高中生物 6.2 基因工程及其應(yīng)用課件2 新人教版必修2.ppt

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1、第 6章 從 雜 交 育 種 到 基 因 工 程第 2節(jié) 基 因 工 程 及 其 應(yīng) 用人 教 版 必 修 2 教 學(xué) 目 標(biāo) v知 識 技 能 目 標(biāo)v簡 述 基 因 工 程 的 基 本 原 理 舉 例 說 出 基 因 工程 在 農(nóng) 業(yè) 、 醫(yī) 藥 等 領(lǐng) 域 的 應(yīng) 用v情 感 態(tài) 度 價(jià) 值 觀 目 標(biāo)v關(guān) 注 轉(zhuǎn) 基 因 生 物 和 轉(zhuǎn) 基 因 食 品 的 安 全 性 簡v教 學(xué) 重 點(diǎn) 難 點(diǎn) v述 基 因 工 程 的 基 本 原 理v教 學(xué) 方 法 手 段v類 比 猜 想 創(chuàng) 設(shè) 情 境 例 證 法 能 發(fā) 光 的 水 母能否能否讓熱帶魚也能發(fā)光?設(shè) 想不 能 發(fā) 光 的 熱 帶

2、斑 馬 魚 能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌 基 因 “ 嫁 接” 什 么 叫 基 因 工 程 ?基 因 工 程 的 基 本 操 作 步 驟 有 哪 些 ?歸 納 出 科 學(xué) 家 實(shí) 施 基 因 工 程 的 總 體 思 路閱 讀 教 材 P102， 解 決 以 下 問 題 ： v 又 稱 基 因 拼 接 技 術(shù) ,或 重 組 DNA 技 術(shù) 。 v通 俗 的 說 ， 就 是 按 照 人 們 的 意 愿 ， 把 一種 生 物 的 某 種 基 因 提 取 出 來 ， 加 以 修 飾改 造 ， 然 后 放 到 另 一 種 生 物 的 細(xì) 胞 里 ，定 向 的 改 造 生 物 的 遺 傳 性 狀 。 基 因

3、工 程 (gene engineering) 1.原 理 ：2.操 作 水 平 ：3.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 所 需 要 的 品 種 。 基 因 工 程 (gene engineering) 培 育 轉(zhuǎn) 基 因 大 腸 桿 菌 的 簡 要 過 程 ：你 認(rèn) 為 上 述 培 育 轉(zhuǎn)基 因 大 腸 桿 菌 的 關(guān)鍵 步 驟 有 哪 些 ？ 普 通 大 腸 桿 菌(不 能 分 泌 胰 島 素 )人 體 組 織 細(xì) 胞提 取胰 島 素 基 因 與 運(yùn) 載 體 DNA拼 接導(dǎo) 入 大 腸 桿 菌 (含 胰 島 素 基

4、 因) 轉(zhuǎn) 基 因 大 腸 桿 菌(能 分 泌 胰 島 素 ) 培 育 轉(zhuǎn) 基 因 大 腸 桿 菌 的 關(guān) 鍵 步 驟 ：1.ONE胰 島 素 基因 從 人 體細(xì) 胞 內(nèi) 提取 出 來 2.TWO胰 島 素 基因 與 運(yùn) 載體 DNA連接 3.THREE胰 島 素 基 因?qū)?入 受 體 (大 腸 桿 菌 )細(xì) 胞基 因 的 “ 剪 刀 ” 基 因 的 “ 針 線 ” 基 因 的 運(yùn) 載 體 如 :EcoRI1、 該 限 制 酶 只 能 識 別 GAATTC的 序 列 ，說 明 了 限 制 酶 具 有 的 特 性 是 。2、 EcoRI限 制 酶 識 別 了 GAATTC的 序 列 后， 將 會(huì)

5、 發(fā) 生 什 么 樣 的 變 化 ？ 積 極 思 考專一性1.基 因 的 剪 刀 限 制 性 內(nèi) 切 酶 基 因 操 作 (gene engineering)的 工 具 CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG練 習(xí) 使 用 EcoRI 剪 切 目 的 基 因CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 目 的 基 因 黏 性 末 端 2.分 子 針 線 DNA連 接 酶 (DNA linking-enzyme)積 極 思 考 DNA連 接 酶 連

6、 接 的 是 兩 個(gè) 脫 氧核 苷 酸(deoxyribonucleotide)分 子的 什 么 部 位 ？基 因 操 作 (gene engi neeri ng)的 工 具 使 用 DNA連 接 酶 制 作 重 組 DNA分 子甲 片 段CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT 乙 片 段GGCATCTTAAAATTCCGTAG 重 組 DNA分 子Recombinant DNAGGCATCTTAAAATTCCGTAG 目 的 基 因 (如 人 的 胰 島 素 基 因 )怎 樣 才 能導(dǎo) 入 受 體 細(xì) 胞 (如 大 腸 桿 菌 細(xì) 胞 )？3.基 因 的

7、運(yùn) 輸 工 具 運(yùn) 載 體 (carrying)常 用 的 運(yùn) 載 體 (carrying)有 兩 類 ：(1)細(xì) 菌 細(xì) 胞 質(zhì) 的 質(zhì) 粒 ( plasmid)(2)噬 菌 體 (bacteriophages)或 某 些動(dòng) 植 物 病 毒 (virus)基 因 操 作 (gene engi neeri ng)的 工 具 大 腸 桿 菌 的 質(zhì) 粒 (plasmid)： 運(yùn) 載 體(carrying)應(yīng) 該具 有 什 么 特點(diǎn) 呢 ?基 因 操 作 (gene engineering)的 工 具 運(yùn) 載 體 (carrying)1能 夠 在 宿 主 細(xì) 胞 內(nèi) 復(fù)制 并 穩(wěn) 定 保 存 ；

8、具 有 多 個(gè) 限 制 酶 切點(diǎn) 以 便 與 外 源 基 因 相連 ； 具 有 標(biāo) 記 基 因 ， 便于 進(jìn) 行 篩 選 香 蕉 魚 最 新 款 的 摩 托車 你 見 過 樹 會(huì) 走 路 嗎 ? 誰 能 告 訴 我 這 是 ？ 給 科 學(xué) 插 上 想 象 的 翅 膀 ， 你 會(huì) 收 獲 更 多 ！ 基 因 工 程 (gene engineering)的“ 四 步 曲 ”提 取 目 的 基 因1 目 的 基 因 與 運(yùn) 載 體 結(jié) 合2 將 目 的 基 因 導(dǎo) 入 受 體 細(xì) 胞3 目 的 基 因 的 檢 測 和 表 達(dá)4 1 2基 因 工 程 的 操 作 工 具1.基 因 的 剪 刀 限 制

9、性 內(nèi) 切 酶2.基 因 的 針 線 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 導(dǎo) 入 受 體 細(xì) 胞4.目 的 基 因 的 檢 測 與 表 達(dá)基 因 工 程 (gene engineering)的 原 理 1、 基 因 工 程 與 作 物 育 種基 因 工 程 的 應(yīng) 用 29生 長 快 、 肉 質(zhì) 好 的 轉(zhuǎn) 基 因魚 (中 國 ) 乳 汁 中 含 有 人 生 長 激 素 的 轉(zhuǎn)基 因 牛 (阿 根 廷 ) 30轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒 轉(zhuǎn)魚抗寒基因的

10、番茄獲 得 高 產(chǎn) 、 穩(wěn) 產(chǎn) 和 具 有 優(yōu)良 品 質(zhì) 的 農(nóng) 作 物 和 具 有 抗逆 性 的 作 物 新 品 種 。 31 2、 基 因 工 程 與 藥 物 研 制我國生產(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 源 限 制產(chǎn) 量 有 限 ， 其 價(jià) 格 往往 十 分 昂 貴 。 微 生 物 生 長 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 導(dǎo)入 微 生 物 細(xì) 胞 內(nèi) ， 讓 它 們 產(chǎn) 生 相 應(yīng) 的 藥 物 ， 不 但能 解

11、 決 產(chǎn) 量 問 題 ， 還 能 大 大 降 低 生 產(chǎn) 成 本 。 32 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 導(dǎo) 入 大 腸 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%! 33 3、 環(huán) 境 保 護(hù)基 因 工 程 做 成 的 “ 超 級 細(xì) 菌” 能 吞 食 和 分 解 多 種 污 染 環(huán) 境 的 物 質(zhì) 。 通 常 一 種 細(xì) 菌 只 能 分

12、 解 石 油 中 的 一 種 烴 類 ， 用 基因 工 程 培 育 成 功 的 “ 超 級 細(xì) 菌 ” 卻 能 分 解 石 油 中 的 多種 烴 類 化 合 物 。 有 的 還 能 吞 食 轉(zhuǎn) 化 汞 、 鎘 等 重 金 屬 ，分 解 DDT等 毒 害 物 質(zhì) 。 34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。 35 轉(zhuǎn) 基 因 食 品 安 全 嗎 ? 1.切 取 牛 的 生 長 激 素 或 人 的 生 長 激

13、 素 基 因 ,用 顯微 注 射 技 術(shù) 將 它 們 分 別 注 入 小 鼠 的 受 精 卵 中 ,從而 獲 得 了 ” 超 級 鼠 ” ,次 項(xiàng) 技 術(shù) 遵 循 的 原 理 是A.基 因 突 變 DNA RNA 蛋 白 質(zhì)B.基 因 工 程 RNA DNA 蛋 白 質(zhì)C.細(xì) 胞 工 程 DNA RNA 蛋 白 質(zhì)D.基 因 工 程 DNA RNA 蛋 白 質(zhì) D練 習(xí) ba2.(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 內(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

14、 酶D.連 接 b處 的 酶 為 RNA聚 合 酶ABC 3.(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 連 接 起 來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 4.基 因 工 程 技 術(shù) 在 培 育 抗 旱 植 物 用 于 發(fā) 展 沙 漠 農(nóng)業(yè) 和 改 造 沙 漠 方 面 顯 示 了

15、良 好 的 前 景 ,荷 蘭 一 家 公司 將 大 腸 桿 菌 中 的 海 藻 糖 合 成 酶 基 因 導(dǎo) 入 植 物 (如甜 菜 、 馬 鈴 薯 等 )中 并 獲 得 有 效 表 達(dá) ， 使 “ 工 程 植物 ” 增 強(qiáng) 了 耐 旱 性 、 耐 寒 性 的 基 本 操 作 步 驟 是 ： （ 2） 基 因 表 達(dá) 的 含 義 是 ： （ 3） 寫 出 酶 基 因 工 程 在 植 物 體 內(nèi) 的 表 達(dá) 過 程 ： 海 藻 糖 合 成 酶 基 因 的 獲 取 目 的 基 因 與 運(yùn) 載 體 結(jié) 合將 目 的 基 因 導(dǎo) 入 受 體 細(xì) 胞 目 的 基 因 的 表 達(dá) 和 檢 測基 因 通 過 轉(zhuǎn) 錄 、 翻 譯 合 成 蛋 白 質(zhì) ， 體現(xiàn) 出 相 應(yīng) 的 性 狀酶 基 因 mRNA 海 藻 糖 合 成 酶轉(zhuǎn) 錄 翻 譯