2013-2014学年高一下学期生物必修2课件 第6章第2节2.ppt

1、基因工程 培育抗虫棉的简要过程：（一）基因工程的概念普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌提取提取抗虫基因与与运载体运载体DNADNA拼接拼接导入导入棉花细胞(含抗虫基因)棉花植株(有抗虫特性)什么叫基因工程？基因工程又叫基因拼接技术或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。（一）基因工程的概念（一）基因工程的概念 基因工程培育抗虫棉的关键步骤：关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来关键步骤二：抗虫基因与运载体DNA连接关键步骤三：抗虫基因导入受体(棉花)细胞 解决培育抗虫棉的关键步骤

2、需要哪些工具？（二）基因操作的工具基因的“剪刀”限制性内切酶基因的“针线”DNA连接酶基因的运载工具运载体 基因的“剪刀”限制性内切酶（限制酶）（二）基因操作的工具存在：主要是微生物体内特点：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。（二）基因操作的工具大肠杆菌(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 基因的“剪刀”限制性内切酶（限制酶）（二）基因操作的工具限制限制酶酶 基因的“剪刀”限制性内切酶（限制酶）什么叫黏性末端？（二）基因操作的工具被限制酶切开的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

3、配对，这样的切口叫黏性末端。（二）基因操作的工具 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？会产生相同的黏性末端，如果让两者的黏性末端黏合起来，就可以合成重组的DNA分子。外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？（二）基因操作的工具导入过程需要运输工具基因的运载体。运载体的作用有哪些？作用：作为运载工具，将外源基因转移到受体细胞中去。作为运载体必须具备哪些条件？（二）基因操作的工具1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。2）具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。3）具有某些标记基因，便于进行筛选。如抗生素抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。基因的运载工具运载体：

4、（二）基因操作的工具常用的运载体主要有两类：1）质粒2）噬菌体或某些动、植物病毒（二）基因操作的工具质粒是基因工程最常用的运载体。质粒是染色体外能够进行自主复制的遗传单位，习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中核区以外的DNA分子。绝大多数细菌质粒都是很小的环状DNA分子。大肠杆菌的质粒：（二）基因操作的工具最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，常含有抗药基因。基因的针线：DNA连接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A AA A T T CGG C T T A AA A T T CGG C T T A AA A T T CG用

5、同种限制酶切割目的基因片段目的基因片段质粒质粒DNADNA片段片段重组重组DNADNA分子分子 基因的针线DNA连接酶（二）基因操作的工具DNA连接酶可把脱氧核糖和磷酸交替连接而成的DNA骨架上的缺口“缝合”起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。四个基本步骤：（三）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3）将目的基因导入受体细胞4）目的基因的检测和表达（三）基因操作的基本步骤目的基因是人们所需要转移或改造的基因。如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，还有植物的抗病（抗病毒、抗细菌）基因，以及人的胰岛素基因、干扰素基因等。步骤一：目的基因的提取方法：1、直接分离法2、人工合成法（三）

6、基因操作的基本步骤 步骤二：目的基因与运载体重组1）用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个切口，露出黏性末端。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 步骤二：目的基因与运载体结合（三）基因操作的基本步骤 常用的受体细胞：有大肠杆菌、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。步骤三：目的基因导入受体细胞目的基因在受体细胞内，随其繁殖而复制，由于细菌繁殖的速

7、度非常快，在很短的时间内就能获得大量的目的基因。（三）基因操作的基本步骤 步骤四：目的基因的检测和表达检测：根据受体细胞是否具有某些标记基因判断目的基因是否导入表达：受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达。基因工程的基本原理 总结：1）基因工程的概念2）基因工程操作的工具3）基因工程操作的基本步骤一、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2、基因工程与药物研制我国生产的部分基因工程疫苗和药物 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

8、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%!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。