基因工程及其应用课件
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基因工程及其应用 课件
•
下列哪项属于转基因作物的优点( C )
• A．耐抗性的转基因油菜可能成为某地区危害最为严重的 杂草
• B．转基因水稻可通过花粉向普通野生稻扩散产生基因污 染
• C．大面积栽培转Bt基因抗虫棉可减少农药的使用
• D．转基因作物可能破坏生态平衡使生物数量剧减
• [解析] 认为转基因生物可能存在安全问题的有：转基因 油菜可能会扩散到种植区外变成野生种类，成为杂草；转 基因水稻可通过花粉向普通野生稻扩散，从而重组出对人 类或其他生物有害的病原体；转基因作物具有某些特殊性 状，有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其 他生物的生存。转基因生物的优点，如转Bt基因的抗虫棉 可减少农药的使用。
选的标记基因。一般来说，天然运载体往往不能满足上述
要求，因此需要根据不同的目的和需要，对运载体进行人 工改建。现在所使用的质粒运载体几乎都是经过改建的。
• 知识贴士
• (1)对于基因工程的操作工具应记住名称，理解其功能。理解基因工程操作的四个基本步骤， 并注意联系“酶的专一性”“碱基互补配对原则”“逆转录”“中心法则”等知识。
• (2)基因工程中的运载体。在基因操作过程中使用运载体有两个目的：一是用它作为运载工具 ，将目的基因转移到宿主细胞中去；二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制。 现在所用的运载体主要有两类：一类是细菌质粒，它是一种相对分子质量较小、独立于染色 体DNA之外的环状DNA(一般有100～200kb，kb为千碱基对)，有的细菌中有一个，有的细菌 中有多个。另一类运载体是噬菌体或某些病毒等。现在人们还在不断寻找新的运载体，如叶 绿体或线粒体DNA等也可能成为运载体。
• (2)基因的“针线” • ①名称：_D_N_A_连_接__酶______。 • ②作用：连接___脱__氧_核__糖__和___磷__酸_____之间的缺口。 • (3)基因的运载体 • ①作用：将外源基因送入__受_体__细_胞____。 • ②种类：_质__粒____、噬菌体、动植物病毒等。
基因工程及其应用 课件
D.DNA聚合酶和RNA聚合酶
例2 如图所示为一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并 能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是
A.X是能合成胰岛素的细菌细胞 B.质粒具有标记基因和多个限制酶切点
√C.外源基因与运载体的重组只需要DNA连接酶
D.该细菌的性状被定向改造
二、基因工程的应用及其安全性
2.转基因生物和转基因食品的安全性 严格控制
安全性
大范围推广
例3 转基因成果令人叹为观止，下列不是转基因成果的一项是 A.抗虫棉花 B.能清除石油污染的假单胞杆菌
√C.我国奶牛的主要品种——中国荷斯坦奶牛
D.抗除草剂玉米
例4 下列关于基因工程及转基因食品的安全性的叙述，正确的是 A.基因工程经常以抗生素抗性基因作为目的基因
。
2.基因工程的基本工具
(1)限制性核酸内切酶
限制性核酸内切酶的作用特点是识别
序列，并在_______
上切割DNA分子。
(2)DNA连接酶
连接黏性末端或平末端 和
之间的缺口。
(3)运载体
①作用：将外源基因送入 。
②种类：质粒、
和动植物病毒等。质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物细胞中，
是拟核或细胞核外能够 的很小的环状DNA分子。上面通常含有的抗性基因可以
√B.通过转基因技术可获得抗虫粮食作物，从而增加粮食产量，减少农药
使用 C.通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制
性核酸内切酶处理运载体DNA D.若转入甘蔗中的外源基因来源于自然界，则生产出来的甘蔗不存在安
全性问题
1.基因工程的应用 (1)基因工程与作物育种 ①目的：获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种 抗逆性 的作物新品种。 ②实例： 抗棉铃虫的转基因抗虫棉。 ③意义：抗虫基因作物的使用，不仅减少了 农药的用量 ， 大 大 降 低 了 生产成本，而且还减少了农药对环境的污染。
例2 如图所示为一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并 能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是
A.X是能合成胰岛素的细菌细胞 B.质粒具有标记基因和多个限制酶切点
√C.外源基因与运载体的重组只需要DNA连接酶
D.该细菌的性状被定向改造
二、基因工程的应用及其安全性
2.转基因生物和转基因食品的安全性 严格控制
安全性
大范围推广
例3 转基因成果令人叹为观止，下列不是转基因成果的一项是 A.抗虫棉花 B.能清除石油污染的假单胞杆菌
√C.我国奶牛的主要品种——中国荷斯坦奶牛
D.抗除草剂玉米
例4 下列关于基因工程及转基因食品的安全性的叙述，正确的是 A.基因工程经常以抗生素抗性基因作为目的基因
。
2.基因工程的基本工具
(1)限制性核酸内切酶
限制性核酸内切酶的作用特点是识别
序列，并在_______
上切割DNA分子。
(2)DNA连接酶
连接黏性末端或平末端 和
之间的缺口。
(3)运载体
①作用：将外源基因送入 。
②种类：质粒、
和动植物病毒等。质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物细胞中，
是拟核或细胞核外能够 的很小的环状DNA分子。上面通常含有的抗性基因可以
√B.通过转基因技术可获得抗虫粮食作物，从而增加粮食产量，减少农药
使用 C.通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制
性核酸内切酶处理运载体DNA D.若转入甘蔗中的外源基因来源于自然界，则生产出来的甘蔗不存在安
全性问题
1.基因工程的应用 (1)基因工程与作物育种 ①目的：获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种 抗逆性 的作物新品种。 ②实例： 抗棉铃虫的转基因抗虫棉。 ③意义：抗虫基因作物的使用，不仅减少了 农药的用量 ， 大 大 降 低 了 生产成本，而且还减少了农药对环境的污染。
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38张PPT)
A.同种限制酶
B.两种限制酶
C.同种连接酶
D.两种连接酶
2、DNA连接酶的主要功能是
（）
A.DNA复制时母链与子链之间形成的氢键
B.粘性末端碱基之间形成的氢键
C.将两条DNA末端之间的缝隙连接起来
D.将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的键连接起来
3、下列有关质粒的叙述，正确的是（ A.质粒是广泛存在于细菌细胞内的一种颗粒状
DNA聚合酶：DNA复制时分别以DNA的两 条链为模板形成磷酸二酯键合成新的脱氧 核苷酸链。
逆转录酶：以RNA为模板形成磷酸二酯键 合成新的脱氧核苷酸链
限制酶：切割DNA，断开磷酸二酯键
DNA连接酶：连接两个DNA片段，形成磷 酸二酯键。
（三）基因的运载体
常见种类：质粒、噬菌体和动植物病毒等
质粒
存在于许多细菌以及酵母菌 等生物的细胞中，是拟核或 细胞核外能够自主复制的很 小的环状DNA分子。
运载体特点： 1、能自主复制并能够转移到
受体细胞并稳定保存 2、有限制酶切位点 3、有标记基因 4、对受体细胞无害
三、基因工程的“四步曲”
提取目的基因
三、基因工程的“四步曲”
提取目的基因 目的基因与运载体结合
B.质粒是仅存于细菌细胞中能自我复制的小型 环状DNA C. D.质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立地 进行
4下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（） A.重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA
连接酶和运载体
B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷 酸序列
C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细 菌繁殖快
A.① B.
C.①②③ D.②③④
再见！
C.DNA
D.RNA
基因工程及其应用【可编辑PPT】
E. coli B含有EcoB核酸酶和EcoB甲基化酶
当λ(k)噬菌体侵染E. coli B时，由于其DNA中 有EcoB核酸酶特异识别的碱基序列，被降解掉。 而E. coli B的DNA中虽然也存在这种特异序列， 但可在EcoB甲基化酶的作用下，催化S-腺苷甲硫 氨酸（SAM）将甲基转移给限制酶识别序列的特 定碱基，使之甲基化。 EcoB核酸酶不能识别已甲 基化的序列。
基因重组DNA技术是指将一种生物体（供体）的基因 与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受 体）内，使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或 新性状的DNA体外操作程序，也称为分子克隆技术。
供体、受体和载体是重组DNA技术的三大基本元件。
基因工程的目的：
分离、扩增、鉴定、研究、整理生物信息资源 大规模生产生物活性物质 设计、构建生物的新性状甚至新物种
反应必须ＡＴＰ和Ｍｇ２＋，具有特异性识别部位 并切割。 如EcoR I、Hinf III III 型限制酶的基本特点：
可以识别特定碱基顺序，并在这一顺序的3’端2426bp处切开DNA，切割位点没有特异性。
2、限制性核酸内切酶的命名原则
第一个字母：大写，表示所来自的微生物的属名的第一 个字母。 第二、三字母：小写，表示所来自的微生物种名的第一、 二个字母。 其它字母：大写或小写，表示所来自的微生物的菌株号。 罗马数字：表示该菌株发现的限制酶的编号。
⑶核酸内切限制酶对生物基因组的消化作用
小分子量的片断-----少 （电泳-容易分离目的片 断）cheria coli RY13的第一个限制
酶。
3、限制性内切酶作用后的断裂方式
形成粘性末端； 形成平末端；
粘性未端：切开后的两段DNA各留下一个尾，这2 个尾的核苷酸顺序完全一样，方向相反。它们之 间是互补的，在适当条件下可以再连接一起。
第二节基因工程及其应用ppt课件
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。
3）将切下的目的基因片段插入质粒的 切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了 一个重组DNA分子（重组质粒）
目的基因与运载体的结合过程，实 际上是不同来源的基因重组的过程。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤三：目的基因导入受体细胞
• 常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、
酵母菌和动植物细胞等。 • 将目的基因导入受体细胞的原理
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤四：目的基因的检测和表达
氨苄青霉 素抗性基因
四环素 抗性基因
（三）基因操作的基本步骤
• 受体细胞摄入DNA分子后就说明目3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ A）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B、 限制性内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶
参考资源：
展示你的搜索成
思维拓展
有人认为，转基因新产品也是一把双刃 剑，犹如水能载舟，亦能覆舟，甚至带来 灾难性的后果，你是否同意这一观点？举 例说明。
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，
会发光的转基因鱼
最常用的质粒是大肠杆 菌的质粒，其中常含有抗药 基因，如四环素的标记基因。
质粒的存在与否对宿主细 胞生存没有决定性作用，但 复制只能在宿主细胞内成。
3）将切下的目的基因片段插入质粒的 切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了 一个重组DNA分子（重组质粒）
目的基因与运载体的结合过程，实 际上是不同来源的基因重组的过程。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤三：目的基因导入受体细胞
• 常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、
酵母菌和动植物细胞等。 • 将目的基因导入受体细胞的原理
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤四：目的基因的检测和表达
氨苄青霉 素抗性基因
四环素 抗性基因
（三）基因操作的基本步骤
• 受体细胞摄入DNA分子后就说明目3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ A）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B、 限制性内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶
参考资源：
展示你的搜索成
思维拓展
有人认为，转基因新产品也是一把双刃 剑，犹如水能载舟，亦能覆舟，甚至带来 灾难性的后果，你是否同意这一观点？举 例说明。
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，
会发光的转基因鱼
最常用的质粒是大肠杆 菌的质粒，其中常含有抗药 基因，如四环素的标记基因。
质粒的存在与否对宿主细 胞生存没有决定性作用，但 复制只能在宿主细胞内成。
第二节 基因工程及其应用ppt课件
①…CTGCA ②…G
③
G… ④ AATTC…
…G
…CTTAA ACGTC…
G…
A. ①③；②④ C. ①④；②③
A
B. ①②；③④ D.以上都不对
精选PPT课件
17
基因操作(gene engineering)的工具
2.分子针线—DNA连接酶 (DNA linking-enzyme)
积极思考 DNA连接酶连接的是两个脱氧 核苷酸(deoxyribonucleotide)
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。
目的基因 AATTCCGTAG
黏性末端
GGCATCTTAA
精选PPT课件
15
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
精选PPT课件
16
（2006.台州质检）下列是由限制酶切割形 成的DNA片段，能用相应DNA连接酶将它们 恢复连接的组合是
提取
与运载体DNA拼接
胰岛素基因
大肠杆菌(含胰岛素基因)
导入
你认为上述培育转 基因大肠杆菌的关
键步骤有哪些？
精选PPT课件
转基因大肠杆菌 (能分泌胰岛素)
11
• 培育转基因大肠杆菌的关键步骤：
1.ONE
胰岛素基 因从人体 细胞内提 取出来
2.TWO
胰岛素基 因与运载 体DNA连 接
3.THREE
胰岛素基因 导入受体 (大肠杆菌) 细胞
精选PPT课件
21
基因操作(gene engineering)的工具
• 大肠杆菌的质粒 (plasmid)：
基因工程及应用PPT课件
（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。
一个是有些甚至相当多疾病无法治疗 ，这就 是中西 医学结 合的缘 由。然 而，由 于二者 是两套 理论、 两股道 上跑的 车，（ 高血压 心脏病 糖尿病 ）风马 牛不相 及，从 理论上 讲就没 有结合 的可能 ，只是 形式上 的融合 罢了。 故出现 西医对 治疗不 了的疾 病只好 求助中 医，而 中医则 往往采 用西医 诊断中 医治疗 ，以及 中西治 疗法一 块用的 局面。 （肺血液血小板红血球白血球） 至于循证医学、比较医学、后现代医学 、行为 医学等 所谓“ 医学” ，都称 不上一 门独立 的医学 科学， 关于这 一点在 灵魂医 学有关 章节中 将有相 关点评 。（肿 瘤癌症 胃癌肠 癌肺癌 ）
弄不明白，治疗受到制约，在小小SARS、 禽流感 面前竟 束手无 策，在 糖尿病 、癌症 、心脑 血管疾 病、尿 毒症等 相当多 疾病面 前更是 不得不 求助或 借助中 医治疗 。一个 是疗效 不确实 ，一个 是有些 甚至相 当多疾 病无法 治疗， 这就是 中西医 学结合 的缘由 。然而 ，由于 二者是 两套理 论、两 股道上 跑的车 （肺血 液血小 板红血 球白血 球）， 风马牛 不相及 ，从理 论上讲 就没有 结合的 可能， 只是形 式上的 融合罢 了。（ 肺炎青 霉素肝 炎）
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）
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。
一个是有些甚至相当多疾病无法治疗 ，这就 是中西 医学结 合的缘 由。然 而，由 于二者 是两套 理论、 两股道 上跑的 车，（ 高血压 心脏病 糖尿病 ）风马 牛不相 及，从 理论上 讲就没 有结合 的可能 ，只是 形式上 的融合 罢了。 故出现 西医对 治疗不 了的疾 病只好 求助中 医，而 中医则 往往采 用西医 诊断中 医治疗 ，以及 中西治 疗法一 块用的 局面。 （肺血液血小板红血球白血球） 至于循证医学、比较医学、后现代医学 、行为 医学等 所谓“ 医学” ，都称 不上一 门独立 的医学 科学， 关于这 一点在 灵魂医 学有关 章节中 将有相 关点评 。（肿 瘤癌症 胃癌肠 癌肺癌 ）
弄不明白，治疗受到制约，在小小SARS、 禽流感 面前竟 束手无 策，在 糖尿病 、癌症 、心脑 血管疾 病、尿 毒症等 相当多 疾病面 前更是 不得不 求助或 借助中 医治疗 。一个 是疗效 不确实 ，一个 是有些 甚至相 当多疾 病无法 治疗， 这就是 中西医 学结合 的缘由 。然而 ，由于 二者是 两套理 论、两 股道上 跑的车 （肺血 液血小 板红血 球白血 球）， 风马牛 不相及 ，从理 论上讲 就没有 结合的 可能， 只是形 式上的 融合罢 了。（ 肺炎青 霉素肝 炎）
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）
基因工程及其应用精品PPT教学课件
如:EcoRI限制酶
1、该限制酶能否识别GAATCC的序列，为什么？ 说明了限制酶具有的特性是 专一性 。
2、 EcoRI限制酶识别了GAATTC的序列后，将会 发生什么样的变化？
2020年10月2日
11
尝试标出下列序列受EcoRI 限制酶作用的切点
CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT
2020年10月2日
7
水母
2020年10月2日
8
能力体现
阅读教材，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
2020年10月2日
9
智力游戏 请根据基因工程操作的基本步骤，将 下图拼接好。
2020年10月2日
10
1.基因的“剪刀”
积极思考
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
2020年10月2日
基因工程做成的“超级细菌” 13
2020年10月2日
14
感谢你的阅览
Thank you for reading
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日期：
演讲者：蒝味的薇笑巨蟹
Байду номын сангаас
工程疫苗和药物
4
胰岛素从猪、牛等动物的胰 腺中提取，100Kg胰腺只能提取45g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%!
2020年10月2日
5
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。
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
基因工程及其应用课件
二.基因工程操作的基本工具
将目的基因片断从人体细胞内提取，
•
需要基因的“剪刀”——
限制性核酸内 切酶 （限制酶）
将目的基因与运载体DNA连接，
• 需要基因的“针线”—— DNA连接酶
将目的基因运入大肠杆菌，
– 需要基因的运输工具—— 运载体
1、基因的“剪刀”—— 限制性核酸内切酶（限制酶） 如:EcoRI
思考10：受体细胞导入重组DNA分子后就说 明基因工程成功了吗？
（2）鉴定受体细胞中目的基因是否表达出蛋白 质或具有相应的性状。
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, 通过基因工程 后，细菌能够合成人体的胰岛素，这说明了什么？
思考8：请你以 “转基因胰岛素的生产”为例， 简述出基因工程的基本操作步骤？
三、基因工程的步骤(4步曲)
1 获得人的胰岛素基因 ——①提取目的基因
2 将胰岛素基因导入大肠杆菌 （1）能否将人的胰岛素基因直接注入到大肠杆菌中？
——②目的基因与运载体结合 （2）怎样才能让大肠杆菌含有重组DNA分子？
——③将目的基因导入受体细胞
是否能让禾本科的植物也能够固定空气中的氮?
资料分析
蜘蛛能够吐出蛛丝
• 资料二：蛛丝是自 然界中最奇特的物 质之一，它具有极 强的韧度，其韧度 是同样直径钢材的 好几倍。但与家蚕 不同，蜘蛛不能家 养，因为它们会互 相吞食，所以不能 建造人工饲养蜘蛛 的农场。30多年来
，图科找设学到想家利们用一其直他试生
微生物生长迅速，容易 培养，适于大规模工业化 生产；用于基因工程生产 珍贵药品能够提高生产产 量、降低生产成本。
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%!
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• 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；
1、基因工程与作物育种
抗虫转基因植物
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)
转鱼抗寒基 因Hale Waihona Puke 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。
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。 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%!
导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
水母
• 1、通过本节课的学习,你认识 什么叫基因工程了吗? • 2、基因工程的原理你了解了么?
基因重组
条
件
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 的运载体：
质粒、噬菌体和动、植物病 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 其中质粒存在于 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.
标记基 因，便 于进行 检测。
转基因食品
安全吗?!
用转基因的植物生产药物
转基因抗乙肝西红柿(中国)，虽然不能治愈 乙肝，但一年只吃几个抗乙肝西红柿，就完全能 代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食 品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经过多代繁 殖，使转入的基因稳定化。
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。
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
DNA连接酶的作用过程
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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）运载体的概念
（2） ①能够在宿主细胞中复制并稳定地保存
• 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。
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
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
随
练习
科学家将携带抗虫基因的运载体导入二倍体 棉花细胞中,经培养、筛选获得一株有抗虫特性基 因的植株。经分析，该植株含有一个携带目的基 因的DNA片段，因此可以把它看作杂合子。得到的 棉花新品种对棉铃虫毒杀效果高达80-100%。 该资料中，杂合子抗虫棉个体在自交F1代中， 理论上仍具有抗虫特性的植株占总数的 3/4。原因 雌、雄配子各有1/2含抗虫基因 。 是 该项科技成果在环境保护上重要作用 减少农药对环境的污染
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
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
作用于：磷酸二酯键
限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程
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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？
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。
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。
第一步：获取目的基因
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。
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
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
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谁能告诉我这是ＷＨＡＴ？
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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。