人教版教学高中生物人教版选修三专题一第三节：基因工程应用课件.ppt

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 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 A 4、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 … CTTCATG AATTCCCTAA… GAAGTACTTAA GGGATT… GGCATCTTAA AATTCCGTAG 含目的基因的DNA片段 另外的DNA片段 重组DNA分子片段 EcoRI EcoRI 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·coli DNA连接酶 T4 DNA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 … CTTCATG AATTCCCTAA… GAAGTACTTAA GGGATT… GGCATCTTAA AATTCCGTAG 含目的基因的DNA片段 运载体DNA片段 重组DNA分子片段 EcoRI EcoRI 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