙肝疫苗等通过 基因工程实现工业化生 产，均为解除人类的病 苦，提高人类的健康水 平发挥了重大的作用。
人教版高中生物必 修二第六带斑 马鱼
普通热带斑马鱼是不发荧光的
抗 虫 害 的 玉 米
能产 生人 胰岛 素的 大肠 杆菌
第二节 基因工程及其应用
左图是“嫁接”了人胰 岛素基因的工程菌
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？
C．限制酶和运载体 D．连接酶和运载体
4．质粒是基因工程中最常用的运载体，
它的主要特点是( C )
①能自主复制 ②不能自主复制 ③结 构很小 ④蛋白质 ⑤环状RNA ⑥环状 DNA ⑦能“友好”地“借居”
A．①③⑤⑦ C．①③⑥⑦
B．②④⑥ D．②③⑥⑦
二、基因工程的应用
1、基因工程与作物育种
运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、 抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具 有特殊用途的动、植物。