《基因工程及其应用》PPT课件
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基因工程及其应用教学课件PPT
（4）可以容易地从细胞中取出或放入
基因工程基本操作步骤：
第一步：获取目的基因 第二步：目的基因与运载体结合 第三步：将目的基因导入受体细胞 第四步：目的基因的表达和检测
提取目的基因
目的基因与运载 体结合 目的基因导入受 体细胞 基因的检测与鉴定
1、基因工程与作物育种
生长快、肉质好的转基因 乳汁中含有人生长激素的
3.基因的运输工具——运载体：
1.作用：将外源基因送入受 体细胞。
2.常用的运载体：质 粒 、 噬 菌 体和动植物病毒等。
标记基因， 便于进行 检测。
基因的运载体-——质粒的结构和特点：
（1）细胞拟核之外的小的环状DNA分子 （2）存在于细菌、霉菌、酵母菌等细胞里，
对细胞的正常生活几乎没有影响 （3）能够在宿主细胞中自主复制
课堂练习：
积极思考
⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（ ）
①Ａ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（ ）
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%!
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。
鱼(ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ国)
转基因牛(阿根廷)
基因工程基本操作步骤：
第一步：获取目的基因 第二步：目的基因与运载体结合 第三步：将目的基因导入受体细胞 第四步：目的基因的表达和检测
提取目的基因
目的基因与运载 体结合 目的基因导入受 体细胞 基因的检测与鉴定
1、基因工程与作物育种
生长快、肉质好的转基因 乳汁中含有人生长激素的
3.基因的运输工具——运载体：
1.作用：将外源基因送入受 体细胞。
2.常用的运载体：质 粒 、 噬 菌 体和动植物病毒等。
标记基因， 便于进行 检测。
基因的运载体-——质粒的结构和特点：
（1）细胞拟核之外的小的环状DNA分子 （2）存在于细菌、霉菌、酵母菌等细胞里，
对细胞的正常生活几乎没有影响 （3）能够在宿主细胞中自主复制
课堂练习：
积极思考
⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（ ）
①Ａ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（ ）
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%!
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。
鱼(ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ国)
转基因牛(阿根廷)
基因工程及其应用 课件(18张)
形成的黏性末端不同
2、限制酶的发现有什么意义？
基因工程创立的标志
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”。
其作用与限制性内切酶 相反，作用点相同
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。
目的基
3、基因工程的 因
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
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
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.汉字的亦文亦图性质，导致它的表 意功能 和美学 功能无 法截然 分开。 汉字一 直保持 着对称 平衡的 形态， 与其最 初扮演 的“饰 ”的角 色有相 当关系 。如果 没有在 青铜器 上度过 自己的 童年， 中国的 书法艺 术很可 能跳不 出美术 字的窠 臼，无 从获得 那种自 由奔放 的生命 感和力 量感。
6.2 基因工程及其应用 课件(共18张PPT)
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
…CTTAA
A. ①③；②④ C. ①④；②③
ACGTC…
B. ①②；③④ D.以上都不对
G…
2、限制酶的发现有什么意义？
基因工程创立的标志
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”。
其作用与限制性内切酶 相反，作用点相同
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。
目的基
3、基因工程的 因
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
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
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.汉字的亦文亦图性质，导致它的表 意功能 和美学 功能无 法截然 分开。 汉字一 直保持 着对称 平衡的 形态， 与其最 初扮演 的“饰 ”的角 色有相 当关系 。如果 没有在 青铜器 上度过 自己的 童年， 中国的 书法艺 术很可 能跳不 出美术 字的窠 臼，无 从获得 那种自 由奔放 的生命 感和力 量感。
6.2 基因工程及其应用 课件(共18张PPT)
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
…CTTAA
A. ①③；②④ C. ①④；②③
ACGTC…
B. ①②；③④ D.以上都不对
G…
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。
基因工程及其应用课件
CTTCATG GAAGTACTTAA
AATTCCCTAA GGGATT
目的基因 AATTCCGTAG
黏性末端
GGCATCTTAA
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
学习目标
• 基因工程的概念及其别称、 原理和结果
• 基因工程的基本工具：
3.常见的运载体的种类、作用、 作为运载体的必备条件以及 何为质粒
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，定向改造生物的遗传 性状。
• 基因工程操作的四部曲以及 常见的受体细胞种类
• 基因工程的应用 1.在作物育种方面的特点、应 用举例
1.在作物育种方面的特点、应用举例 2.在药物生产方面的特点、应用举例 3.基因工程还可应用于哪些方面，举例说明
学习目标
• 基因工程的概念及其别称、 原理和结果
• 基因工程的基本工具：
1.剪刀是什么，该剪刀有何特 点
概念： 即基因拼接技术,或DNA重组技术。
2.针线是什么，该针线有何作 用，该针线连接的是DNA分 子的哪一结构，它与DNA聚 合酶之间有何区别
2.针线是什么，该针线有何作
用，该针线连接的是DNA分
子的哪一结构，它与DNA聚
合酶之间有何区别
1
3.常见的运载体的种类、作用、
作为运载体的必备条件以及
何为质粒
• 基因工程操作的四部曲以及 2
常见的受体细胞种类
提取目的基因
目的基因与运载体结合
• 基因工程的应用
1.在作物育种方面的特点、应 用举例
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。
(人教版)高中生物必修二：6.2《基因工程及其应用》ppt课件
生物 必修2
第6章 从杂交育种到基因工程
自主学习 新知突破 合作探究 课堂互动 高效测评 知能提升
2．基因工程的应用 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：抗虫转基因作物的使用，不仅减少了农药的用
生物 必修2
第6章 从杂交育种到基因工程
自主学习 新知突破 合作探究 课堂互动 高效测评 知能提升
(3)基因的运载体： 受体细胞 。 ①作用：将外源基因送入__________ 噬菌体、动植物病毒 ②种类：质粒、______________________ 等。 ③质粒：存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染 自主复制的环状DNA分子 。 色体外能够_________________________
2．基因工程的基本工具 (1)基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶 ________________(简称限制酶)，具 特定的核苷酸序列 ， 有特异性，即一种限制酶只能识别一种__________________ 特定的位点 上切割DNA分子。 并在_____________ DNA连接酶 ，连接DNA骨架上的 (2)基因的“针线”：_____________ 脱氧核糖和磷酸 之间的缺口。 ________________
生物 必修2
第6章 从杂交育种到基因工程
自主学习 新知突破 合作探究 课堂互动 高效测评 知能提升
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
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无表达产物
.
无表达产物
No Image
有表达产物
26
无表达产物
2020/5/25
三、基因工程的应用 （一）基因工程与作物育种 1、在农作物生产方面
目的：培育出高产、稳产、抗逆性的优 良作物及新品种。
优点：降低生产成本，减少农药的使用 对环境的危害，提高农作物对不良环境 的适应能力。
.
27
2020/5/25
.
16
3.基因的针线：DNA连接酶
A AT TC
G
G
CT T A A
3.基因的针线：DNA连接酶
GA AT TC CT T A A G
碱基互补配对
3.基因的针线：DNA连接酶 DNA连接酶
GA AT TC CT T A A G
3.基因的针线：DNA连接酶 DNA连接酶
GA AT TC CT T A A G
• 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 导入受体 (大肠杆菌) 细胞
3.THREE
胰岛素基 因与运载 体DNA连 接
基因的“剪刀” 基因的运载体
.
23
基基因因的的““针针线线””
归纳
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
转基因抗虫
.
28
转基因抗棉铃虫棉花
.
29
（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。
.
30
(二）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。
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。
资料一：目前， 全球的氮肥生 产耗费世界总 电力的3%-4%， 且农作物只能 吸收氮肥的1/10, 造成了大面积 土壤和水质的 污染。
豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮
.
1
资料二：蛛丝是自
然界最奇特的物质
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
3.基因的针线：DNA连接酶 DNA连接酶
GA AT TC CT T A A G
连接磷酸二酯键
培育转基因大肠杆菌的简要过程：
人体组织细胞
提取
与运载体DNA拼接 普通大肠杆菌 胰岛素基因
导入
(不能分泌胰岛素)
你认为上述培育转 基因大肠杆菌的关 键步骤有哪些？
大肠杆菌(含胰岛素基因)
转基因大肠杆菌 (能分泌胰岛素)
3.将目的基因导入受体细胞
4.目的基因的检测和表达
.
24
提取目的基因 装入载体
导入受体细胞
基因的表达和检测
.
25
目的基因的检测和表达
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。
.
31
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。
一、基因工程概念
基因工程：又叫基因拼接技术或DNA重组技术。
就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提 取出来，加以修饰和改造，然后放到另一种生物 的细胞里，定向的改变生物的遗传性状。
原理：基因重组
结果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类
所需要产品。
？ 基因工程是在分子水平的设计和
施工，需要有专门的工具，生物体内有
↓
1.基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶
G
A AT TC
CT T A A
G
氢键自动断裂
1.基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶
A AT TC
G
G
CT T A A
2.基因的运输工具：运载体
（1）作用：将外源基因送入受体细胞 （2）种类：
1）质粒 2）噬菌体
或动植物病毒
2.基因的运输工具：运载体
• 大肠杆菌的质粒 (plasmid)：
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将
DNA 分子切断。目前已发现的限制酶有200多种。
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1.基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶
↓ 限制酶
GA A T T C CT T A A G
↓
1.基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶
↓ 限制酶
GA A T T C
CT T A A G
切割磷酸二酯键
微生物可以有分泌产物，且微生物繁 殖速率快
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设想 一
能否让禾本科的植物也能够固定空气中 的氮？
设想
能否让细菌“吐出”蛛丝？
二
能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰
设想 三
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。
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4
第2节 基因工程及其应用
. 哪些专门的工具呢？6
2020/5/25
二、基因工程操作的工具
1. 将目的基因片断从人体细胞内提取，
需要基因的剪刀——限制性内切酶。
2. 将目的基因运入大肠杆菌，
需要基因的运输工具——运载体。
3. 将目的基因与运载体DNA连接，
需要基因的针线——DNA连接酶。
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1.基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶
运载体应该 具有什么特
点呢?
2.基因的运输工具：运载体
运载体(carrying) 1能够在宿主细胞内复制
并稳定保存； ２具有多个限制酶切点以 便与外源基因相连； ３具有标记基因，便于进
行筛选．
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3.基因的针线：DNA连接酶
（1）作用对象：两个具有相同粘性末端的DNA片 段。 （2）作用位置：磷酸二酯键。 （3）作用结果：形成重组DNA。
（1）分布：主要在微生物中。 （2）特点：专一性和特异性，即识别特定核苷酸 序列，切割特定切点。 （3）结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。 （4）作用：基因工程中重要的切割工具，能将外 来的DNA切断，对自己的ＤＮＡ无损害。 （5）举例：大肠杆菌的一种限制酶（EcoRⅠ）能 识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。
食，所以不可能建
立人工饲养蜘蛛的
农场。30多年来，
科学家们一直试图
找到利用其他生物
体来制造蛛丝的办 蜘蛛能够吐出蛛丝
. 法。
2
资料三
以往，治疗糖尿病 的胰岛素是从动物 胰腺中提取的，从 100千克猪、牛等动 物的胰腺只能提取 3－4克胰岛素，治 疗一个患者需宰杀 40－50头牛，这种 药物的造价就可想 而知了。