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第2节基因工程及其应用.ppt.ppt

第2节基因工程及其应用.ppt

中小学精品课件
2019-05-19 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《第2节基因工程及其应用.pptppt》,可适用于自然科学领域

第节 基因工程及其应用.简述基因工程的基本原理。.举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。.结合社会实际关注转基因生物和转基因食品的安全性。一、基因工程的原理.含义()操作对象:。()目的:可以按照人类的意愿直接改变生物培育出新品种。基因定向.三种工具及作用()基因的“剪刀”:。作用特点:一种限制酶只能识别一种特定的并在上切割DNA分子。()基因的“针线”:。作用:连接和之间的缺口。限制性内切酶核苷酸序列特定的位点DNA连接酶磷酸脱氧核糖()基因的运载体①作用:将外源基因送入。②种类:质粒、等。③质粒:存在于许多以及酵母菌等生物中是细胞染色体外能够的。受体细胞噬菌体和动植物病毒细菌自我复制小型环状DNA分子.基因工程的步骤()()目的基因与结合()将目的基因导入()。提取目的基因运载体受体细胞目的基因的表达和检测.从DNA分子结构分析为什么不同源的DNA分子可用DNA连接酶连接到一起?提示:所有DNA分子都是由脱氧核苷酸组成的都是双螺旋结构且都遵循碱基互补配对原则。DNA连接酶的作用是使两个DNA分子片段末端的磷酸和脱氧核糖之间形成化学键而连接在一起。二、基因工程的应用.基因工程与作物育种()目的:获得高产、稳产和具有优良品质的农作物培育出具有各种的作物新品种。()实例:的转基因抗虫棉。抗逆性抗棉蛉虫.基因工程与药物研制()实例:用基因工程方法生产胰岛素。()过程:胰岛素基因与大肠杆菌的并且在大肠杆菌内获得成功的。.基因工程与环境保护实例:利用转基因细菌吸收环境中的重金属分解泄漏的石油处理工业废水等。DNA分子重组表达降解有毒、有害的化合物三、转基因生物和转基因食品的安全性 有两种观点.转基因生物和转基因食品不安全要。.转基因生物和转基因食品是安全的应该。我国的态度:十分重视生物及其产品的安全性。禁止支持转基因.利用大肠杆菌生产出的胰岛素没有生物活性还需进一步加工这与大肠杆菌中的哪些结构特点有关?提示:大肠杆菌中无内质网、高尔基体等加工分泌蛋白的细胞器所以形成的胰岛素还不成熟需进一步加工。一、基因工程的基本原理及步骤.基因工程工具的特点()限制酶①作用特点:专一性和特异性。②作用结果:产生黏性末端。③作用部位:脱氧核苷酸之间的化学键。()DNA连接酶与DNA聚合酶的比较比较项目DNA连接酶DNA聚合酶不同点作用对象连接DNA片段连接游离的脱氧核苷酸作用条件不需要模板需要模板相同点作用部位连接不同脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖基因的运输工具运载体()作用:①作为运载工具将目的基因转移到宿主细胞中去。②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制。()具备的条件:①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。②有多个限制酶切点以便于与外源基因连接。③有标记基因以便于筛选。【拓展延伸】 ()限制酶切割的与DNA连接酶连接的都是磷酸和脱氧核糖之间的化学键而不是碱基间的氢键。()质粒是一种能够在细胞核或拟核外自主复制的很小的环状DNA分子存在于许多细菌和酵母菌等生物中。目的基因与.基因工程操作的基本步骤eqavsal(提取目,的基因)eqblc{rc(avsalco(目的基因:人们所需要的特定基因,取得途径blc{rc(avsalco(直接分离,人工合成)))) 运载体结合eqblc{rc(avsalco(①用同一种限制酶切割质粒和目的基因,②加入DNA连接酶,③质粒和目的基因结合成重组DNA分子))目的基因的检测与鉴定将目的基因导入受体细胞:借助细菌和病毒侵染细胞、显微注射法等eqblc{rc(avsalco(检测:根据标记基因的表达判断目的基,  因导入与否,鉴定:受体细胞表现出特定的性状如棉,  花抗虫性状的表现))【拓展延伸】 ()切割运载体和目的基因时需用同一种限制酶才能获得相同的黏性末端。()四个步骤中只有第三步将目的基因导入受体细胞不涉及到碱基互补配对。()目的基因必须与运载体结合后才能导入受体细胞才能稳定地保存并进行复制。.基因工程成功的基础下列有关基因工程的叙述正确的是(  )A.DNA重组技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D.只要目的基因进入受体细胞就能实现表达解析:基因工程操作的工具酶是限制酶、连接酶运载体是基因的运载工具而不是工具酶。每种限制酶都只能识别特定的核苷酸序列而并非同一种核苷酸序列。目的基因进入受体细胞后受体细胞表现出特定的性状才说明目的基因成功表达基因工程的目的是让目的基因完成表达生产出目的基因的产物。答案:C【触类旁通】 ()受体细胞常用微生物的原因:繁殖快、代谢快、目的产物多。()培育转基因动物受体细胞一般选用受精卵。()区别基因工程的“工具”与“工具酶”工具包括工具酶和运载体。()目的基因的检测常用运载体上的标记基因所控制的特有性状来确定目的基因导入并非一定表达最后需依据受体细胞是否表现出“目的基因”所控制的特有性状来判定。.下列有关基因工程的叙述错误的是(  )A.培育转基因抗虫棉时抗虫基因为目的基因B.常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等C.重组DNA分子的形成利用了DNA分子杂交原理D.导入受体细胞的目的基因不一定能成功表达解析:目的基因与运载体结合需同一种限制酶切割目的基因和运载体用DNA连接酶把运载体和目的基因连接起来形成重组DNA分子该过程没有利用DNA分子的杂交原理。答案:C二、基因工程的应用与安全性.应用目的实例作物育种把各种优良基因通过基因工程导入生物体内从而改变生物的遗传特性培育出新品种。①培育高产、稳产和具有优良品质的农作物。②培育各种抗逆性的作物新品种。药物研制把控制产生药物的基因通过基因工程转移到另一种生物(一般是微生物)体内从而获得各种高质量、低成本的药物。例如胰岛素、干扰素以及预防乙肝的疫苗等。环境保护通过基因工程清除环境中有害废物净化环境利用转基因细菌降解有毒有害的化合物吸收环境中的重金属处理工业废水检测环境中病毒含量生产超级细菌等。安全性因为科学技术是一把双刃剑在很多方面展示出美好的应用前景但另一方面基因工程也给人们带来了许多潜在的危险。因此要辩证地看待基因工程所引发的问题:如可能制造超级细菌、超级杂草等制造出难以制服的病原体、生物武器转基因动植物的出现引发物种入侵有可能破坏原有的生态平衡对原有物种产生威胁还可能带来转基因食品的安全性问题等。酵母菌的维生素、蛋白质含量高可用于生产食品和药品等。科学家将大麦细胞中的LTP基因植入啤酒酵母菌中获得的啤酒酵母菌可产生LTPl蛋白并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下:()该技术定向改变了酵母菌的性状这在可遗传的变异的来源中属于。()本操作中为了将LTP基因导入酵母菌细胞内所用的运载体是。()要使运载体与LTP基因连接首选应使用进行切割。()切割完成后利用将动载体与LTP基因连接。()饮用转基因的酵母菌酿造的啤酒安全吗?。解析:()由于基因工程利用定向技术克服远缘杂交不亲和的障碍使原本不在一起的基因组合到一起使生物具有特定性状其原理应为基因重组。()运载体取自大肠杆菌的质粒(见图)。()()基因工程中的剪刀为限制酶两个序列相同、能互补配对的黏性末端可用DNA连接酶“缝合”。()可以从正、反两个角度考虑。转基因的酵母菌酿造的啤酒对人类的健康有害因为:①转基因作物中的毒素可引起人类急、慢性中毒或产生致癌、致畸、致突变作用②作物中可能含有致敏物质使人类机体产生过敏反应。或答对人体安全因为:两种食品成分相同目前还未找到不安全的证据。(合理即可)答案:()基因重组 ()质粒()限制性核酸内切酶 ()DNA连接酶()反对观点:不安全转基因食品可能会损伤人体的消化系统破坏人体免疫系统赞成观点:安全转基因食品与非转基因食品成分相同毒性分析不对人体健康产生影响(目前还未找到不安全的证据回答上述两种观点之一即可).目前人类利用基因工程的方法成功培育出转基因抗虫棉以下说法正确的是(  )A.苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因与质粒结合后直接进入棉花的叶肉细胞表达B.抗虫基因导入棉花叶肉细胞后可通过传粉、受精的方法使抗虫性状遗传下去C.标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因D.转基因抗虫棉经过种植棉铃虫不会产生抗性这样可以有效消灭棉铃虫解析:将重组质粒导入受体细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法等抗虫基因导入棉花叶肉细胞后可以通过组织培养传递抗虫性状花粉、卵细胞中不含抗虫基因棉铃虫可能存在抗药性变异所以转基因抗虫棉不可能长期有效的消灭棉铃虫。答案:C与本节内容有关的实验问题:.转基因动、植物的培育过程。.探究转基因生物的安全性。【案例探究】某些植物能分泌一些化学物质用于抑制别种植物在其周围生长这称为他感作用。最近科学家试图往大麦等农作物中转入控制合成这些化学物质的基因。请回答:()获取目的基因需要用到的工具酶是对获取的目的基因可以通过与运载体结合。()为了验证转基因大麦对邻近杂草生长具有他感作用。请在给出的实验步骤的基础上继续完成实验、预期实验现象。方法步骤:①选取A、B、C三个栽种盒在栽种土壤表面画cm×cm的小方格每小方格中心放一粒大麦或杂草种子。三个栽种盒的播种方式依次为:A:B:只种大麦种子C:。②洒上少许细泥土覆盖种子并浇水把三个实验栽种盒放在的环境中培养~周。③每天观察记录统计盒内植株的比较三个栽种盒的植物生长差异。预期的实验现象:。解析:()人工获取目的基因是要用限制酶进行切割并用DNA连接酶将目的基因与运载体结合。()他感作用是指对其他植物生长起抑制作用所以实验自变量是转基因大麦的有无观察大麦对杂草的影响应设置对照组和实验组由于本实验是验证性实验预期实验结果和已知的结论应是一致的。答案:()限制性核酸内切酶(限制酶)DNA连接酶()①A:大麦种子和杂草种子同行种植C:只种杂草种子(顺序可变)②相同且适宜 ③平均株高预期的实验现象:A盒中的杂草生长情况明显比C盒中的差(A盒中的大麦生长情况和B盒相同这句不写也可)(注意与播种方式相对应)

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