6.2基因工程及其应用ght
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人教版生物必修二6.2基因工程及其应用 课件
(1) 基本组成单位相同 4种脱氧核苷酸 (2) 空间结构相同 2条反向平行的脱氧核苷酸长
链形成规则的双螺旋结构 (3) 碱基配对方式相同 A与T配对，G与C配对
(4) 所有生物共用一套遗传密码子
能 发 光 的 水 母
一：基因工程的原理 什么是基因工程？
又称基因拼接技术或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，定向的改造生物的遗传性状。
一：基因工程的原理
从大肠杆菌 中提取质粒
3.目的基因导 入受体细胞
目的基因是否导入受体细胞？
4.目的基因的 目的基因是否转录形成mRNA？ 检测与鉴定
目的基因是否翻译形成蛋白质？
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。
讨论：
①你知道为什么能把人的基
因“嫁接”到细菌上吗？
②你能推测出，这种基因的
“嫁接”是怎么实现的吗？
③你能举出一些类似的、与
(转入人胰岛素基因的大肠杆菌)
你的生活关系很密切的例子吗？
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某些蛋白质，你知道为什么能把人 的基因“嫁接”到细菌上吗？
乳汁中含有人生长激素的 转基因牛(阿根廷)
二、基因工程的应用 1、基因工程与作物育种
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。
链形成规则的双螺旋结构 (3) 碱基配对方式相同 A与T配对，G与C配对
(4) 所有生物共用一套遗传密码子
能 发 光 的 水 母
一：基因工程的原理 什么是基因工程？
又称基因拼接技术或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，定向的改造生物的遗传性状。
一：基因工程的原理
从大肠杆菌 中提取质粒
3.目的基因导 入受体细胞
目的基因是否导入受体细胞？
4.目的基因的 目的基因是否转录形成mRNA？ 检测与鉴定
目的基因是否翻译形成蛋白质？
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。
讨论：
①你知道为什么能把人的基
因“嫁接”到细菌上吗？
②你能推测出，这种基因的
“嫁接”是怎么实现的吗？
③你能举出一些类似的、与
(转入人胰岛素基因的大肠杆菌)
你的生活关系很密切的例子吗？
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某些蛋白质，你知道为什么能把人 的基因“嫁接”到细菌上吗？
乳汁中含有人生长激素的 转基因牛(阿根廷)
二、基因工程的应用 1、基因工程与作物育种
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。
人教版高一生物必修二 6.2 基因工程及其应用
2、目的基因与运载体结合
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
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。
3、将目的基因导入受体细胞
GAA TT C
GAA TT C
C TT AA G
C TT AA G
用同种限制酶切割
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
GAA TT C
GAA TT C
C TT AA G
C TT AA G
用同种限制酶切割
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
运输工具,这就是运载体。
作为运载体必须具备哪些条件？
1.能够复制并稳定地保存。 2.具限制酶切点，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。
常用的运载体：质粒、噬菌体和动植物病毒； 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。
质粒
• 细菌细胞内一种自我复制的环状双链DNA 分子，能稳定地独立存在于染色体外，并 传递到子代。
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
解多种污染环境的物质。
4、转基因生物和转基因食品的安全性 转基因生物：
课件11：6.2 基因工程及其应用
标记基因， 便于进行 检测。
常用的运载体： 质粒、噬菌体和 动植物病毒等
质粒存在于许多细 菌和酵母菌等生物中, 是细胞染色体外能够 自主复制的很小的环 状DNA分子.
三、基因工程基本步骤
1、获取目的基因
提取目的基因的方法
⑴直接分离基因——鸟枪法 将供体生物的DNA用限制
酶切割为许多片段，再用运载体 将这些片段都运载到受体生物的 不同细胞中去。只要有一个细胞 获得了需要的目的基因并得以表 达，基因工程就算成功了。
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。
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。
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。
限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程 黏性末端
黏性末端
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。
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
用同种限制酶切割
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
基因的针线：DNA连接酶
G AA TT C C TT AA G
DNA连接酶连接 的是DNA骨架上 的缺口，不是碱 基间的氢键
3、基因的运输工具——运载体
运载体必须同时满足三个要 求： ①具有一到多个限制酶的酶 切位点,以便与外源基因连接; ②能进入受体细胞并在受体 细胞内稳定存在并能复制、 表达； ③具有标记基因,便于目的基 因的筛选.
6.2基因工程及其应用—人教版高中生物必修二课件(共27张PPT)
条件：（1）必须是单链；
（2）带有容易被检测出来的标记物。
原理：DNA分子杂交（碱基互补配对）
C TT AA G
G
AA TT C
G
AA TT C
C TT AA
G
C TT AA
G
基因的针线：DNA连接酶
G AA TT C
C TT AA G
二、 基因操作的工具
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),还需要有特殊的 运输工具,这就是运载体。
二、 基因操作的工具
秋水仙素处理萌 物理或化学方法 将一种生物特定基因
发的种子、幼苗 处理动植物
转移到另一种生物体
、微生物
内
不同个体的优良性状 明显缩短育种年限，植物茎杆粗壮，
可集中到同一个个体 后代一般都为纯种 果实、种子大，
上
营养高
提高变异频率，大幅度 改良某些性状，加速育
定向地改造生物
种进程
的遗传性状
育种时间长，需 及时发现优良性 状
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
定向基因改造设想
设想 能否让细菌“吐出”蚕丝？
设想 能否让微生物产生出人的胰岛素等珍 贵的药物？
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。
胰岛素是治疗糖尿病的特效药。以往临 床上给病人注射用的胰岛素主要从猪、 牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺 只能提取4-5g胰岛素。用这种方法生产 的胰岛素产量低，价格昂贵，远远不能 满足需求。1978年，科学家将人体内能 够产生胰岛素的基因移植到大肠杆菌内， 并且在大肠杆菌内获得人的胰岛素。这 样，用2000L大肠杆菌培养液就可以提 取100g胰岛素，相当于从2t猪胰腺中提 取的量。1982年，美国一家基因公司用 基因工程方法生产的胰岛素开始投入市 场。
（2）带有容易被检测出来的标记物。
原理：DNA分子杂交（碱基互补配对）
C TT AA G
G
AA TT C
G
AA TT C
C TT AA
G
C TT AA
G
基因的针线：DNA连接酶
G AA TT C
C TT AA G
二、 基因操作的工具
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),还需要有特殊的 运输工具,这就是运载体。
二、 基因操作的工具
秋水仙素处理萌 物理或化学方法 将一种生物特定基因
发的种子、幼苗 处理动植物
转移到另一种生物体
、微生物
内
不同个体的优良性状 明显缩短育种年限，植物茎杆粗壮，
可集中到同一个个体 后代一般都为纯种 果实、种子大，
上
营养高
提高变异频率，大幅度 改良某些性状，加速育
定向地改造生物
种进程
的遗传性状
育种时间长，需 及时发现优良性 状
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
定向基因改造设想
设想 能否让细菌“吐出”蚕丝？
设想 能否让微生物产生出人的胰岛素等珍 贵的药物？
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。
胰岛素是治疗糖尿病的特效药。以往临 床上给病人注射用的胰岛素主要从猪、 牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺 只能提取4-5g胰岛素。用这种方法生产 的胰岛素产量低，价格昂贵，远远不能 满足需求。1978年，科学家将人体内能 够产生胰岛素的基因移植到大肠杆菌内， 并且在大肠杆菌内获得人的胰岛素。这 样，用2000L大肠杆菌培养液就可以提 取100g胰岛素，相当于从2t猪胰腺中提 取的量。1982年，美国一家基因公司用 基因工程方法生产的胰岛素开始投入市 场。
【生物】6.2 基因工程及其应用 ppt课件1(必修2)
1、要想获得目的基因必须用限制酶切 几个切口？
目的基因
目的基因
黏性末端
GAAT T CT T AAG
黏性末端
思考与讨论:
2、会产生几个黏性末端？
目的基因
基因的运载体
GAA TT C
GAA TT C
C TT AA G
C TT AA G
用同种限制酶切割
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
97.有三个人是我的朋友爱我的人.恨我的人.以及对我冷漠的人。 爱我的人教我温柔；恨我的人教我谨慎；对我冷漠的人教我自立。――[J·E·丁格] 98.过去的事已经一去不复返。聪明的人是考虑现在和未来，根本无暇去想过去的事。――[英国哲学家培根] 99.真正的发现之旅不只是为了寻找全新的景色，也为了拥有全新的眼光。――[马塞尔·普劳斯特] 100.这个世界总是充满美好的事物，然而能看到这些美好事物的人，事实上是少之又少。――[罗丹] 101.称赞不但对人的感情，而且对人的理智也发生巨大的作用，在这种令人愉快的影响之下，我觉得更加聪明了，各种想法，以异常的速度接连涌入我的脑际。――[托尔斯泰] 102.人生过程的景观一直在变化，向前跨进，就看到与初始不同的景观，再上前去，又是另一番新的气候――。[叔本华] 103.为何我们如此汲汲于名利，如果一个人和他的同伴保持不一样的速度，或许他耳中听到的是不同的旋律，让他随他所听到的旋律走，无论快慢或远近。――[梭罗] 104.我们最容易不吝惜的是时间，而我们应该最担心的也是时间；因为没有时间的话，我们在世界上什么也不能做。――[威廉·彭] 105.人类的悲剧，就是想延长自己的寿命。我们往往只憧憬地平线那端的神奇【违禁词，被屏蔽】，而忘了去欣赏今天窗外正在盛开的玫瑰花。――[戴尔·卡内基] 106.休息并非无所事事，夏日炎炎时躺在树底下的草地，听着潺潺的水声，看着飘过的白云，亦非浪费时间。――[约翰·罗伯克] 107.没有人会只因年龄而衰老，我们是因放弃我们的理想而衰老。年龄会使皮肤老化，而放弃热情却会使灵魂老化。――[撒母耳·厄尔曼] 108.快乐和智能的区别在于：自认最快乐的人实际上就是最快乐的，但自认为最明智的人一般而言却是最愚蠢的。――[卡雷贝·C·科尔顿] 109.每个人皆有连自己都不清楚的潜在能力。无论是谁，在千钧一发之际，往往能轻易解决从前认为极不可能解决的事。――[戴尔·卡内基] 110.每天安静地坐十五分钟·倾听你的气息，感觉它，感觉你自己，并且试着什么都不想。――[艾瑞克·佛洛姆] 111.你知道何谓沮丧---就是你用一辈子工夫，在公司或任何领域里往上攀爬，却在抵达最高处的同时，发现自己爬错了墙头。－－[坎伯] 112.「伟大」这个名词未必非出现在规模很大的事情不可；生活中微小之处，照样可以伟大。――[布鲁克斯] 113.人生的目的有二：先是获得你想要的；然后是享受你所获得的。只有最明智的人类做到第二点。――[罗根·皮沙尔·史密斯] 114.要经常听.时常想.时时学习，才是真正的生活方式。对任何事既不抱希望，也不肯学习的人，没有生存的资格。
目的基因
目的基因
黏性末端
GAAT T CT T AAG
黏性末端
思考与讨论:
2、会产生几个黏性末端？
目的基因
基因的运载体
GAA TT C
GAA TT C
C TT AA G
C TT AA G
用同种限制酶切割
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
97.有三个人是我的朋友爱我的人.恨我的人.以及对我冷漠的人。 爱我的人教我温柔；恨我的人教我谨慎；对我冷漠的人教我自立。――[J·E·丁格] 98.过去的事已经一去不复返。聪明的人是考虑现在和未来，根本无暇去想过去的事。――[英国哲学家培根] 99.真正的发现之旅不只是为了寻找全新的景色，也为了拥有全新的眼光。――[马塞尔·普劳斯特] 100.这个世界总是充满美好的事物，然而能看到这些美好事物的人，事实上是少之又少。――[罗丹] 101.称赞不但对人的感情，而且对人的理智也发生巨大的作用，在这种令人愉快的影响之下，我觉得更加聪明了，各种想法，以异常的速度接连涌入我的脑际。――[托尔斯泰] 102.人生过程的景观一直在变化，向前跨进，就看到与初始不同的景观，再上前去，又是另一番新的气候――。[叔本华] 103.为何我们如此汲汲于名利，如果一个人和他的同伴保持不一样的速度，或许他耳中听到的是不同的旋律，让他随他所听到的旋律走，无论快慢或远近。――[梭罗] 104.我们最容易不吝惜的是时间，而我们应该最担心的也是时间；因为没有时间的话，我们在世界上什么也不能做。――[威廉·彭] 105.人类的悲剧，就是想延长自己的寿命。我们往往只憧憬地平线那端的神奇【违禁词，被屏蔽】，而忘了去欣赏今天窗外正在盛开的玫瑰花。――[戴尔·卡内基] 106.休息并非无所事事，夏日炎炎时躺在树底下的草地，听着潺潺的水声，看着飘过的白云，亦非浪费时间。――[约翰·罗伯克] 107.没有人会只因年龄而衰老，我们是因放弃我们的理想而衰老。年龄会使皮肤老化，而放弃热情却会使灵魂老化。――[撒母耳·厄尔曼] 108.快乐和智能的区别在于：自认最快乐的人实际上就是最快乐的，但自认为最明智的人一般而言却是最愚蠢的。――[卡雷贝·C·科尔顿] 109.每个人皆有连自己都不清楚的潜在能力。无论是谁，在千钧一发之际，往往能轻易解决从前认为极不可能解决的事。――[戴尔·卡内基] 110.每天安静地坐十五分钟·倾听你的气息，感觉它，感觉你自己，并且试着什么都不想。――[艾瑞克·佛洛姆] 111.你知道何谓沮丧---就是你用一辈子工夫，在公司或任何领域里往上攀爬，却在抵达最高处的同时，发现自己爬错了墙头。－－[坎伯] 112.「伟大」这个名词未必非出现在规模很大的事情不可；生活中微小之处，照样可以伟大。――[布鲁克斯] 113.人生的目的有二：先是获得你想要的；然后是享受你所获得的。只有最明智的人类做到第二点。――[罗根·皮沙尔·史密斯] 114.要经常听.时常想.时时学习，才是真正的生活方式。对任何事既不抱希望，也不肯学习的人，没有生存的资格。
6.2-基因工程及其应用PPT课件
②将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，注射到棉受精卵中
③将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，与质粒重组，导入细菌，
用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养
④将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，与细菌质粒重组，注
射到棉的子房并进入受精卵中
Ａ．① ②
Ｂ． ② ③
Ｃ． ③ ④
. Ｄ． ① ④
15
下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，下图中箭头表示 相关限制酶的酶切位点。 ampR为青霉素抗性基因，请回答下列问题
6.2 基因工程及其应用
.
1
基因工程的概念
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 胰岛素基因
人们的意愿，把一种生物的某种基因提取
大肠杆菌 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。
.
2
看书102-103页思考以下几个问题 1、限制酶的作用特点是什么？ 2、DNA连接酶的作用特点是什么？ 3、运载体的作用？种类？ 4、质粒的定义？
（05广东高考）以下有关基因工程的
叙述，正确的是（ D )
A.基因工程是细胞水平上的生物工程
B.基因工程的产物对人类都是有益的
C.基因工程产生的变异属于人工诱变
D.基因工程育种的优点之一是目的性强
.
12
基因工程小结：
1、原理：基因重组 2、操作水平： DNA分子水平 3、3种工具： 限制酶、DNA连接酶、运载体
.
3
1、 限制性核酸内切酶（限制酶）
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序 列，.
4
③④
①
GC
②
AT
AT
TA
高二生物6.2基因工程及其应用(课件)
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
用同种限制酶
切割
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
“分子缝合针” :
DNA连接酶
G AA TT C
C TT AA G
二、“分子缝合针” —— DNA连接酶
⒈ 分类： ⑴ E·coli DNA连接酶 ⑵ T4 DNA连接酶
要想获得某个特定性状的基因必须 要用限制酶切几个切口？可产生几个末 端？
要切两个切口，产生四个末端。
要想获得某个特定性状的基因必须 要用限制酶切几个切口？可产生几个末 端？
要切两个切口，产生四个末端。
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？
要想获得某个特定性状的基因必须 要用限制酶切几个切口？可产生几个末 端？
切断磷酸二酯键。具特 异性。
4. 作用结果：
一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
1. 主要来源： 原核生物 2. 种类： 4000种 3. 作用特点：识别特定核苷酸序列，
切断磷酸二酯键。具特 异性。
4. 作用结果：产生黏性末端或平末端
要想获得某个特定性状的基因必须 要用限制酶切几个切口？可产生几个末 端？
C TT AA G
C TT AA G
G AA TT CC TT AA G
用同种限制酶
切割
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
G AA TT C C TT AA G
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
6.2基因工程及其应用
6.2基因工程及其应用【目标引领】1、简述基因工程的基本原理。
2、举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。
3、关注转基因生物和转基因食品的安全性。
一、基因工程的原理（1）工具酶思考①DNA 连接酶与DNA 聚合酶的有何异同？②写出经BamH Ⅰ和Sma Ⅰ切割后产生的DNA 片段（2）基因的运载体----将外源基因送入________________.常用的运载体:____________________________________________.最常用的运载体使质粒，存在于______________________等生物的细胞中，是拟核或细胞核外能_____________________________.思考：结合图6-5，总结运载体应具备什么条件？二、基因工程的基本步骤1、提取__________2、目的基因与____________结合3、将目的基因导入______________4、目的基因的___________________思考：（1）要想从DNA上切下目的基因，应切几个切口？产生几个末端？质粒运载体需切出几个切口，几个黏性末端？（2）切割目的基因和运载体应用相同的限制酶，这样操作的目的是什么？（3）不同生物的DNA为什么可以拼接在一起？（4）为什么目的基因可以在不同生物中表达出相同的产物？三、基因工程的应用与安全性思考：利用基因工程育种有什么优缺点？2、转基因食品和转基因生物的安全性我国十分重视转基因生物及其产品的安全性问题，2001年5月，国务院颁布了__________________________,对农业转基因生物的研究和试验、生产和加工、经营和出口等作了具体规定。
转基因生物和食品有哪些优缺点？【训练巩固】1、下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是2、不属于基因工程方法生产的药物是A．干扰素B．白细胞介素 C．青霉素 D．乙肝疫苗3、限制性核酸内切酶的作用实际上就是把DNA上某些化学键打开，一种能对GAATTC 专一识别的限制酶，打开的化学键是A．G与A之间的键B．G与C之间的键C．A与T之间的键D．磷酸与脱氧核糖之间的键4、下列四条DNA分子，彼此间具有粘性末端的一组是A．①②B．②③C．③④D．②④。
课件4：6.2 基因工程及其应用
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
1993年我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因
抗虫棉，其抗虫基因来源于（ D ）
A、普通棉花的基因突变 B、棉铃虫变异形成的致死基因 C、寄生在棉铃虫体内的线虫 D、苏云金芽孢杆菌体内的抗虫基因
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。
从大肠杆菌说起
胰岛素 每100kg 猪或牛的胰腺中提取 4~5g胰岛素 79年，利用大肠杆菌的DNA分子重组，2000L培养液 提取100g ， 相当于2吨猪胰腺中提取的量
从大肠杆菌说起
干扰素：
一千克纯的干扰素价值可达440亿美元。 传统生产方法：血液中提出白细胞，然后用病毒去感染它，这
时会产生干扰素， 1个细胞最多生产100~1000个干扰素分子 基因工程：改造的大肠杆菌发酵生产：一天内便可生产20万个
• 外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细 胞(如棉花细胞)？ 导入过程需要运输工具——运载体。
• 运载体的作用有哪些？
作用一：作为运载工具，将外源基因(抗虫基因)转 移到受体细胞(棉花细胞)中去。 作用二：利用运载体在受体细胞(棉花细胞)内，对 外源基因(抗虫基因)进行大量复制。
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
1993年我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因
抗虫棉，其抗虫基因来源于（ D ）
A、普通棉花的基因突变 B、棉铃虫变异形成的致死基因 C、寄生在棉铃虫体内的线虫 D、苏云金芽孢杆菌体内的抗虫基因
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。
从大肠杆菌说起
胰岛素 每100kg 猪或牛的胰腺中提取 4~5g胰岛素 79年，利用大肠杆菌的DNA分子重组，2000L培养液 提取100g ， 相当于2吨猪胰腺中提取的量
从大肠杆菌说起
干扰素：
一千克纯的干扰素价值可达440亿美元。 传统生产方法：血液中提出白细胞，然后用病毒去感染它，这
时会产生干扰素， 1个细胞最多生产100~1000个干扰素分子 基因工程：改造的大肠杆菌发酵生产：一天内便可生产20万个
• 外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细 胞(如棉花细胞)？ 导入过程需要运输工具——运载体。
• 运载体的作用有哪些？
作用一：作为运载工具，将外源基因(抗虫基因)转 移到受体细胞(棉花细胞)中去。 作用二：利用运载体在受体细胞(棉花细胞)内，对 外源基因(抗虫基因)进行大量复制。
6.2基因工程及其应用课件
有利变异少 需大量处理 供试材料 培育青霉 素高产菌株
技术复杂，需与 杂交育种配合
培育矮抗小麦
多倍体育种
染色体组 成倍增加 用秋水仙素 处理萌发的 种子或幼苗 器官大型， 营养含量高
发育延迟， 结实率低； 主三要倍用体于无植子物 西瓜的培育
第2节
基因工程及 其应用
基因工程及其应用
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，定向地改造生物的遗传性状。
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有
相同的黏性末端？ 具有不同来自限制酶呢？形成的黏性末端不同
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。
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、基因的运输工具——运载体
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；
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。
第三步： 将目的基因导入受体细胞
第四步: 目的基因的检测和表达
1、基因工程与作物育种
抗虫害的玉米 转基因鲑鱼
2. 基因工程与药物研制
我国生产的部分基因 将合成的胰岛素基因导
工程疫苗和药物
入大肠杆菌生产胰岛素！
3. 环境保护
原创5：6.2 基因工程及其应用
基因工程及其应用
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，定向地改造生物的遗传性状。
依据的原理： 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。
1.基因的剪刀——限制性核酸内切酶(简称限制酶)
基因工程在农业上的应用
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。
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
特点：特异性。 即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,
并且能在特定的切点上切割DNA分子。
1.基因的剪刀——限制性核酸内切酶(简称限制酶) 例：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.
限制酶
限制酶
思考：限制酶作用的是DNA分子中的什么键？
G
C
A
T
P
G
• 大肠杆菌的质粒：
运载体(carrying)具备的条件
1、 能够在宿主细胞内复制并稳定保存； ２、具有多个限制酶单一切点以便与外源基因相连； ３、具有标记基因，便于进行筛选．
二、基因工程的操作步骤：
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
（心脏病）
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
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，定向地改造生物的遗传性状。
依据的原理： 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。
1.基因的剪刀——限制性核酸内切酶(简称限制酶)
基因工程在农业上的应用
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。
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
特点：特异性。 即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,
并且能在特定的切点上切割DNA分子。
1.基因的剪刀——限制性核酸内切酶(简称限制酶) 例：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.
限制酶
限制酶
思考：限制酶作用的是DNA分子中的什么键？
G
C
A
T
P
G
• 大肠杆菌的质粒：
运载体(carrying)具备的条件
1、 能够在宿主细胞内复制并稳定保存； ２、具有多个限制酶单一切点以便与外源基因相连； ３、具有标记基因，便于进行筛选．
二、基因工程的操作步骤：
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
（心脏病）
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
人教版高一生物必修二 6.2 基因工程及其应用 (共67张PPT)
供体细胞 目的基因
受体细胞
二、 基因操作的工具
3、基因的运输工具——运载体
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。
作为运载体必须具备哪些条件？
1.能够复制并稳定地保存。 2.具限制酶切点，以便与外源基因连接。 3.具有某些标记基因，便于进行筛选。
受体细胞
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、目的基因的表达和检测
判断
• 转基因成功的标志是标记基因得到表达。
四、基因工程的应用
１、基因工程与作物育种
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)
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
转鱼抗寒基 因的番茄
（4）其他生物吃了转基因食物是否会产生畸 变或灭绝；
（5）转基因生物是否会破坏生物的多样性等；
（6）抗病毒基因问题。
技 术
乙生物
表达
新类型
新的生物产品
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： 生物体外 结 果： 定向地改造生物的性状，
如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应 的基因等。
Байду номын сангаас
常用的运载体：质粒、噬菌体和动植物病毒； 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。
质粒
• 细菌细胞内一种自我复制的环状双链DNA 分子，能稳定地独立存在于染色体外，并 传递到子代。
人教版高中生物必修二6.2《基因工程及其应用》优秀教案4(重点资料).doc
第2课时（二）基因工程的应用基因工程自1973年诞生后，由于基因工程技术具有可以直接控制基因，将基因从一个物种转移至另一个物种，创造出新的物种或新的品种的显著特点。
也就是说，可按照人们的主观愿望，创造出自然界中原先并不存在的新的生物类型，使人类从单纯地认识生物和利用生物的传统模式跳跃到随心所欲改造生物和创造生物的新时代。
经过30多年的发展历程，取得了惊人的成绩，特别是近10年来，基因工程的发展更是突飞猛进。
基因转移、基因扩增技术的应用，不仅使生命科学的研究发生了前所未有的变化，而且在实际应用领域中，为农牧业、食品工业、医药卫生、环境保护等方面开拓了广阔的发展前景。
1．基因工程与作物育种（1）基因工程在农业上的应用基因工程在农业上的应用主要表现在两方面：过基因工程技术获得高产、稳产和具有优良品质的农作物。
②用基因工程的方法可培育出具有各种抗逆性的作物新品种。
现在已培育出一批分别具有抗病、抗虫、抗除草剂、抗盐碱、抗病毒、抗干旱等性状的转基因农作物。
1996至2000年的短短五年，全球转基因作物从170×104hm2发展到4420×104hm2，其推广速度是前所未有的……（2）基因工程在畜牧养殖业的应用2．基因工程与药物研制基因工程在医药卫生领域的应用主要可概括为两个方面：（1）用于生产基因工程药品所谓基因工程药物就是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质，然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来，经过一系列基因操作，最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去，这些受体细胞包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞，在受体细胞不断繁殖过程中，大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质，即基因疫苗或药物。
基因工程的方法由于不受原料的限制，可以高效率的生产出各种高质量、低成本的药物，如胰岛素、抗生素等。
（2）用于基因诊断和基因治疗①基因诊断（展示DNA分子杂交过程的动画效果）基因诊断：运用基因分析对疾病作出诊断的方法，是遗传病最准确的诊断手段，也是一种威力强大的高新技术。
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第2节 基因工程及 其应用
设想
能否能否让热 带鱼也能发光?
能发光的水母
不能发光的热带斑马鱼
能产生人胰岛素的大肠杆菌
T
A
G T
C C G G A A T T
基因工程(gene engineering)
• 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。
作用于：磷酸二酯键
磷酸二酯键
5’
A
1’
5’端
3’端
4’
3’ 2’
3’,5’-磷 酸二酯 键
5’ 4’ 3’
G
1’ 2’
5’端 3’端
EcoRI限制酶的切割
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。
黏性末端
SmaI限制酶的切割
A
基因工程技术中的目的基因主要来源于 A.自然界现存在生物体内的基因 B.自然突变产生的新基因 C.人工诱变产生的新基因 D.科学家在实验室中人工合成的基因
A
下列关于基因工程的叙述中,正确的是:
A.限制酶只用于提取目的基因 B.细菌体内的环状DNA均可作运载体 C.DNA连接酶可用于目的基因和运载体的连接 D.重组DNA分子一旦进入受体细胞,基因工程则完成.
要求是同一种酶，目的是产生相同的黏性末端；
第二步中两种工具酶都用到。
第三步： 将目的基因导入受体细胞
1、常用的受体细胞： 大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植 物细胞等 2、常用微生物作受体细胞的原因： 微生物增殖快、代谢快、目的产物多
第四步:
目的基因的检测和表达
一般检测： 标记基因是否表达
如何把导入了目的基因的受体细胞筛选出来？ 证明： 不存活 抗大 接种培养 接种 四肠 培养 环杆 存活 素菌 含有四环素的 完全培养基 完全培养基 基 不 因含
有关基因工程的相关提醒
• (1)限制酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求是同一种 酶，目的是产生相同的黏性末端；第二步中两种工具酶都用 到。 • (2)质粒是最常用的运载体，不要把质粒和运载体等同，除此
之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学
本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。 • (3)目的基因表达的标志：通过翻译合成相应的蛋白质。 • (4)通过基因工程培育的抗虫棉，只能抗虫，不能抗病毒、细 菌。
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。
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。
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。
• (1)图中基因工程的基本过程可以概括为“四步曲”：________； 获取目的基因 构建基因表达载体 将目的基因导入受体细胞 ________；________；________。 目的基因的检测与鉴定 不能 ，为什么？ • (2)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？________ __________________________________ 皮肤细胞中的胰岛素基因未表达 (或未转录)。 ， 逆转录 酶，过程③必需的酶是________ 解旋 • (3)过程②必需的酶是________ 酶。 • (4)若A中共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，若③④⑤过程连续进行4次， 同一种限制性核酸内切酶 • (5)在利用AB获得C的过程中，常用________切割A和B，使它们产生 相同的黏 ________，再加入 ________ ，才可形成C。 DNA 连接酶 性末端 至少需提供胸腺嘧啶________ 个。 15(a－ b)
基因工程 (gene engineering)
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。
1、基因工程的
“ ”
指“
限制性核酸内切酶 ”
来源: 主要存在于微生物体内
种类: 已发现的有200多种
一种限切酶只能识别一种特定的核苷 特点: 酸序列,并在特定切点切割DNA分子
AATTCCCTAA GGGATT
AATTCCGTAG 目的基因 GGCATCTTAA
黏性末端
思考:
被同一种限制酶切断的几个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
“ ” 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
乳汁中含有人生长激素的 转基因牛(阿根廷)
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)
获得高产、稳产和具有 优良品质的农作物和具 有抗逆性的作物新品种。
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
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。
定的切点上切割DNA分子。
DNA连接酶 ，连接磷酸和脱氧核糖形成 (2)基因的“针线”：指__________ 磷酸二酯键 。 ____________ 运载体 。 (3)基因的“运输工具”：即________ 质粒 、噬菌体、动植物病毒。 实例：______
1、基因工程与作物育种
生长快、肉质好的转基因 鱼(中国)
当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA 两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。
平末端
平末端
练习使用EcoRI 剪切目的基因
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAA GGGATT
CTTCATG GAAGTACTTAA
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
如图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操 作过程示意图，请据图作答。
3、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
（3）常用 质粒、噬菌体和动、植物病 的运载体： 毒等
（4）它们的共同特点是
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. 质粒是基因工程最常用的运载体。
C
以下说法正确的是:
A.目的基因是指重组DNA B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C.DNA重组所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体 D.只要受体细胞中含有目的基因，目的基因就一定 能够成功表达
B
（2006年.四川）用基因工程技术可使大肠杆 菌合成人的蛋白质。下列说法不正确的是
B
A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的 基因 和质粒 B.DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必 需的工具酶 C.可用抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导 入了重组质粒 D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达.
• 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。
随
练习
⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是 （ Ａ） ①限制酶 Ａ．①② ②连接酶 Ｂ．③④ ③解旋酶 Ｃ．①④ ④还原酶 Ｄ．②③
exercise 基因工程的正确操作步骤是:
①使目的基因与运载体结合 ②将目的基因导入受体细胞 ③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 ④提取目的基因 A. ③②④① C④ ① ② ③ B. ② ④ ① ③ D. ③ ④ ① ②
⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的 两种酶是( )
①限制酶 ②连接酶 ③解旋酶 ④还原酶 Ａ．①② Ｂ．③④ Ｃ．①④ Ｄ．②③
——ＤＮＡ连接酶 3.基因的运输工具 ——运载体
4.目的基因的检测与表达
1.基因工程的概念
基因拼接技术 基因工程又叫_______________ 或DNA重组技术，即按照人们的 加以修饰改造 意愿，把一种生物的某种基因提取出来， ______________，然 定向地改造 后放到另一种生物的细胞里， ___________生物的遗传性状。
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。
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；
• 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。
DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶
A
A T
T
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
• 容易混淆的DNA连接酶和DNA聚合酶 • (1)DNA连接酶：在两个DNA片段之间形 成磷酸二酯键。 • (2)DNA聚合酶：可将单个的脱氧核苷酸加 到已有的脱氧核苷酸序列上，形成磷酸二 酯键。 • (3)相同点：这两种酶都是蛋白质，可以形 成两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。
标记基 因，便 于进行 检测。
设想
能否能否让热 带鱼也能发光?
能发光的水母
不能发光的热带斑马鱼
能产生人胰岛素的大肠杆菌
T
A
G T
C C G G A A T T
基因工程(gene engineering)
• 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。
作用于：磷酸二酯键
磷酸二酯键
5’
A
1’
5’端
3’端
4’
3’ 2’
3’,5’-磷 酸二酯 键
5’ 4’ 3’
G
1’ 2’
5’端 3’端
EcoRI限制酶的切割
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。
黏性末端
SmaI限制酶的切割
A
基因工程技术中的目的基因主要来源于 A.自然界现存在生物体内的基因 B.自然突变产生的新基因 C.人工诱变产生的新基因 D.科学家在实验室中人工合成的基因
A
下列关于基因工程的叙述中,正确的是:
A.限制酶只用于提取目的基因 B.细菌体内的环状DNA均可作运载体 C.DNA连接酶可用于目的基因和运载体的连接 D.重组DNA分子一旦进入受体细胞,基因工程则完成.
要求是同一种酶，目的是产生相同的黏性末端；
第二步中两种工具酶都用到。
第三步： 将目的基因导入受体细胞
1、常用的受体细胞： 大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植 物细胞等 2、常用微生物作受体细胞的原因： 微生物增殖快、代谢快、目的产物多
第四步:
目的基因的检测和表达
一般检测： 标记基因是否表达
如何把导入了目的基因的受体细胞筛选出来？ 证明： 不存活 抗大 接种培养 接种 四肠 培养 环杆 存活 素菌 含有四环素的 完全培养基 完全培养基 基 不 因含
有关基因工程的相关提醒
• (1)限制酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求是同一种 酶，目的是产生相同的黏性末端；第二步中两种工具酶都用 到。 • (2)质粒是最常用的运载体，不要把质粒和运载体等同，除此
之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学
本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。 • (3)目的基因表达的标志：通过翻译合成相应的蛋白质。 • (4)通过基因工程培育的抗虫棉，只能抗虫，不能抗病毒、细 菌。
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。
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。
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。
• (1)图中基因工程的基本过程可以概括为“四步曲”：________； 获取目的基因 构建基因表达载体 将目的基因导入受体细胞 ________；________；________。 目的基因的检测与鉴定 不能 ，为什么？ • (2)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？________ __________________________________ 皮肤细胞中的胰岛素基因未表达 (或未转录)。 ， 逆转录 酶，过程③必需的酶是________ 解旋 • (3)过程②必需的酶是________ 酶。 • (4)若A中共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，若③④⑤过程连续进行4次， 同一种限制性核酸内切酶 • (5)在利用AB获得C的过程中，常用________切割A和B，使它们产生 相同的黏 ________，再加入 ________ ，才可形成C。 DNA 连接酶 性末端 至少需提供胸腺嘧啶________ 个。 15(a－ b)
基因工程 (gene engineering)
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。
1、基因工程的
“ ”
指“
限制性核酸内切酶 ”
来源: 主要存在于微生物体内
种类: 已发现的有200多种
一种限切酶只能识别一种特定的核苷 特点: 酸序列,并在特定切点切割DNA分子
AATTCCCTAA GGGATT
AATTCCGTAG 目的基因 GGCATCTTAA
黏性末端
思考:
被同一种限制酶切断的几个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
“ ” 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
乳汁中含有人生长激素的 转基因牛(阿根廷)
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)
获得高产、稳产和具有 优良品质的农作物和具 有抗逆性的作物新品种。
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
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。
定的切点上切割DNA分子。
DNA连接酶 ，连接磷酸和脱氧核糖形成 (2)基因的“针线”：指__________ 磷酸二酯键 。 ____________ 运载体 。 (3)基因的“运输工具”：即________ 质粒 、噬菌体、动植物病毒。 实例：______
1、基因工程与作物育种
生长快、肉质好的转基因 鱼(中国)
当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA 两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。
平末端
平末端
练习使用EcoRI 剪切目的基因
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAA GGGATT
CTTCATG GAAGTACTTAA
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
如图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操 作过程示意图，请据图作答。
3、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
（3）常用 质粒、噬菌体和动、植物病 的运载体： 毒等
（4）它们的共同特点是
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. 质粒是基因工程最常用的运载体。
C
以下说法正确的是:
A.目的基因是指重组DNA B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C.DNA重组所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体 D.只要受体细胞中含有目的基因，目的基因就一定 能够成功表达
B
（2006年.四川）用基因工程技术可使大肠杆 菌合成人的蛋白质。下列说法不正确的是
B
A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的 基因 和质粒 B.DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必 需的工具酶 C.可用抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导 入了重组质粒 D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达.
• 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。
随
练习
⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是 （ Ａ） ①限制酶 Ａ．①② ②连接酶 Ｂ．③④ ③解旋酶 Ｃ．①④ ④还原酶 Ｄ．②③
exercise 基因工程的正确操作步骤是:
①使目的基因与运载体结合 ②将目的基因导入受体细胞 ③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 ④提取目的基因 A. ③②④① C④ ① ② ③ B. ② ④ ① ③ D. ③ ④ ① ②
⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的 两种酶是( )
①限制酶 ②连接酶 ③解旋酶 ④还原酶 Ａ．①② Ｂ．③④ Ｃ．①④ Ｄ．②③
——ＤＮＡ连接酶 3.基因的运输工具 ——运载体
4.目的基因的检测与表达
1.基因工程的概念
基因拼接技术 基因工程又叫_______________ 或DNA重组技术，即按照人们的 加以修饰改造 意愿，把一种生物的某种基因提取出来， ______________，然 定向地改造 后放到另一种生物的细胞里， ___________生物的遗传性状。
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。
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；
• 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。
DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶
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DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
• 容易混淆的DNA连接酶和DNA聚合酶 • (1)DNA连接酶：在两个DNA片段之间形 成磷酸二酯键。 • (2)DNA聚合酶：可将单个的脱氧核苷酸加 到已有的脱氧核苷酸序列上，形成磷酸二 酯键。 • (3)相同点：这两种酶都是蛋白质，可以形 成两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。
标记基 因，便 于进行 检测。