高中生物《基因工程概述》課件1（28張PPT）（蘇教版選修3）

《高中生物《基因工程概述》課件1（28張PPT）（蘇教版選修3）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中生物《基因工程概述》課件1（28張PPT）（蘇教版選修3）（31頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進(jìn)入生物課堂 現(xiàn)代生物技術(shù)概述ModernBiotechnology 什么是生物技術(shù) 1 生物技術(shù)生物技術(shù)是應(yīng)用自然科學(xué)及工程學(xué)的原理 以微生物 動(dòng)物 植物作為反應(yīng)器 將物料進(jìn)行加工 以提供產(chǎn)品為社會(huì)服務(wù)的技術(shù) 2 現(xiàn)代生物工程 發(fā)酵工程 酶工程 細(xì)胞工程 基因工程 蛋白質(zhì)工程 生物工程 生物技術(shù)現(xiàn)狀如何 生物技術(shù)現(xiàn)狀如何 世界生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 2001統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) 全球生物技術(shù)公司4284家 美國(guó)1457家 全球收入384 7億美元 美國(guó)253 19億美元全球研發(fā)費(fèi)用164 27億美元 美國(guó)115 32億美元我國(guó)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀300家公司 有能力生產(chǎn)的150家 上市40多家 產(chǎn)品總銷(xiāo)售額200億RMB 基因工程 基因工程 20世紀(jì)70年代隨著DNA重組技術(shù)的出現(xiàn)而發(fā)展出來(lái) 對(duì)基因進(jìn)行加工 使生物體發(fā)展成為新的有機(jī)生物體 是生物工程四兄弟中發(fā)展最迅速 威力最大的一個(gè) 各種生物工程在實(shí)施上大多離不開(kāi)基因工程手段 現(xiàn)代生物技術(shù)中 主要的是基因工程 基因工程定義 基因工程 geneengineering 又稱基因操作 genemanipulation 重組DNA recombinantDNA 基因工程是以分子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ) 以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段 將不同來(lái)源的基因 DNA分子 按預(yù)先設(shè)計(jì)的藍(lán)圖 在體外構(gòu)建雜種DNA分子 然后導(dǎo)入活細(xì)胞 以改變生物原有的遺傳特性 獲得新品種 生產(chǎn)新產(chǎn)品 或是研究基因的結(jié)構(gòu)和功能 轉(zhuǎn)基因魚(yú) 轉(zhuǎn)基因魚(yú) 轉(zhuǎn)基因魚(yú) 轉(zhuǎn)基因蠶 轉(zhuǎn)基因蠶 轉(zhuǎn)基因猴 這種蠶被導(dǎo)入了水母 珊瑚等的熒光蛋白質(zhì)基因 所結(jié)的繭在自然光照射下呈淡綠色或粉色 但經(jīng)藍(lán)色發(fā)光二極管等光線照射后 通過(guò)濾鏡觀察則呈熒光色 該成果有望應(yīng)用于衣料及家裝等領(lǐng)域 由于以前用熱水煮繭抽絲的方法會(huì)破壞熒光蛋白質(zhì) 研究組在低于60度的真空鍋中加入藥劑煮繭抽絲 此外 研究組還培養(yǎng)出了新的轉(zhuǎn)基因蠶 這種蠶吐出的絲比普通絲細(xì)一成且不易斷 還具有易于粘合細(xì)胞的性質(zhì) 據(jù)稱這一成果有望被應(yīng)用于人造血管等領(lǐng)域 據(jù)日本共同社報(bào)道 日本農(nóng)業(yè)生物資源研究所與群馬縣蠶絲技術(shù)中心等研究組10月24日宣布成功大量培養(yǎng)出了可結(jié)出熒光色蠶繭的轉(zhuǎn)基因蠶 并研發(fā)出了能保持發(fā)光特性而將蠶繭轉(zhuǎn)為生絲的方法 研究組通過(guò)多次對(duì)轉(zhuǎn)基因蠶進(jìn)行交配 解決了蠶繭較小的缺點(diǎn) 并培養(yǎng)出含綠 紅 橙3色熒光蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)基因蠶各兩三萬(wàn)只 轉(zhuǎn)基因番茄 為人類(lèi)最終戰(zhàn)勝糖尿病 乳腺癌 愛(ài)滋病 帕金森氏癥和艾滋病等頑癥提供幫助 世界上首例轉(zhuǎn)基因靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物 轉(zhuǎn)基因猴 安迪 完成此項(xiàng)研究的美國(guó)俄勒岡保健科學(xué)大學(xué)提供的新聞公報(bào)稱 這只名為 安迪 Andi 的恒河猴于2000年10月2日誕生 它是由一粒被植入追蹤基因的未受精卵孕育而成的轉(zhuǎn)基因猴 它目前健康活潑 與另外兩只小猴生活在特制的 公寓 里 俄勒岡州波特蘭市俄勒岡衛(wèi)生科技大學(xué)俄勒岡區(qū)域靈長(zhǎng)類(lèi)研究中心的專(zhuān)家沙藤說(shuō) 舉例而言 我們可以輕易的植入老年癡呆癥基因 以加速發(fā)展出治療此種疾病的疫苗 轉(zhuǎn)基因番茄 問(wèn)題 以色列研究人員日前宣布 他們利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出一種具有檸檬和玫瑰香味的新品種番茄 生成類(lèi)胡蘿卜素的其他農(nóng)作物和花也可以像番茄一樣 通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)改變氣味和口味 吃個(gè)番茄也能抗乙肝 這絕非天方夜譚 每天坐在家里 吃上三五只西紅柿 人們體內(nèi)就能產(chǎn)生乙型肝炎病毒的抗體 達(dá)到和注射疫苗一樣的效果 中國(guó)農(nóng)科院生物研究所有關(guān)研究人員指出 利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)乙型肝炎口服疫苗 是國(guó)家863高新生物技術(shù)領(lǐng)域中的一項(xiàng)研究 該項(xiàng)研究經(jīng)過(guò)研究人員的共同努力 現(xiàn)已取得重大成果 科研人員在研制出轉(zhuǎn)基因馬鈴薯后 現(xiàn)又將乙型肝炎病毒包膜中蛋白抗原基因成功導(dǎo)入西紅柿并獲得穩(wěn)定和高效表達(dá) 這就意味著 人們不必忍痛 輕松地吃幾個(gè)西紅柿就能將談之色變的乙型肝炎輕松拒之于身外 問(wèn)題 1 已學(xué)過(guò)的育種方法有哪些 雜交育種 誘變育種 單倍體育種 多倍體育種 轉(zhuǎn)基因技術(shù) 2 基因工程方法育種的優(yōu)越性體現(xiàn)在哪里 能定向改造生物的性狀 3 什么是基因工程 基因工程的原理是什么 1 基因工程 又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)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 定向地改造生物的遺傳性狀 2 原理 通過(guò)基因重組技術(shù) 讓目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定和高效表達(dá) 操作水平 3 操作水平 4 結(jié)果 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 想一想 為什么能把一種生物的基因 嫁接 到另一種生物上 推測(cè)這種 嫁接 怎樣才能實(shí)現(xiàn) DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)DNA都是由四種脫氧核苷酸形成的規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu) 基因工程操作的工具 基因工程操作的工具 將目的基因片斷從受體細(xì)胞內(nèi)提取 需要基因的剪刀 限制性核酸內(nèi)切酶 將目的基因與質(zhì)粒DNA連接 需要基因的針線 DNA連接酶 將目的基因運(yùn)入大腸桿菌 需要基因的運(yùn)輸工具 運(yùn)載體 限制性核酸內(nèi)切酶 1 限制性內(nèi)切酶作用過(guò)程 限制性核酸內(nèi)切酶 一種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列 酶分布在細(xì)菌中特點(diǎn)特異性 限制性核酸內(nèi)切酶 2 分布 主要在細(xì)菌中 3 特點(diǎn) 特異性 即識(shí)別特定核苷酸序列 切割特定切點(diǎn) 例如 大腸桿菌的一種限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別GAATTC序列 并在G和A之間切開(kāi) 4 結(jié)果 產(chǎn)生黏性未端 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 基因的針線 DNA連接酶 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 用同種限制酶切割 DNA連接酶 DNA連接酶 磷酸二酯鍵 不是氫鍵 1 連接酶的作用 將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來(lái) 使之成為一個(gè)完整的DNA分子 2 連接的部位 運(yùn)載體 運(yùn)載體 要讓一個(gè)從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來(lái)的基因在乙生物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá) 首先得將這個(gè)基因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去 能將外源基因送入細(xì)胞的工具就是運(yùn)載體 1 條件 2 種類(lèi) 細(xì)菌 酵母質(zhì)粒 改造和修飾后的噬菌體 病毒DNA 質(zhì)粒 質(zhì)粒是能自主復(fù)制的雙鏈環(huán)狀DNA分子 質(zhì)粒 質(zhì)粒 質(zhì)粒 標(biāo)記基因 便于進(jìn)行檢測(cè) 基因操作的基本步驟 基因操作的基本步驟 獲取目的基因形成重組DNA分子將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞4 篩選含有目的基因的受體細(xì)胞5 目的基因的表達(dá) 提取目的基因的方法 將需要的基因從供體生物的細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái) 取出DNA 用限制酶切斷DNA 目前被較廣泛提取使用的目的基因有 蘇云金桿菌抗蟲(chóng)基因 人胰島素基因 人干擾素基因 種子貯藏蛋白基因 植物抗病基因等 提取目的基因的方法 1 直接分離基因 人工基因合成法 2 人工基因合成法 直接合成法 已知某基因的序列的前提下 可以用化學(xué)方法合成或用PCR技術(shù)擴(kuò)增大量獲取目的因 如胰島素基因 想一想 還有其他的方法可以合成目的基因嗎 逆轉(zhuǎn)錄法 以信使RNA為模板 在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下將脫氧核苷酸合成合成DNA 基因 根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸順序推算出信使RNA核苷酸順序 再據(jù)此推算出基因DNA的脫氧核苷酸順序 用游離脫氧核苷酸直接合成相應(yīng)的基因 DNA合成儀 PCR擴(kuò)增儀 目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 形成重組DNA 目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 形成重組DNA 用限制酶切割目的基因和用相同的限制酶切割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個(gè)切口 將目的基因插入切口處 讓目的基因的黏性末端與切口上的黏性末端互補(bǔ)配對(duì)后 在DNA連接酶的作用下連接形成重組DNA分子 提取質(zhì)粒并用限制酶切割 用連接酶將目的基因和質(zhì)粒連接 將重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞并擴(kuò)增 將重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞并擴(kuò)增 基因工程中常用的受體細(xì)胞有大腸桿菌 枯草桿菌 酵母菌和動(dòng)植物細(xì)胞等 如用質(zhì)粒作運(yùn)載體 則選大腸桿菌為受體細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞常用的方法是借鑒細(xì)菌或者病毒侵染細(xì)胞的途徑 通常還要對(duì)一些受體細(xì)胞進(jìn)行增大通透性的處理 目的基因可以隨著受體細(xì)胞進(jìn)行快速的繁殖 在很短的時(shí)間內(nèi)獲得大量的基因 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 將受體細(xì)胞進(jìn)行擴(kuò)增 篩選含有目的基因的受體細(xì)胞 篩選含有目的基因的受體細(xì)胞 前三步的處理十分繁鎖 為保證目的基因得到有效利用 通常用大量的受體細(xì)胞來(lái)接受不多的目的基因 這樣 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) 受體細(xì)胞是否具運(yùn)載體特有的 標(biāo)記基因 所控制的性狀 檢測(cè)依據(jù) 目的基因的表達(dá) 目的基因的表達(dá) 是否有目的基因表達(dá)的產(chǎn)物 1 外源基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的理論基礎(chǔ)基因是控制生物性狀的基本單位生物界共用一套遺傳密碼遺傳信息的傳遞都遵循中心法則的信息流動(dòng)方向 2 表達(dá)的依據(jù) 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全