6.2 基因工程及其应用
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【人教版】高中生物必修二《 6.2 基因工程及其应用》课件
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法-记忆规律
记忆中
选择恰当的记忆数量
魔力之七：美国心理学家约翰·米勒曾对短时记忆的广 度进行过比较精准的测定：通常情况下一个人的记忆 广度为7±2项内容。
超级记忆法-记忆规律
TIP1：我们可以选择恰当的记忆数量——7组之内！ TIP2：很多我们觉得比较容易背的古诗词，大多不超过七个字，很大程度上也 是因 为在“魔力之七”范围内的缘故。我们可以把要记忆的内容拆解组合控制 在7组之 内（每一组不代表只有一个字哦，这7组中的每一组容量可适当加大）。 TIP3：比 如我们记忆一个手机号码18820568803，如果一个一组的记忆，我 们就要记11组，而如果我们拆解一下，按照188-2056-8803，我们就只需要 记忆3 组就可以了，记忆效率也会大大提高。
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法-记忆规律
第四个记忆周期是 1天 第五个记忆周期是 2天 第六个记忆周期是 4 天 第七个记忆周期是 7天 第八个记忆周期是15天 这五个记忆周期属于长期记忆的范畴。 所以我们可以选择这样的时间进行记忆的巩固，可以记得更扎实。
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法--场景法
方向
资料
筛选
认知
高效学习模型-学习的完整过程
消化
固化
模式
拓展
小思考
TIP1：听懂看到≈认知获取； TIP2：什么叫认知获取：知道一些概念、过程、信息、现象、方法，知道它们 大 概可以用来解决什么问题，而这些东西过去你都不知道； TIP3：认知获取是学习的开始，而不是结束。
为啥总是听懂了， 但不会做，做不好？
TIP1：NPC代入，把自己想成其中的人物，会让自己的记忆过程更加有趣 （比如你穿越回去，成为了岳飞的母亲，你会在什么背景下怀着怎样的心情在 背 上刺下“精忠报国”四个字）； TIP2：越夸张越搞笑，越有助于刺激我们的大脑，帮助我们记忆，所以不妨在 编 故事时，让自己脑洞大开，尝试夸张怪诞些~
超级记忆法-记忆规律
记忆中
选择恰当的记忆数量
魔力之七：美国心理学家约翰·米勒曾对短时记忆的广 度进行过比较精准的测定：通常情况下一个人的记忆 广度为7±2项内容。
超级记忆法-记忆规律
TIP1：我们可以选择恰当的记忆数量——7组之内！ TIP2：很多我们觉得比较容易背的古诗词，大多不超过七个字，很大程度上也 是因 为在“魔力之七”范围内的缘故。我们可以把要记忆的内容拆解组合控制 在7组之 内（每一组不代表只有一个字哦，这7组中的每一组容量可适当加大）。 TIP3：比 如我们记忆一个手机号码18820568803，如果一个一组的记忆，我 们就要记11组，而如果我们拆解一下，按照188-2056-8803，我们就只需要 记忆3 组就可以了，记忆效率也会大大提高。
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法-记忆规律
第四个记忆周期是 1天 第五个记忆周期是 2天 第六个记忆周期是 4 天 第七个记忆周期是 7天 第八个记忆周期是15天 这五个记忆周期属于长期记忆的范畴。 所以我们可以选择这样的时间进行记忆的巩固，可以记得更扎实。
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法--场景法
方向
资料
筛选
认知
高效学习模型-学习的完整过程
消化
固化
模式
拓展
小思考
TIP1：听懂看到≈认知获取； TIP2：什么叫认知获取：知道一些概念、过程、信息、现象、方法，知道它们 大 概可以用来解决什么问题，而这些东西过去你都不知道； TIP3：认知获取是学习的开始，而不是结束。
为啥总是听懂了， 但不会做，做不好？
TIP1：NPC代入，把自己想成其中的人物，会让自己的记忆过程更加有趣 （比如你穿越回去，成为了岳飞的母亲，你会在什么背景下怀着怎样的心情在 背 上刺下“精忠报国”四个字）； TIP2：越夸张越搞笑，越有助于刺激我们的大脑，帮助我们记忆，所以不妨在 编 故事时，让自己脑洞大开，尝试夸张怪诞些~
6.2基因工程及其应用
6.2基因工程及其应用学习目标：简述杂交育种的概念，说明杂交育种方法的优点和不足。
举例说出诱变育种在生产中的应用。
自学指导：基因工程原理阅读课本P102-103，思考下列问题：1、基因工程的概念是什么？需要注意什么？2、基因的“剪刀”指什么？粘性末端有什么特征？3、基因的“针线”指的是什么？4、基因的运载体有哪些？有何特征？5、基因工程的步骤有哪些？基因工程应用及安全性阅读课本P102-103，思考下列问题：1、基因工程在农牧业、医疗卫生业及环境保护中有何应用？2、基因工程的发展产生的转基因作物和食物给人类带来什么影响？课堂训练：1.科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴的生物技术—基因工程，实施该工程的最终目的是（）A.定向提取生物体的DNA分子B.定向地对DNA分子进行人工“剪切”C.在生物体外对DNA分子进行改造D.定向地改造生物的遗传性状2.实施基因工程的第一步是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性核酸内切酶。
从大肠杆菌中提取的一种限制性核酸内切酶Eco RI，能识别DNA分子中的GAATTC序列，切点在G与A之间。
这是应用了酶的（）A.高效性B.专一性C.多样性D.催化活性3.下列关于基因工程成果的概述，错误的是（）A.在医药卫生方面，主要用于生产药品和诊断治疗疾病B.在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物C.在畜牧业上主要的目的是培育体型巨大、品质优良的动物D.在环境保护方面主要用于环境监测和对被污染环境的净化4.具有很强抗药性的害虫，体内酯酶活性很高，该酶可催化分解有机磷农药。
近年来，科学家已将控制酯酶合成的基因分离出来，并将其导入细菌体内，经过这样处理的细菌仍能分裂繁殖，导入基因能不断地得到表达。
该成果的重要意义是（）A.用于杀灭害虫B.处理农药残留污染C.保护害虫天敌D.促进植株生长5.生物工程技术可实现基因在微生物、动物和植物之间的转移，甚至可将人工合成的基因导入植物体内，培育出自然界没有的新类型。
6.2基因工程及其应用
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物 微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生 产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞 内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还 能大大降低生产成本。
(三)基因工程与环境保护：“超级细菌”
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基 因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多 种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属， 分解DDT等毒害物质。
转黄瓜抗青枯病基 转鱼抗寒基因的番 因的甜椒 茄
生长快、肉质好的转 基因鱼(中国)
乳汁中含有人生长 激素的转基因牛(阿 根廷)
(二)基因工程与药物研制：干扰素、白细胞介素、溶 血栓剂、凝血因子，以及乙肝、霍乱、伤寒、疟疾的 疫苗等等。
许多药品的生产是从生物 组织中提取的。受材料来源限 制产量有限,其价格往往十分 昂贵
(三)基因的运输工具——运载体
要让一个从甲生物细胞内取出来的目的基因 (如抗虫基因),送入受体细胞(如棉细胞),还需要有 运输工具,这就是运载体。为什么需要？ 1、作为运载体必须具备的条件 ① 能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。 ② 具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。
③ 具有某些标记基因，便于进行筛选。 如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基 因等。 ④ 对宿主细胞无毒害作用。
三、基因工程操作的基本步骤
(一)获取目的基因
基因工程的第一步，是取得人们所需要的特定基 因，也就是目的基因。(如抗虫基因，抗病基因、种 子的贮存蛋白基因，以及人的胰岛素基因、干扰素基 因等) 获取目的基因的途径主要有两条： 一是从供体细胞的DNA中直接分离基因；
二是人工合成目的基因。(包括反转录法和根据蛋白 质中的氨基酸序列推测出核苷酸序列再经化学方法合 成DNA)
课件11：6.2 基因工程及其应用
标记基因， 便于进行 检测。
常用的运载体： 质粒、噬菌体和 动植物病毒等
质粒存在于许多细 菌和酵母菌等生物中, 是细胞染色体外能够 自主复制的很小的环 状DNA分子.
三、基因工程基本步骤
1、获取目的基因
提取目的基因的方法
⑴直接分离基因——鸟枪法 将供体生物的DNA用限制
酶切割为许多片段，再用运载体 将这些片段都运载到受体生物的 不同细胞中去。只要有一个细胞 获得了需要的目的基因并得以表 达，基因工程就算成功了。
微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工 业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导 入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但 能解决产量问题，还能大大降低生产成本。
3、环境保护 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多 种污染环境的物质。
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用 基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中 的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重 金属，分解DDT等毒害物质。
限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程 黏性末端
黏性末端
２、基因的针线──DNA连接酶
连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端 连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
用同种限制酶切割
G AA TT C
G AA TT C
C TT AA G
C TT AA G
基因的针线：DNA连接酶
G AA TT C C TT AA G
DNA连接酶连接 的是DNA骨架上 的缺口，不是碱 基间的氢键
3、基因的运输工具——运载体
运载体必须同时满足三个要 求： ①具有一到多个限制酶的酶 切位点,以便与外源基因连接; ②能进入受体细胞并在受体 细胞内稳定存在并能复制、 表达； ③具有标记基因,便于目的基 因的筛选.
【人教版】高中生物必修二《6.2基因工程及其应用》课件
【例2】下列关于基因工程成果的概述，错误的是
（C）
A.在医药卫生方面，主要用于生产药品和诊断治疗疾病
•ConteBn.t在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物
C.在畜牧业上主要的目的是培育体型巨大、品质优良的动物
D.在环境保护方面主要用于环境监测和对被污染环境的净化
【解析】基因工程技术在畜牧业上的应用主要目的是能产生人 们所需要的各种品质优良的动物，如具有抗病能力、高产仔率、高 产奶率和高质量皮毛等品质的动物。
（3）意义：抗虫基因作物的使用不仅减少了 农药的
用量
，大大降低了生产成本，而且还减少
了农药对环境的污染。
2.基因工程与药物研制 （1）实例：用基因工程方法生产胰岛素。 （2）过程：胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子 重组 ，并且 在大肠杆菌内获得成功的 表达 。 3.基因工程与环境保护 实例：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，分解泄漏的石油，处理工业废水等。 三、转基因生物和转基因食品的安全性 1.两种观点 （1）转基因生物和转基因食品不安全，要严格控制。 （2）转基因生物和转基因食品是安全的，应该 大范围推广 。
利用分子生物学和基因 工程手段，将某种生物 的基因转移到其他生物 中，使原物种出现不具 有的新性状 不同物种间的不同基因
无性生殖
变异 小
大
大小
是生物变异的来源之 意义 一，对生物进化有重
要意义
使人类能按自己的意愿 定向地改变基因结构， 培育出新品种
相 都实现了不同基因间的重新组合，都能使生物产生变 同异 点
•Content
6.基因工程的操作步骤
【例1】科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴的生物技术——基
高中生物必修2课件：6-2 基因工程及其应用
[解析] 目的基因导入植物细胞的方法包括农杆菌转化 法、基因枪法和花粉管通道法，质粒不能直接进入植物细胞 内起基因表达载体的作用，A项错误。抗虫基因导入棉花叶 肉细胞中，并插入到植物细胞的染色体DNA上，才能使目的 基因遗传特性得以稳定维持和表达，B项错误。棉铃虫抗性 的产生与否是不定向的，与作物无关，D项错误。
2．提示：例如，可以向客户说明农场具备相应的安全 检测设施和措施，已经领取了农业转基因生物安全证书，产 品中所含有的成分都是自然界天然存在的物质，产品经过试 用表明对人体无害等。 3．提示：例如，“转基因土豆——肝炎患者的希 望！”等。
课前预习导学
自 主 预 习
一、基因工程的原理 1．含义 (1)操作对象：________。 (2)目的：可以按照人类的意愿________改变生物，培育 出新品种________。
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．基因工程中常用的运载体质粒在动植物细胞中广泛 存在
[解析] 限制性内切酶，每种 — 剪刀 → 限制酶识别特定序列 — 针线 → DNA连接酶，连接 质粒和目的基因 基因 → 工程 质粒，存在于细菌、酵 — 运载体 → 母菌等生物的细胞中 细胞繁殖快，适于 — 受体细胞 → 作为受体细胞
教材问题释疑
(一)问题探讨 提示：此节“问题探讨”以基因工程菌的实例，引导学 生思考基因工程的原理。为启发学生思考，教师可引导学生 回忆前面学过的遗传学知识，如不同生物的DNA在结构上的 统一性，几乎所有的生物都共用一套遗传密码等。
(二)练习 基础题 1．基因工程的操作通常包括以下4步：(1)获得目的基因 (外源基因)；(2)目的基因与运载体结合，形成重组DNA分 子；(3)将重组DNA分子导入受体细胞；(4)目的基因的检测 与表达。
6.2基因工程及其应用陈敏清[精选文档]
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多细胞生物的检测，将每个受体细胞单独培 养并诱导发育成完整个体，检测这些个体是否摄 入目的基因，摄入的基因是否表达（是否表现出 相应的性状）。淘汰无变化的个体，保留有相应 变化的个体进一步培养、研究。
例：用棉铃饲喂棉 铃虫，如虫吃后不出现 中毒症状，说明未摄入 目的基因或摄入目的基 因未表达。如虫吃后中 毒死亡，则说明摄入了 抗虫基因并得到表达。
利用基因工程培育的“指示生物”能十分 灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污
染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。
水母
转 甲生物
基 取出优 “剪切” 因 秀基因 “拼接”
技 术
乙生物
表达
新类型
基 生物
因
敲
敲 除
除 不 利
技
基
术
因
新类型
新的生物产品
新的生物产品
㈠ 基因操作的工具
１、基因的剪刀──限制性内切酶（限制酶） 一种限制酶只能
检测环境中的病毒、细菌等污染。
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
利用基因工程培育的“指示生物”能十分 灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污 染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用 基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中 的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重 金属，分解DDT等毒害物质。
将合成的胰岛 素基因导入大肠杆 菌，每2000L培养液 就能产生100g胰岛 素！使其价格降低 了30%-50%!
基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种 污染环境的物质。
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用 基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中 的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重 金属，分解DDT等毒害物质。
生物必修2知识点：六(2)基因工程及其应用_
生物必修2知识点：六（2）基因工程及其应用_④切割结果：产生２个带有黏性末端的ＤＮＡ片段（2）基因的针线（分子缝合针） DNA连接酶①作用：把脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的ＤＮＡ骨架上的缺口缝合起来，②连接对象：两个具有相同黏性末端的ＤＮＡ片段③连接位置：脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的ＤＮＡ骨架上的缺口④结果：形成重组ＤＮＡ（３）运输工具（分子运输车）运载体（简称载体）①作用：将目的基因送入受体细胞②条件：能在受体细胞内稳定保存并大量复制具有多个限制酶切点具有标记基因③常用的运载体：质粒（最常用）：噬菌体动植物病毒３、基因工程操作的基本步骤（１）提取目的基因目的基因：取得途径：直接分离基因人工合成基因（２）目的基因与运载体结合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（３）将目的基因导入受体细胞：主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法（４）目的基因的表达和检测检测：根据受体细胞中是否具有标记基因，判断目的基因导入与否表达：目的基因在受体细胞指导合成相应的蛋白质，表现出特定的（相应的）性状。
如棉花抗虫性状的表现二、基因工程的应用１、作物育种（２）如转基因抗虫棉：①减少农药用量，降低生产成本②减少农药对环境的污染，有利于环境保护２、药物研制：高效率地生产高质量、低成本的药品３、环境保护：如知识点：基因工程：即。
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，地改造生物的三、转基因生物和转基因食品的安全性１、转基因生物；是指导入了外源基因的生物转基因食品：是指以转基因生物为原料加工生产的食品２、转基因生物和转基因食品的优缺点（１）优点：（２）缺点：３、管理法规：２００１年５月，国务院公布了《》，( )1．苏云金芽孢杆菌的抗虫基因之所以能在棉花的叶肉细胞中准确地表达出来主要是因为A．目的基因能在植物体细胞核中进行复制B．不同生物具有相同的一套遗传信息C．目的基因与棉花DNA的基本结构相同D．不同生物共用一套遗传密码（）2．不属于基因工程方法生产的药物是A．干扰素 B．白细胞介素 C．青霉素 D．乙肝疫苗（）3．下列哪一组生物都是通过基因工程方法培育成功的A．向日葵豆与无籽西瓜 B．超级小鼠与克隆羊C．超级绵羊与无籽番茄 D．超级鱼与抗虫棉（）4．1982年，科学家将人的生长激素基因和牛的生长激素基因分别注射到小白鼠的受精卵中，得到体型巨大的超级小鼠，此项研究遵循的原理是A．DNA RNA 蛋白质 B．RNA DNA 蛋白质C．DNA 蛋白质 RNA D．RNA 蛋白质 DNA（）5．下列何种技术能有效地打破物种的界限，定向地改造生物的遗传性状，培育新的农作物优良品种？A．基因工程技术 B．诱变育种技术C．杂交育种技术 D．组织培养技术二、非选择题6．棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。
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设想
能否让热带鱼 也能发光?
能发光的水母
不能发光的热带斑马鱼
T
A
G T
C C G G A A T T
资料分析引入:
资料一：目前，全 球的氮肥生产耗费 世界总电力的3%4%，且农作物只能 吸收氮肥的1/10, 造成了大面积土壤 和水质的污染。
• 豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮
资料二：蛛丝具有 极强的韧度，其韧 度是同样直径钢材 的好几倍。但蜘蛛 不能家养，因为它 们会互相吞食，所 以不可能建立人工 饲养蜘蛛的农场。 30多年来，科学家 们一直试图找到利 用其他生物体来制 造蛛丝的办法。
A
基因工程技术中的目的基因主要来基因 C.人工诱变产生的新基因 D.科学家在实验室中人工合成的基因
A
下列关于基因工程的叙述中,正确的是:
A.限制酶只用于提取目的基因 B.细菌体内的环状DNA均可作运载体 C.DNA连接酶可用于目的基因和运载体的连接 D.重组DNA分子一旦进入受体细胞,基因工程则完成.
基因的“剪刀”
胰岛素基 因与运载 体DNA连接
胰岛素基因 导入受体 (大肠杆菌) 细胞
基因的运载体
基因的“针线”
(二)基因工程操作的工具
1、基因的“剪刀” ——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）存在：主要是微生物体内 一种限切酶只能识别一种 （2）作用： 特定的核苷酸序列,并在特 定的切点上切割DNA分子
3.目的基因导入受体细胞
4.目的基因的检测与表达
细菌和人是差异非常大的两种生 物, 通过基因重组后,细菌能够合成 人体的胰岛素，这说明了什么？
人和细菌共用一套遗传密码
所有生物共用一套遗传密码
(四)基因工程的应用
一、基因工程与作物育种
获得高产、稳产和具有优良品质的 农作物和具有抗逆性的作物新品种。
A.切断a处的酶为限制性内切酶 B.连接a处的酶为DNA连接酶 C.切断b处的酶为解旋酶 D.连接b处的酶为RNA聚合酶
b
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
转鱼抗寒基 因的番茄
(四)基因工程的应用
一、基因工程与作物育种 减少了农 药的用量， 降低了生产 成本，减少 了农药对环 境的污染。
转基因抗虫棉
(四)基因工程的应用
一、基因工程与作物育种
生长快、肉质好的转基因 鱼(中国)
乳汁中含有人生长激素的 转基因牛(阿根廷)
(四)基因工程的应用
3、基因的运输工具 ——运载体
条
件
1、能够在宿主细胞中复制并稳定 地保存 2、具有多个限制酶切点，以便与 外源基因连接
3、具有标记基因，便于进行筛选
(三)基因工程的基本步骤
第一步：获取目的基因
获得目的基因的途径： 1.从供体细胞的DNA中直接分离 基因， 2.人工合成基因。
(三)基因工程的基本步骤
G AA T T C
C
T T AA
G
形成磷酸二酯键 连接部位：
G
C
A
A T T C
T
T A A G
DNA聚合酶和DNA连接酶的比较
DNA连接酶 不 同 点 DNA聚合酶
连接DNA片段 连接的是游离 的脱氧核苷酸 不需要模板 需要模板
连接不同脱氧核苷酸之间的 磷酸和脱氧核糖，形成磷酸 相同点 二酯键
C
以下说法正确的是:
A.目的基因是指重组DNA B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C.DNA重组所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体 D.只要受体细胞中含有目的基因，目的基因就一定能 够成功表达
B
用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白 质。下列说法不正确的是 A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的 基因和质粒 B.DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质 粒必需的工具酶 C.可用抗生素的培养基检测大肠杆菌中是 否导入了重组质粒 D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功 表达.
exercise
基因工程的正确操作步骤是:
①使目的基因与运载体结合 ②将目的基因导入受体细胞 ③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 ④提取目的基因 A. ③ ② ④ ① C. ④ ① ② ③ B. ② ④ ① ③ D. ③ ④ ① ②
⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的 两种酶是( ) ①限制酶 ②连接酶 ③解旋酶 ④还原 酶 Ａ．①② Ｂ．③④ Ｃ．①④ Ｄ．②③
能否让微生物产生出人的胰岛 素、干扰素等珍贵的药物？
经过多年的努力，科学家于20世纪70 年代创立了可以定向改造生物的新技 术——基因工程。
阅读教材 P102，解决以下问题： 什么叫基因工程?
基因工程 的基本操作步骤有哪些?
归纳出科学家实施基因工程 的总体思路
基因工程
• 又称基因拼接技术,或重组DNA 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， 定向的改造生物的遗传性状。
第二步：目的基因与运载体结合
注意：要用同一种限制酶切取目 的基因和运载体，并用DNA连接 酶连接。
用限制酶切断DNA
第三步： 将目的基因导入受体细胞
1、常用的受体细胞： 大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植 物细胞等 2、常用微生物作受体细胞的原因： 微生物增殖快、代谢快、目的产物多
第四步:目的基因的检测和表达
(二)基因工程操作的工具
3、基因的运输工具 ——运载体
（1）作用： 将外源基因送入受体细胞
（2）种类： 质粒、噬菌体、动植物病毒 （3） 质粒的有关知识： ①存在：许多细菌以及酵母菌等生物中 ②结构：细胞染色体外能够自主复制的很 小的环状DNA分子。
大肠杆菌质粒的分子结构示意图
(二)基因工程操作的工具
（3）结果：产生黏性末端
限制酶1 G AA T T C
C
T T AA
G
限制酶2 G G A T C C
C
C T A G
G
黏性末端
黏性末端
DNA被限制酶切断后，两条单 链的切口各有几个伸出的核苷酸， 它们正好互补配对，这样的切口称 “黏性末端”。
(二)基因工程操作的工具
2、基因的针线 ——DNA连接酶
• 培育转基因大肠杆菌的简要过程：
普通大肠杆菌
人体组织细胞
提取
(不能分泌胰岛素)
胰岛素基因
与运载体DNA拼接
导入
大肠杆菌(含胰岛素基因)
转基因大肠杆菌
你认为上述培育转 基因大肠杆菌的关 键步骤有哪些？
(能分泌胰岛素)
培育转基因大肠杆菌的关键步骤
1.ONE 2.TWO 3.THREE
胰岛素基 因从人体 细胞内提 取出来
B
切取牛的生长激素或人的生长激素基因,用显微 注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中,从而 获得了”超级鼠”,此项技术遵循的原理是
A.基因突变 DNA B.基因工程 RNA C.细胞工程 DNA D.基因工程 DNA
RNA DNA RNA RNA
蛋白质 蛋白质 蛋白质 蛋白质
D
ABC
(多选题)如图,下列有关酶功能的 叙述中,正确的是 a
(四)基因工程的应用
三、基因工程与环境保护
基因工程做成的“超级细菌”能吞 食和分解多种污染环境的物质。
利用基因工程培育的“指示生物”能十分 灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污 染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。
转基因生物和食品
安全吗?
课 后
探
究
课题：利用网络资源并结合教 材中的资料分析,就“转基因生物和 转基因食品的安全性”以小论文的 形式发表个人见解。
• 蜘蛛能够吐出蛛丝
资料三:以往，治 疗糖尿病的胰岛素 是从动物胰腺中提 取的，从100千克 猪、牛等动物的胰 腺只能提取3－4克 胰岛素，治疗一个 患者需宰杀40－50 头牛，这种药物的 造价就可想而知了。
• 微生物可以有分泌产物，且微 生物繁殖速率快
设想一 设想二 设想三
能否让禾本科的植物也能够固 定空气中的氮？ 能否让细菌“吐出”蛛丝？
二、基因工程与药物研制
许多药品的生产是从 生物组织中提取的。 受材料来源限制产量 有限，其价格往往十 分昂贵。
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业 化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微 生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决 产量问题，还能大大降低生产成本。
基因工程
原 理：
基因重组
操作水平： DNA分子水平 结 果： 定向地改造生物的遗传性状，
获得人类所需要的品种。
（一） 基因工程的概念
基因工程 的别名 原理 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 基因重组 基因
DNA分子水平 剪切→与运载体结合→ 导入→表达和检测 人类需要的生物或产物
一般检测： 标记基因是否表达
受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明 目的基因完成了表达。
若不能表达，要 对抗虫基因再进 行修饰。
基因工程的原理
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基因工程的操作工具 1.基因的剪刀 ——限制性内切酶 2.基因的针线 ——ＤＮＡ连接酶 3.基因的运输工具 ——运载体
基因工程的操作步骤
1.目的基因的提取 2.目的基因与运载体结合
能否让热带鱼 也能发光?
能发光的水母
不能发光的热带斑马鱼
T
A
G T
C C G G A A T T
资料分析引入:
资料一：目前，全 球的氮肥生产耗费 世界总电力的3%4%，且农作物只能 吸收氮肥的1/10, 造成了大面积土壤 和水质的污染。
• 豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮
资料二：蛛丝具有 极强的韧度，其韧 度是同样直径钢材 的好几倍。但蜘蛛 不能家养，因为它 们会互相吞食，所 以不可能建立人工 饲养蜘蛛的农场。 30多年来，科学家 们一直试图找到利 用其他生物体来制 造蛛丝的办法。
A
基因工程技术中的目的基因主要来基因 C.人工诱变产生的新基因 D.科学家在实验室中人工合成的基因
A
下列关于基因工程的叙述中,正确的是:
A.限制酶只用于提取目的基因 B.细菌体内的环状DNA均可作运载体 C.DNA连接酶可用于目的基因和运载体的连接 D.重组DNA分子一旦进入受体细胞,基因工程则完成.
基因的“剪刀”
胰岛素基 因与运载 体DNA连接
胰岛素基因 导入受体 (大肠杆菌) 细胞
基因的运载体
基因的“针线”
(二)基因工程操作的工具
1、基因的“剪刀” ——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）存在：主要是微生物体内 一种限切酶只能识别一种 （2）作用： 特定的核苷酸序列,并在特 定的切点上切割DNA分子
3.目的基因导入受体细胞
4.目的基因的检测与表达
细菌和人是差异非常大的两种生 物, 通过基因重组后,细菌能够合成 人体的胰岛素，这说明了什么？
人和细菌共用一套遗传密码
所有生物共用一套遗传密码
(四)基因工程的应用
一、基因工程与作物育种
获得高产、稳产和具有优良品质的 农作物和具有抗逆性的作物新品种。
A.切断a处的酶为限制性内切酶 B.连接a处的酶为DNA连接酶 C.切断b处的酶为解旋酶 D.连接b处的酶为RNA聚合酶
b
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
转鱼抗寒基 因的番茄
(四)基因工程的应用
一、基因工程与作物育种 减少了农 药的用量， 降低了生产 成本，减少 了农药对环 境的污染。
转基因抗虫棉
(四)基因工程的应用
一、基因工程与作物育种
生长快、肉质好的转基因 鱼(中国)
乳汁中含有人生长激素的 转基因牛(阿根廷)
(四)基因工程的应用
3、基因的运输工具 ——运载体
条
件
1、能够在宿主细胞中复制并稳定 地保存 2、具有多个限制酶切点，以便与 外源基因连接
3、具有标记基因，便于进行筛选
(三)基因工程的基本步骤
第一步：获取目的基因
获得目的基因的途径： 1.从供体细胞的DNA中直接分离 基因， 2.人工合成基因。
(三)基因工程的基本步骤
G AA T T C
C
T T AA
G
形成磷酸二酯键 连接部位：
G
C
A
A T T C
T
T A A G
DNA聚合酶和DNA连接酶的比较
DNA连接酶 不 同 点 DNA聚合酶
连接DNA片段 连接的是游离 的脱氧核苷酸 不需要模板 需要模板
连接不同脱氧核苷酸之间的 磷酸和脱氧核糖，形成磷酸 相同点 二酯键
C
以下说法正确的是:
A.目的基因是指重组DNA B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C.DNA重组所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体 D.只要受体细胞中含有目的基因，目的基因就一定能 够成功表达
B
用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白 质。下列说法不正确的是 A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的 基因和质粒 B.DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质 粒必需的工具酶 C.可用抗生素的培养基检测大肠杆菌中是 否导入了重组质粒 D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功 表达.
exercise
基因工程的正确操作步骤是:
①使目的基因与运载体结合 ②将目的基因导入受体细胞 ③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 ④提取目的基因 A. ③ ② ④ ① C. ④ ① ② ③ B. ② ④ ① ③ D. ③ ④ ① ②
⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的 两种酶是( ) ①限制酶 ②连接酶 ③解旋酶 ④还原 酶 Ａ．①② Ｂ．③④ Ｃ．①④ Ｄ．②③
能否让微生物产生出人的胰岛 素、干扰素等珍贵的药物？
经过多年的努力，科学家于20世纪70 年代创立了可以定向改造生物的新技 术——基因工程。
阅读教材 P102，解决以下问题： 什么叫基因工程?
基因工程 的基本操作步骤有哪些?
归纳出科学家实施基因工程 的总体思路
基因工程
• 又称基因拼接技术,或重组DNA 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， 定向的改造生物的遗传性状。
第二步：目的基因与运载体结合
注意：要用同一种限制酶切取目 的基因和运载体，并用DNA连接 酶连接。
用限制酶切断DNA
第三步： 将目的基因导入受体细胞
1、常用的受体细胞： 大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植 物细胞等 2、常用微生物作受体细胞的原因： 微生物增殖快、代谢快、目的产物多
第四步:目的基因的检测和表达
(二)基因工程操作的工具
3、基因的运输工具 ——运载体
（1）作用： 将外源基因送入受体细胞
（2）种类： 质粒、噬菌体、动植物病毒 （3） 质粒的有关知识： ①存在：许多细菌以及酵母菌等生物中 ②结构：细胞染色体外能够自主复制的很 小的环状DNA分子。
大肠杆菌质粒的分子结构示意图
(二)基因工程操作的工具
（3）结果：产生黏性末端
限制酶1 G AA T T C
C
T T AA
G
限制酶2 G G A T C C
C
C T A G
G
黏性末端
黏性末端
DNA被限制酶切断后，两条单 链的切口各有几个伸出的核苷酸， 它们正好互补配对，这样的切口称 “黏性末端”。
(二)基因工程操作的工具
2、基因的针线 ——DNA连接酶
• 培育转基因大肠杆菌的简要过程：
普通大肠杆菌
人体组织细胞
提取
(不能分泌胰岛素)
胰岛素基因
与运载体DNA拼接
导入
大肠杆菌(含胰岛素基因)
转基因大肠杆菌
你认为上述培育转 基因大肠杆菌的关 键步骤有哪些？
(能分泌胰岛素)
培育转基因大肠杆菌的关键步骤
1.ONE 2.TWO 3.THREE
胰岛素基 因从人体 细胞内提 取出来
B
切取牛的生长激素或人的生长激素基因,用显微 注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中,从而 获得了”超级鼠”,此项技术遵循的原理是
A.基因突变 DNA B.基因工程 RNA C.细胞工程 DNA D.基因工程 DNA
RNA DNA RNA RNA
蛋白质 蛋白质 蛋白质 蛋白质
D
ABC
(多选题)如图,下列有关酶功能的 叙述中,正确的是 a
(四)基因工程的应用
三、基因工程与环境保护
基因工程做成的“超级细菌”能吞 食和分解多种污染环境的物质。
利用基因工程培育的“指示生物”能十分 灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污 染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。
转基因生物和食品
安全吗?
课 后
探
究
课题：利用网络资源并结合教 材中的资料分析,就“转基因生物和 转基因食品的安全性”以小论文的 形式发表个人见解。
• 蜘蛛能够吐出蛛丝
资料三:以往，治 疗糖尿病的胰岛素 是从动物胰腺中提 取的，从100千克 猪、牛等动物的胰 腺只能提取3－4克 胰岛素，治疗一个 患者需宰杀40－50 头牛，这种药物的 造价就可想而知了。
• 微生物可以有分泌产物，且微 生物繁殖速率快
设想一 设想二 设想三
能否让禾本科的植物也能够固 定空气中的氮？ 能否让细菌“吐出”蛛丝？
二、基因工程与药物研制
许多药品的生产是从 生物组织中提取的。 受材料来源限制产量 有限，其价格往往十 分昂贵。
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业 化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微 生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决 产量问题，还能大大降低生产成本。
基因工程
原 理：
基因重组
操作水平： DNA分子水平 结 果： 定向地改造生物的遗传性状，
获得人类所需要的品种。
（一） 基因工程的概念
基因工程 的别名 原理 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 基因重组 基因
DNA分子水平 剪切→与运载体结合→ 导入→表达和检测 人类需要的生物或产物
一般检测： 标记基因是否表达
受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明 目的基因完成了表达。
若不能表达，要 对抗虫基因再进 行修饰。
基因工程的原理
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基因工程的操作工具 1.基因的剪刀 ——限制性内切酶 2.基因的针线 ——ＤＮＡ连接酶 3.基因的运输工具 ——运载体
基因工程的操作步骤
1.目的基因的提取 2.目的基因与运载体结合