人教版高一生物必修二 6.2 基因工程及其应用 (共67张PPT)
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将重组DNA导入受体细胞 扩增
常用的受体细胞：菌类和动植物细胞
4、目的基因的表达和检测
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。
4、目的基因的表达和检测
无表达产物 无表达产物 有表达产物 无表达产物
三、基因操作的基本步骤：
供体细胞 目的基因
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
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
二、 基因操作的工具
2、基因的针线——DNA连接酶
DNA连接酶可将把（能互补配对的两个） 黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，这样一个 重组的DNA分子才能形成。
（标记基因）
三、基因操作的基本步骤：
供体细胞 目的基因
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
三、基因操作的基本步骤：
1、获取目的基因
是取得人们所需要的特定基因，也就 是目的基因如抗虫基因，抗病基因、种子 的贮存蛋白基因，以及人的胰岛素基因、 干扰素基因等都是目的基因。
反对派（欧盟和日本）
与转基因食品无关的若干次食品恐慌
中间派：发展中国家
• 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。
2、基因工程与药物研制
⑴ 基因工程药品的生产
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
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。
转基因大肠杆菌每2000L 培养液就能产生100g胰岛 素！使其价格降低了30%50%!
从人血中提取干扰素， 300L血才提取1mg！
我国的实际情况（谨慎派）
• 一方面，国家鼓励科研机构进行转基 因技术的研究
• 另一方面，而对转基因食品投放市场 则需要经过非常严格的审查
转基因技术的环境安全性
（1）产生超级杂草的可能；
（2）种植抗虫转基因作物后可 能使害虫产生免疫并遗传、 从而产生更加难以消灭的 “超级害虫”；
（3）转基因向非目标生物漂移的可能性；
Fra Baidu bibliotek
阅读课本Ｐ１０５讨论：转基因食品安全吗？
怪物 1
怪物 2
怪物 3
怪物 4
当人类拥有了只有大自然才拥有的改造生物、创造 生物的能力时，我们是否感到很坦然呢？
绿色和平组织 将转基因食品
妖魔化
对转基因食品安全性的争论
支持派（美国、阿根廷、巴西）
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。
人教版高一生物必 修二 6.2 基因工程及 其应用 (共67张PPT)
转入人胰岛素基因的大肠杆菌
水母
基转 因入 的荧 发光 荧素 光酶 烟蛋 草白
导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
抗虫害的玉米
转基因超级鼠
转基因西红柿 紫色（花青素）
转基因鲑鱼
转 甲生物
基 取出优 “剪切” 因 秀基因 “拼接”
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。
• 现在常用的质粒大多数是经过改造或人工 构建的，常含抗生素抗性基因，是重组 DNA技术中重要的工具。
转基因大肠杆菌，
每1Kg的培养液可提取 20—4mg干扰素
人造血液及其生产
⑵ 基因诊断与基因治疗
运用基因工程设计制造的“DNA探针” 检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但 准确而且迅速。
通过基因工程给患有遗传病的人体内导 入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。
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
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
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。
（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。
重播
限制 酶
• 什么叫黏性末端？
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。 被同一种限制性内切酶切断的几个DNA是否具 有相同的黏性末端？
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
获得人类所需要的品种。
供体细胞 目的基因
受体细胞
二、 基因操作的工具
１、基因的剪刀——限制性内切酶（限制酶）
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列， 并在特定的切点上切割DNA分子。
专一性
例如：大肠杆菌(E.coli)的一种限制 性内切酶(EcoRI)能识别GAATTC序列， 并在G和A之间切开。
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，
质粒的特点
1、细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自 主复制的小型环状DNA分子；
2、质粒的存在对细胞无影响；
3、质粒的复制只能在宿主细胞内完成。
• 大肠杆菌的质粒：
最常用的质粒是大肠 杆菌的质粒，其中常 含有抗药基因（又称 标记基因），如四环 素抗性基因，携带这 个基因的细菌对四环 素具有抗药性。
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：
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
常用的受体细胞：菌类和动植物细胞
4、目的基因的表达和检测
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。
4、目的基因的表达和检测
无表达产物 无表达产物 有表达产物 无表达产物
三、基因操作的基本步骤：
供体细胞 目的基因
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
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
二、 基因操作的工具
2、基因的针线——DNA连接酶
DNA连接酶可将把（能互补配对的两个） 黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，这样一个 重组的DNA分子才能形成。
（标记基因）
三、基因操作的基本步骤：
供体细胞 目的基因
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
三、基因操作的基本步骤：
1、获取目的基因
是取得人们所需要的特定基因，也就 是目的基因如抗虫基因，抗病基因、种子 的贮存蛋白基因，以及人的胰岛素基因、 干扰素基因等都是目的基因。
反对派（欧盟和日本）
与转基因食品无关的若干次食品恐慌
中间派：发展中国家
• 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。
2、基因工程与药物研制
⑴ 基因工程药品的生产
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
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。
转基因大肠杆菌每2000L 培养液就能产生100g胰岛 素！使其价格降低了30%50%!
从人血中提取干扰素， 300L血才提取1mg！
我国的实际情况（谨慎派）
• 一方面，国家鼓励科研机构进行转基 因技术的研究
• 另一方面，而对转基因食品投放市场 则需要经过非常严格的审查
转基因技术的环境安全性
（1）产生超级杂草的可能；
（2）种植抗虫转基因作物后可 能使害虫产生免疫并遗传、 从而产生更加难以消灭的 “超级害虫”；
（3）转基因向非目标生物漂移的可能性；
Fra Baidu bibliotek
阅读课本Ｐ１０５讨论：转基因食品安全吗？
怪物 1
怪物 2
怪物 3
怪物 4
当人类拥有了只有大自然才拥有的改造生物、创造 生物的能力时，我们是否感到很坦然呢？
绿色和平组织 将转基因食品
妖魔化
对转基因食品安全性的争论
支持派（美国、阿根廷、巴西）
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。
人教版高一生物必 修二 6.2 基因工程及 其应用 (共67张PPT)
转入人胰岛素基因的大肠杆菌
水母
基转 因入 的荧 发光 荧素 光酶 烟蛋 草白
导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
抗虫害的玉米
转基因超级鼠
转基因西红柿 紫色（花青素）
转基因鲑鱼
转 甲生物
基 取出优 “剪切” 因 秀基因 “拼接”
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。
• 现在常用的质粒大多数是经过改造或人工 构建的，常含抗生素抗性基因，是重组 DNA技术中重要的工具。
转基因大肠杆菌，
每1Kg的培养液可提取 20—4mg干扰素
人造血液及其生产
⑵ 基因诊断与基因治疗
运用基因工程设计制造的“DNA探针” 检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但 准确而且迅速。
通过基因工程给患有遗传病的人体内导 入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。
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
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
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。
（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。
重播
限制 酶
• 什么叫黏性末端？
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。 被同一种限制性内切酶切断的几个DNA是否具 有相同的黏性末端？
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
获得人类所需要的品种。
供体细胞 目的基因
受体细胞
二、 基因操作的工具
１、基因的剪刀——限制性内切酶（限制酶）
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列， 并在特定的切点上切割DNA分子。
专一性
例如：大肠杆菌(E.coli)的一种限制 性内切酶(EcoRI)能识别GAATTC序列， 并在G和A之间切开。
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，
质粒的特点
1、细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自 主复制的小型环状DNA分子；
2、质粒的存在对细胞无影响；
3、质粒的复制只能在宿主细胞内完成。
• 大肠杆菌的质粒：
最常用的质粒是大肠 杆菌的质粒，其中常 含有抗药基因（又称 标记基因），如四环 素抗性基因，携带这 个基因的细菌对四环 素具有抗药性。
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：
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