人教版教学课件高中生物人教版选修三专题一第三节：基因工程应用课件

设想1能否让植物也发出萤火虫般美丽的萤光？能否让猪体内生产出人血？设想2能否让细菌产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？设想3把这样的奇思妙想变为现实的是20世纪70年代兴起的高新科技——基因工程基因工程的概念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，定向地改造生物的遗传性状。基本原理:基因重组基因工程的概念基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平人类需要的基因产物剪切→拼接→导入→表达抗虫棉普通棉转基因抗虫棉基因工程培育抗虫棉的简要过程：普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌①提取抗虫基因②与运载体DNA拼接③导入棉花细胞(含抗虫基因)抗虫棉(有抗虫特性)④表达实现上述步骤需要哪些工具？实现上述步骤需要哪些工具？基因的剪刀——DNA限制性内切酶基因的针线——DNA连接酶基因的运载工具——运载体主要是从微生物中分离纯化出来的一种酶。能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶。1、来源：一、限制性内切酶—“分子手术刀”2、种类：200多种。识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。3、作用：氢键T磷酸二酯键1234512345A4、特点：特异性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且有特定的切割位点。例如：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。5、结果：将DNA切成DNA片段，产生黏性末端。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。什么叫黏性末端？限制酶•什么叫黏性末端？•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。1、要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？思考与讨论:要切两个切口，产生四个黏性末端2、如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，结果会怎样呢？会产生相同的黏性末端，如果让两者的黏性末端黏合起来，就可以形成重组的DNA分子…GAATTCCGTAGAATTCGGATT……CTTCATGAATTCCCTAA……GAAGTACTTAAGGGATT……CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA…CTTCATGAATTCCCTAA…GAAGTACTTAAGGGATT…GGCATCTTAAAATTCCGTAG含目的基因的DNA片段另外的DNA片段重组DNA分子片段EcoRIEcoRI基因的针线──DNA连接酶问题:将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子可以用什么酶?二、DNA连接酶——“分子缝合针”1、种类：2、作用：两类E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶磷酸二酯键3、作用部位：将两个DNA片段的缺口连接起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。DNA聚合酶只是将一个个脱氧核苷酸加到DNA单链上(DNA复制）；而DNA连接酶是将两个DNA片段的缺口连接起来（基因工程）。相同点：都是形成磷酸二酯键主要区别：讨论2、DNA连接酶与DNA聚合酶有什么区别？…GAATTCCGTAGAATTCGGATT……CTTCATGAATTCCCTAA……GAAGTACTTAAGGGATT……CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA…CTTCATGAATTCCCTAA…GAAGTACTTAAGGGATT…GGCATCTTAAAATTCCGTAG含目的基因的DNA片段运载体DNA片段重组DNA分子片段EcoRIEcoRI三、基因进入受体细胞的载体—分子运输车思考：外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？作为载体没有切割位点将怎样？目的基因是否进入受体细胞，我们肉眼看不到，如何鉴定？如果载体对受体细胞有害将怎样？我们敢选用从霍乱弧菌中的质粒来做载体吗？思考：作为载体的必要条件:1、能自我复制2、有一个或多个酶切割位点3、有标记基因4、对受体细胞无害种类：质粒、噬菌体和动植物病毒(便于进行鉴定和筛选)(以便外源基因插入)质粒的特点：1.是一种裸露的、结构简单、独立于细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自我复制的小型双链环状DNA分子。能复制并带着插入的目的基因一起复制有切割位点有标记基因的存在，将来可用含青霉素的培养基鉴别。练习•在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用A.同种限制酶B.两种限制酶C.同种连接酶D.两种连接酶不属于质粒被选为基因运载体的理由是A、能复制（）B、有多个限制酶切点C、具有标记基因D、它是环状DNA基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是A、人工合成目的基因B、目的基因与运载体结合C、将目的基因导入受体细胞D、目的基因的检测和表达练习DNA重组技术的基本工具：本节小结：分子手术刀—限制性内切酶分子缝合针—DNA连接酶分子运输车—运载体限制酶所识别的序列有什么特点？限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。限制酶识别序列的中心轴线