基因工程及應(yīng)用生物高二必修二人教

基因工程及應(yīng)用生物高二必修二人教第1頁(yè)/共54頁(yè)第2頁(yè)/共54頁(yè)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)技能目標(biāo)簡(jiǎn)述基因工程的基本原理舉例說(shuō)出基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用。情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性。第3頁(yè)/共54頁(yè)第4頁(yè)/共54頁(yè)能發(fā)光的水母請(qǐng)您欣賞能否能否讓熱帶魚(yú)也能發(fā)光?設(shè)想不能發(fā)光的熱帶斑馬魚(yú)一、問(wèn)題導(dǎo)入第5頁(yè)/共54頁(yè)第6頁(yè)/共54頁(yè)請(qǐng)您欣賞超級(jí)小鼠與超級(jí)魚(yú)第7頁(yè)/共54頁(yè)能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌請(qǐng)您欣賞第8頁(yè)/共54頁(yè)基因“嫁接”第9頁(yè)/共54頁(yè)第10頁(yè)/共54頁(yè)基因工程：即。通俗的說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，地改造生物的。原理：操作水平：結(jié)果：基因重組DNA分子水平定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類(lèi)所需要的品種。基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)定向遺傳性狀二、基因工程第11頁(yè)/共54頁(yè)1、基因工程的剪刀指“

限制性核酸內(nèi)切酶

”主要存在于微生物一種限切酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列,并在特定切點(diǎn)切割DNA分子已發(fā)現(xiàn)的有200多種種類(lèi):來(lái)源:特點(diǎn):“”作用于：磷酸二酯鍵第12頁(yè)/共54頁(yè)限制性?xún)?nèi)切酶（EcoRⅠ）作用過(guò)程點(diǎn)擊播放第13頁(yè)/共54頁(yè)

被同一種限制酶切斷的幾個(gè)DNA是否具有相同的黏性末端？思考:形成的黏性末端不同不同的限制酶呢？具有第14頁(yè)/共54頁(yè)2、基因工程的針線指“DNA連接酶”“

”

作用：將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)粘性末端連接起來(lái)，使之成為一個(gè)完整的DNA分子第15頁(yè)/共54頁(yè)DNA連接酶的作用過(guò)程點(diǎn)擊播放第16頁(yè)/共54頁(yè)

DNA連接酶的作用位點(diǎn)是：相鄰的兩個(gè)脫氧核苷酸的切口。即生成：磷酸二酯鍵。第17頁(yè)/共54頁(yè)3、基因的運(yùn)載體（2）條件①能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存②具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接③具有標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選（3）常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)、植物病毒等（1）運(yùn)載體的概念第18頁(yè)/共54頁(yè)

標(biāo)記基因，便于進(jìn)行檢測(cè)。

其中質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌和酵母菌等生物中,是細(xì)胞染色體外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子.

（4）運(yùn)載體的共同特點(diǎn)都有侵染或進(jìn)入宿主細(xì)胞的能力第19頁(yè)/共54頁(yè)第一步：第二步：獲取目的基因目的基因與運(yùn)載體結(jié)合注意：要用同一種限制酶切取目的基因和運(yùn)載體，并用DNA連接酶連接。4、基因工程的基本步驟第20頁(yè)/共54頁(yè)第三步：第四步:將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測(cè)和表達(dá)1、常用的受體細(xì)胞：大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌、動(dòng)植物細(xì)胞等2、常用微生物作受體細(xì)胞的原因：微生物增殖快、代謝快、目的產(chǎn)物多一般檢測(cè)：標(biāo)記基因是否表達(dá)第21頁(yè)/共54頁(yè)

大量的受體細(xì)胞接受不多的目的基因。處理的受體細(xì)胞中真正攝入了目的基因的很少，必須將它從中檢測(cè)出來(lái)。將每個(gè)受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)形成菌落，檢測(cè)菌落中是否有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。淘汰無(wú)表達(dá)產(chǎn)物的菌落，保留有表達(dá)產(chǎn)物的進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。無(wú)表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物有表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物

第22頁(yè)/共54頁(yè)第23頁(yè)/共54頁(yè)第24頁(yè)/共54頁(yè)1、基因工程與作物育種三、基因工程的應(yīng)用第25頁(yè)/共54頁(yè)抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物第26頁(yè)/共54頁(yè)生長(zhǎng)快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(yú)(中國(guó))乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)第27頁(yè)/共54頁(yè)轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒第28頁(yè)/共54頁(yè)2、基因工程與藥物研制我國(guó)生產(chǎn)的部分基因

工程疫苗和藥物

許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取的。受材料來(lái)源限制產(chǎn)量有限，其價(jià)格往往十分昂貴。

微生物生長(zhǎng)迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問(wèn)題，還能大大降低生產(chǎn)成本。第29頁(yè)/共54頁(yè)

胰島素從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)格之高可想而知。

將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！使其價(jià)格降低了30%-50%!第30頁(yè)/共54頁(yè)

基因工程做成的“超級(jí)細(xì)菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。

通常一種假單孢桿菌只能分解石油中的一種烴類(lèi)．用基因工程培育成功的“超級(jí)細(xì)菌”卻能分解石油中的多種烴類(lèi)化合物。

科學(xué)家還培育出能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質(zhì)的細(xì)菌。3、環(huán)境污染治理第31頁(yè)/共54頁(yè)

利用基因工程培育的“指示生物”能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。第32頁(yè)/共54頁(yè)第33頁(yè)/共54頁(yè)四、轉(zhuǎn)基因食品

安全嗎?!第34頁(yè)/共54頁(yè)

第35頁(yè)/共54頁(yè)

轉(zhuǎn)基因抗乙肝西紅柿(中國(guó))，雖然不能治愈乙肝，但一年只吃幾個(gè)抗乙肝西紅柿，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西紅柿屬于轉(zhuǎn)基因食品，就是將乙肝疫苗植入西紅柿內(nèi)，經(jīng)過(guò)多代繁殖，使轉(zhuǎn)入的基因穩(wěn)定化。用轉(zhuǎn)基因的植物生產(chǎn)藥物第36頁(yè)/共54頁(yè)轉(zhuǎn)基因植物的安全性爭(zhēng)論支持派認(rèn)為：如果轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)生物技術(shù)得不到社會(huì)支持，這一研究將被扼殺，并且強(qiáng)調(diào)，迄今為止并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因食品危害人體健康和環(huán)境的確切證據(jù)。第37頁(yè)/共54頁(yè)美國(guó)人食用轉(zhuǎn)基因食品已多年，超級(jí)市場(chǎng)上有4000多種商品是含有轉(zhuǎn)基因植物成分的，還沒(méi)有事例證明人吃了以后會(huì)得病，甚至?xí)鹚劳觥?/p>

加拿大、澳大利亞也是轉(zhuǎn)基因食品的生產(chǎn)大國(guó)，均有幾千萬(wàn)人在吃，到現(xiàn)在為止也沒(méi)有—個(gè)案例說(shuō)明它有問(wèn)題。第38頁(yè)/共54頁(yè)反對(duì)派的觀點(diǎn)一英國(guó)科學(xué)家聲稱(chēng)，轉(zhuǎn)基因馬鈴薯會(huì)減弱老鼠免疫系統(tǒng)功能；美國(guó)康乃爾大學(xué)也發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因玉米會(huì)危害蝴蝶幼蟲(chóng)及其相關(guān)生態(tài)環(huán)境。第39頁(yè)/共54頁(yè)環(huán)保團(tuán)體認(rèn)為這種違反自然的轉(zhuǎn)基因作物及產(chǎn)品，未經(jīng)長(zhǎng)期安全測(cè)試，長(zhǎng)期食用可能對(duì)人類(lèi)及生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響。尤其是注重環(huán)境和生態(tài)保護(hù)的歐盟國(guó)家，對(duì)轉(zhuǎn)基因作物更加排斥，因而抵制美國(guó)GMO產(chǎn)品的進(jìn)口。第40頁(yè)/共54頁(yè)第41頁(yè)/共54頁(yè)12基因工程的操作工具1.基因的剪刀

——限制性?xún)?nèi)切酶2.基因的針線

——ＤＮＡ連接酶

3.基因的運(yùn)輸工具

——運(yùn)載體

基因工程的操作步驟1.目的基因的提取2.目的基因與運(yùn)載體結(jié)合3.目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4.目的基因的檢測(cè)與表達(dá)課堂總結(jié)第42頁(yè)/共54頁(yè)第43頁(yè)/共54頁(yè)⒈要使目的基因與對(duì)應(yīng)的載體重組，所需的兩種酶是（）①限制酶②連接酶③解旋酶④還原酶Ａ．①②Ｂ．③④Ｃ．①④Ｄ．②③⒉實(shí)施基因工程的第一步的一種方法是把所需的基因從供體細(xì)胞內(nèi)分離出來(lái)，這要利用限制性?xún)?nèi)切酶。一種限制性?xún)?nèi)切酶能識(shí)別ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ順序，切點(diǎn)在Ｇ和Ａ之間，這是利用了酶的（）Ａ．高效性Ｂ．專(zhuān)一性Ｃ．多樣性Ｄ．催化活性易受外界影響ＡＢ課堂練習(xí)第44頁(yè)/共54頁(yè)⒊基因工程的正確操作步驟是（）

①使目的基因與運(yùn)載體結(jié)合

②將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

③檢測(cè)目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求

④提取目的基因

Ａ．③②④①Ｂ．②④①③

Ｃ．④①②③Ｄ．③④①②Ｃ第45頁(yè)/共54頁(yè)⒋采用基因工程的方法培育抗蟲(chóng)棉，下列導(dǎo)入目的基因的作法正確的是（）（２００３理綜第７題）

①將毒素蛋白注射到棉受精卵中

②將編碼毒素蛋白的ＤＮＡ序列，注射到棉受精卵中

③將編碼毒素蛋白的ＤＮＡ序列，與質(zhì)粒重組，導(dǎo)入細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，在進(jìn)行組織培養(yǎng)

④將編碼毒素蛋白的ＤＮＡ序列，與細(xì)菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵中

Ａ．①②Ｂ．②③Ｃ．③④Ｄ．④①Ｃ第46頁(yè)/共54頁(yè)5．采用基因工程的方法培育抗蟲(chóng)棉，下列導(dǎo)入目的基因的作法正確的是①將毒素蛋白注射到棉受精卵中②將編碼毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中③將編碼毒素蛋白的DNA序列，與質(zhì)粒重組，導(dǎo)人細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，再進(jìn)行組織培養(yǎng)④將編碼毒素蛋白的DNA序列，與細(xì)菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房進(jìn)入受精卵（）A．①②B．②③C．③④D．④①C第47頁(yè)/共54頁(yè)6．下表關(guān)于基因工程中有關(guān)基因操作的名詞及對(duì)應(yīng)的內(nèi)容，正確的組合是（）

C第48頁(yè)/共54頁(yè)ba7.(多選題)如圖,下列有關(guān)酶功能的敘述中,正確的是（）A.切斷a處的酶為限制性?xún)?nèi)切酶

B.連接a處的酶為DNA連接酶

C.切斷b處的酶為解旋酶

D.連接b處的酶為RNA聚合酶ABC第49頁(yè)/共54頁(yè)8.(多選題)科學(xué)家運(yùn)用基因工程技術(shù),讓羊合成并分泌抗體,相關(guān)敘述中正確的是（）A.該技術(shù)導(dǎo)致生物定向變異

B.DNA連接酶把目的基因與運(yùn)載體黏性末端堿基對(duì)連接起來(lái)

C.蛋白質(zhì)中的氨基酸序列可為合成目的基因提供材料

D.受精卵是理想的受體ACD第50頁(yè)/共54頁(yè)9.科學(xué)家將攜帶抗蟲(chóng)基因的運(yùn)載體導(dǎo)入二倍體棉花細(xì)胞中,經(jīng)培養(yǎng)、篩選獲得一株有抗蟲(chóng)特性基因的植株。經(jīng)分析，該植株含有一個(gè)攜帶目的基因的DNA片段，因此可以把它看作雜合子。得到的棉花新品種對(duì)棉鈴蟲(chóng)毒殺效果高達(dá)80-100%。該資料