第六章第2节基因工程及其应用[可修改版ppt]
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大肠杆菌
DNA
质粒 （环状DNA分子）
抗生素抗性基因 控制质粒DNA转移的基因
基因工程过程示意图
① ②
③
④
③分离大肠 杆菌质粒
①从细胞中分 离出DNA
②限制酶截取 DNA片断
④DNA重组
⑤ ⑥
⑤将质粒导入 大肠杆菌
⑥培养大肠杆 菌获得产物
5、基因工程的操作步骤：
从细胞中取 出DNA
从细菌中取 出质粒
①提取目的基因（如 人的胰岛素基因）
用同种限制酶切断两个DNA
具有相同的黏性末端
用连接酶将目的基因与质粒连接 （形成重组DNA分子）
②目的基因与运载 体结合
将目的基因导入受体细胞（如大 肠杆菌）
利用质粒中具有某些特性的基因进 行检测并判断目的基因是否表达
③将目的基因导入 受体细胞
④目的基因的检测 与鉴定
基因工程基本步骤：
第一步：提取目的基因 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
例题2.利用外源基因在受体细胞中表达，可生 产人类所需的产品。下列选项中能说明目的
基因完成表达的是（ C）
A．棉花细胞中检测到载体上的标记基因 B．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素的基因 C．酵母菌细胞中提取到人的干扰素 D．大肠ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ菌中检测到人胰岛素基因的mRNA
三、转基因生物和转基因食品的安全性
转基因玫瑰
转入萤火虫荧光酶基因 的转基因烟草苗
能发荧光的转基因鱼
三、转基因生物和转基因食品的安全性
未来生物
这些生物令我们很好奇，但是现实生活的 应用更令我们关心!
“金大米”
转基因草莓
有玫瑰花和柠檬的香味 转基因西红柿
三、转基因生物和转基因食品的安全性
对转基因食品无害性的评估主要有以下几方面：
一、基因工程的原理
4、基因的运载体
常用：质粒、噬菌体、动植物病毒
运载体必须同时满足三个要求： ①能在宿主细胞内复制并稳定的保存。 ②具有多个限制酶切点。 ③具有某些标记基因，便于筛选。
一、基因工程的原理
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。
一、基因工程的原理
3、“基因针线”——DNA连接酶 连
GCATTACGAT接酶TAGCTATAATATCGCGGCTAATGCTATAATATCGCGCGTAATAT
连接酶的作用：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。
连接的部位： 磷酸二酯键
思考：如何将重组DNA分子送入受体细胞呢？
二、基因工程的应用
2、基因工程与畜牧养殖
中国农业大学获得的 转基因克隆奶牛
（2）利用转基因动物生产药物
乳汁中分泌人凝血因子IX 的转基因山羊
科学家将药用蛋白基因 导入哺乳动物的受精卵，使 其发育成转基因动物，转基 因动物进入泌乳期后，通过 分泌的乳汁来生产所需的药 品。
二、基因工程的应用
3、基因工程与药物研制
1、基因工程与作物育种
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
二、基因工程的应用
1、基因工程与作物育种
（2）培育出具有各种抗逆性的作物新品种
抗已问世的苏转云基金因杆抗菌虫植 物马豆虫 棉主铃、要薯烟有 、 草水 番 、抗稻 茄 苹虫、 、 果基棉大、提、豆核因取玉、桃米蚕、、 菊的 培花、白花三叶草导等入。
育 普通棉花
过
培育
程
抗虫棉
二、基因工程的应用
1、基因工程与作物育种 （2）培育出具有各种抗逆性的作物新品种
抗病毒转基因甜椒
转基 因抗 除草 剂玉 米
二、基因工程的应用
2、基因工程与畜牧养殖 （1）培育出具有优良品质的动物
超级绵羊
转生长激素基因鲤鱼
（9个月后比对照个体重1.5kg)（生长速率提高30%，体型增大50%）
第六章第2节基因工 程及其应用
一、基因工程的原理
基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿 直接定向地改变生物，培育出新品种。
1、基因工程
又叫做基因拼接技术或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。
例题1.科学家们经过多年努力，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“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
一、基因工程的原理
2、“基因剪刀”——限制性核酸内切酶(简称限制酶 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸
——是否有毒性、引起过敏反应，营养或毒性 蛋白质的特性，注入基因的稳定性，基因改变引 起的营养效果，对环境的影响及其他不必要的功 能等。
尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏 性末端
CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT
ACGAATTCCGTAG AATTCCCATT TGCTTAAGGCATCTTAA GGGTAA
DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏 性末端”。被同一种限制酶切断的几个DNA具有 相同的黏性末端，碱基能够通过互补进行配对。
序列，并在特定的切点上切割DNA分子。 例如:EcoRI限制酶，专一识别GAATTC序列， 并在G和A之间将序列切开。
黏性末端
G AAT T C
C TTAAG
黏性末端
限制酶切割的什么？？
A
T
切割DNA分子中两个 脱氧核苷酸之间的 磷酸二酯键
○
T
A
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同 的黏性末端？
二、基因工程的应用
4、基因工程与环境
（1）用于环境检测
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。如检测饮用水 中病毒的含量 。 （2）用于净化污染的环境
美国科学家用基因工程做成的“超级细菌” 能同时快速分解石油中的四种烃类 ，用于清除 被石油污染的海域。
用基因工程培养出“吞噬”汞和降解土壤中 DDT的细菌，以及能够净化镉污染的植物。
许多药品的生产是从生物组织、细胞或血液中提 取的。受材料来源限制产量有限，价格十分昂贵。
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，高效率地生产出各 种高质量、低成本的药品，如胰岛素、干扰素等。
用基因工程方法生产的药物还有白细胞介素、溶 血栓剂、凝血因子以及某些疫苗等。
DNA
质粒 （环状DNA分子）
抗生素抗性基因 控制质粒DNA转移的基因
基因工程过程示意图
① ②
③
④
③分离大肠 杆菌质粒
①从细胞中分 离出DNA
②限制酶截取 DNA片断
④DNA重组
⑤ ⑥
⑤将质粒导入 大肠杆菌
⑥培养大肠杆 菌获得产物
5、基因工程的操作步骤：
从细胞中取 出DNA
从细菌中取 出质粒
①提取目的基因（如 人的胰岛素基因）
用同种限制酶切断两个DNA
具有相同的黏性末端
用连接酶将目的基因与质粒连接 （形成重组DNA分子）
②目的基因与运载 体结合
将目的基因导入受体细胞（如大 肠杆菌）
利用质粒中具有某些特性的基因进 行检测并判断目的基因是否表达
③将目的基因导入 受体细胞
④目的基因的检测 与鉴定
基因工程基本步骤：
第一步：提取目的基因 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
例题2.利用外源基因在受体细胞中表达，可生 产人类所需的产品。下列选项中能说明目的
基因完成表达的是（ C）
A．棉花细胞中检测到载体上的标记基因 B．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素的基因 C．酵母菌细胞中提取到人的干扰素 D．大肠ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ菌中检测到人胰岛素基因的mRNA
三、转基因生物和转基因食品的安全性
转基因玫瑰
转入萤火虫荧光酶基因 的转基因烟草苗
能发荧光的转基因鱼
三、转基因生物和转基因食品的安全性
未来生物
这些生物令我们很好奇，但是现实生活的 应用更令我们关心!
“金大米”
转基因草莓
有玫瑰花和柠檬的香味 转基因西红柿
三、转基因生物和转基因食品的安全性
对转基因食品无害性的评估主要有以下几方面：
一、基因工程的原理
4、基因的运载体
常用：质粒、噬菌体、动植物病毒
运载体必须同时满足三个要求： ①能在宿主细胞内复制并稳定的保存。 ②具有多个限制酶切点。 ③具有某些标记基因，便于筛选。
一、基因工程的原理
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。
一、基因工程的原理
3、“基因针线”——DNA连接酶 连
GCATTACGAT接酶TAGCTATAATATCGCGGCTAATGCTATAATATCGCGCGTAATAT
连接酶的作用：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。
连接的部位： 磷酸二酯键
思考：如何将重组DNA分子送入受体细胞呢？
二、基因工程的应用
2、基因工程与畜牧养殖
中国农业大学获得的 转基因克隆奶牛
（2）利用转基因动物生产药物
乳汁中分泌人凝血因子IX 的转基因山羊
科学家将药用蛋白基因 导入哺乳动物的受精卵，使 其发育成转基因动物，转基 因动物进入泌乳期后，通过 分泌的乳汁来生产所需的药 品。
二、基因工程的应用
3、基因工程与药物研制
1、基因工程与作物育种
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
二、基因工程的应用
1、基因工程与作物育种
（2）培育出具有各种抗逆性的作物新品种
抗已问世的苏转云基金因杆抗菌虫植 物马豆虫 棉主铃、要薯烟有 、 草水 番 、抗稻 茄 苹虫、 、 果基棉大、提、豆核因取玉、桃米蚕、、 菊的 培花、白花三叶草导等入。
育 普通棉花
过
培育
程
抗虫棉
二、基因工程的应用
1、基因工程与作物育种 （2）培育出具有各种抗逆性的作物新品种
抗病毒转基因甜椒
转基 因抗 除草 剂玉 米
二、基因工程的应用
2、基因工程与畜牧养殖 （1）培育出具有优良品质的动物
超级绵羊
转生长激素基因鲤鱼
（9个月后比对照个体重1.5kg)（生长速率提高30%，体型增大50%）
第六章第2节基因工 程及其应用
一、基因工程的原理
基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿 直接定向地改变生物，培育出新品种。
1、基因工程
又叫做基因拼接技术或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。
例题1.科学家们经过多年努力，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“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
一、基因工程的原理
2、“基因剪刀”——限制性核酸内切酶(简称限制酶 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸
——是否有毒性、引起过敏反应，营养或毒性 蛋白质的特性，注入基因的稳定性，基因改变引 起的营养效果，对环境的影响及其他不必要的功 能等。
尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏 性末端
CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT
ACGAATTCCGTAG AATTCCCATT TGCTTAAGGCATCTTAA GGGTAA
DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏 性末端”。被同一种限制酶切断的几个DNA具有 相同的黏性末端，碱基能够通过互补进行配对。
序列，并在特定的切点上切割DNA分子。 例如:EcoRI限制酶，专一识别GAATTC序列， 并在G和A之间将序列切开。
黏性末端
G AAT T C
C TTAAG
黏性末端
限制酶切割的什么？？
A
T
切割DNA分子中两个 脱氧核苷酸之间的 磷酸二酯键
○
T
A
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同 的黏性末端？
二、基因工程的应用
4、基因工程与环境
（1）用于环境检测
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。如检测饮用水 中病毒的含量 。 （2）用于净化污染的环境
美国科学家用基因工程做成的“超级细菌” 能同时快速分解石油中的四种烃类 ，用于清除 被石油污染的海域。
用基因工程培养出“吞噬”汞和降解土壤中 DDT的细菌，以及能够净化镉污染的植物。
许多药品的生产是从生物组织、细胞或血液中提 取的。受材料来源限制产量有限，价格十分昂贵。
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，高效率地生产出各 种高质量、低成本的药品，如胰岛素、干扰素等。
用基因工程方法生产的药物还有白细胞介素、溶 血栓剂、凝血因子以及某些疫苗等。