2017届高三一轮复习必修二6.2基因工程.ppt
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人教版高中生物必修2 6.2 基因工程及其应用 课件(1)
传统 方法
直接从生物体 的组织、细胞
产量低、 价格昂
4～5g/100kg
或血液中提取
贵 胰腺
基因 “工程菌”发 高质量 100g/2 000L大 工程 酵工业化生产 低成本 肠杆菌培养液
四、基因工程的应用
糖尿病并发症
四、基因工程的应用
胰岛素从猪、牛等家畜的胰 腺ห้องสมุดไป่ตู้提取，100kg胰腺只能提取 4～5g的胰岛素，其产量之低和 价格之高可想而知。
“ ” 指“ 限制性核酸内切酶 ” 来源: 主要存在于微生物
特点: 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序 列,并在特定的切点上切割DNA分子
作用于： 磷酸二酯键
二、基因工程的操作工具
限制酶（EcoRⅠ）作用过程
二、基因工程的操作工具
【思考】 被同一种限制酶切断的DNA分子是否具有相同的 黏性末端？ 提示：是
三、基因工程的步骤
案例 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LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的 啤酒酵母菌可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操 作过程如下图：
四、基因工程的应用
1、基因工程与作物育种
转基因抗虫棉与普通棉对照
四、基因工程的应用
【思考】转基因抗虫棉有性生殖产生的后代都具有 抗虫特性吗？为什么？ 提示：不一定，由于性状分离或变异，抗虫棉的子 代可能会失去抗虫特性。
四、基因工程的应用
转基因龙胆花色奇异
转基因蓝猪耳改变花色
转基因牵牛花改变花色
四、基因工程的应用
2、基因工程与药物研制
生产基因工程药品（如：胰岛素）
方法
特点
胰岛素
③具有标记基因，便于进行筛选
【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~
人教版高中生物必修二第六章第二节基因工程课件 (共35张PPT)
常用的运载体(carrying)有两类： (1)细菌细胞质的质粒( plasmid) (2)噬菌体(bacteriophages)或某些动植物 病毒 (virus)
• 目的基因(如人的胰岛素基因)怎样才能 导入受体细胞(如大肠杆菌细胞)？
• 大肠杆菌的质粒 (plasmid)：
运载体应该 具有什么特
2.TWO
把胰岛素 基因与运 载体DNA 连接
3.THREE
把胰岛素基 因导入受体 (大肠杆菌) 细胞
基因的“剪刀” 基因的“针线” 基因的运载体
基因工程的操作工具
1.基因的剪刀—限制性内切酶 如:EcoRI
1、该限制酶只能识别GAATTC的序列，说明了 限制酶具有的特性是 专一性 。
2、 EcoRI限制酶识别了GAATTC的序列后，将 会发生什么样的变化？
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/162021/11/162021/11/162021/11/16
能产生人胰岛素的大肠杆菌
设想
能否能否让热 带鱼也能发光?
能发光的水母 不能发光的热带斑马鱼
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
基因“嫁接”
基因工程的概念
• 目的基因(如人的胰岛素基因)怎样才能 导入受体细胞(如大肠杆菌细胞)？
• 大肠杆菌的质粒 (plasmid)：
运载体应该 具有什么特
2.TWO
把胰岛素 基因与运 载体DNA 连接
3.THREE
把胰岛素基 因导入受体 (大肠杆菌) 细胞
基因的“剪刀” 基因的“针线” 基因的运载体
基因工程的操作工具
1.基因的剪刀—限制性内切酶 如:EcoRI
1、该限制酶只能识别GAATTC的序列，说明了 限制酶具有的特性是 专一性 。
2、 EcoRI限制酶识别了GAATTC的序列后，将 会发生什么样的变化？
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/162021/11/162021/11/162021/11/16
能产生人胰岛素的大肠杆菌
设想
能否能否让热 带鱼也能发光?
能发光的水母 不能发光的热带斑马鱼
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
基因“嫁接”
基因工程的概念
人教版生物必修二《6.2 基因工程》课件 (共56张PPT)
”.
1.概念:PCR即“聚合酶链式反应”,是一种在生 物体外复制特定DNA片断的技术. 2.原理:DNA的半保留复制.
3.过程:(见图). 4.优点:大量获取目的基因.(指数式扩增, 近2n)
步骤一：目的基因的获取
▲什么叫目的基因? 主要是指编码蛋白质的结构基因.
▲获取目的基因的途径有哪些”DNA片段, 导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有 这种生物的不同的基因,称为基因步骤三：将目的基因导入受体细胞
▲什么叫转化?
目的基因进入受体细胞内，并且在受体细 胞内维持稳定(如复制)和表达(即转录、翻译为 特定蛋白质及表现特定性状等)的过程.
▲受体细胞是指什么?它包括哪些细胞?
▲提示: 注意,目的基因是随着基因表达载体被导入受体 细胞的,而不是被单独导入的.
1.将目的基因导入植物细胞----农杆菌转化法.
目的基因
获取目的基因后,能直接导入受体细胞吗? 如何将目的基因导入受体细胞呢?
必须借助载体!
怎样借助载体将目的 基因导入受体细胞呢? 必须把目的基因“装 到”载体上! 如何装?
步骤二：基因表达载体的构建.（核心） ▲什么是“基因表达载体”? 就是已经装上了(含有)目的基因的载体.
▲基因表达载体的构建步骤. ----见课文.
如一个抗虫或抗 病的目的基因导入 植物细胞后，是否 赋予抗虫或抗病特 性，需要做抗虫或 抗病的接种实验， 以确定是否具有抗 性以及抗性的程度。
2.看左图回答: 基因表达载体 由哪些部分组 成?___________.
3.启动子:有特殊结构的DNA片断,位于目的基因 的首端,是RNA聚合酶的识别和结合的部位.有它 才能驱动目的基因转录出MRNA.最终获得蛋白质.
4.终止子:位于目的基因的端尾端.作用是终止 转录.
1.概念:PCR即“聚合酶链式反应”,是一种在生 物体外复制特定DNA片断的技术. 2.原理:DNA的半保留复制.
3.过程:(见图). 4.优点:大量获取目的基因.(指数式扩增, 近2n)
步骤一：目的基因的获取
▲什么叫目的基因? 主要是指编码蛋白质的结构基因.
▲获取目的基因的途径有哪些”DNA片段, 导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有 这种生物的不同的基因,称为基因步骤三：将目的基因导入受体细胞
▲什么叫转化?
目的基因进入受体细胞内，并且在受体细 胞内维持稳定(如复制)和表达(即转录、翻译为 特定蛋白质及表现特定性状等)的过程.
▲受体细胞是指什么?它包括哪些细胞?
▲提示: 注意,目的基因是随着基因表达载体被导入受体 细胞的,而不是被单独导入的.
1.将目的基因导入植物细胞----农杆菌转化法.
目的基因
获取目的基因后,能直接导入受体细胞吗? 如何将目的基因导入受体细胞呢?
必须借助载体!
怎样借助载体将目的 基因导入受体细胞呢? 必须把目的基因“装 到”载体上! 如何装?
步骤二：基因表达载体的构建.（核心） ▲什么是“基因表达载体”? 就是已经装上了(含有)目的基因的载体.
▲基因表达载体的构建步骤. ----见课文.
如一个抗虫或抗 病的目的基因导入 植物细胞后，是否 赋予抗虫或抗病特 性，需要做抗虫或 抗病的接种实验， 以确定是否具有抗 性以及抗性的程度。
2.看左图回答: 基因表达载体 由哪些部分组 成?___________.
3.启动子:有特殊结构的DNA片断,位于目的基因 的首端,是RNA聚合酶的识别和结合的部位.有它 才能驱动目的基因转录出MRNA.最终获得蛋白质.
4.终止子:位于目的基因的端尾端.作用是终止 转录.
高中生物必修二课件-高中生物必修二课件-6.2基因工程及其应用
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谁能告诉我这是ＷＨＡＴ？
谁能告诉我这是ＷＨＡＴ？
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中国的神话与传说中，龙是一种神异动物，具有 虾眼、鹿角、牛嘴、狗鼻、鲶须、狮鬃、蛇尾、鱼鳞 、鹰爪、九种动物合而为一之九不像之形象。
基因工程：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。
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。
供体细胞 目的基因 受体细胞 获得新性状
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
三、转基因生物与转基因 食品的安全性
两种观点 不安全：证据 安全：证据
安全观点：
1、转基因食品与非转基因食品的构成 是一样的；
2、减少农药使用、减少环境污染； 3、节省生产成本，降低粮食售价； 4、增加食品营养、提高食品产量等。
不安全观点：
1、可能产生抗除草剂的超级杂草； 2、可能使疾病的散播跨越物种障碍； 3、可能损害农作物的生物多样性； 4、认为创造新物种，可能干扰生态系统 的稳定性； 5、可能产生新毒素和新过敏源。
白细胞介素-2 大肠杆菌
高中新人教版必修2 第6章 第2节 基因工程及其应用 课件(27张)
栏目 导引
第6章 从杂交育种到基因工程
2．基因工程与药物研制 (1)实例：用基因工程的方法生产胰岛素。 (2)过程：胰岛素基因与大肠杆菌的_D__N_A_分__子__重__组_________， 并且在大肠杆菌体内获得成功的表达。
栏目 导引
3．基因工程的安全性
第6章 从杂交育种到基因工程
栏目 导引
连接
将单个的脱氧核苷酸 酸二酯键
连接成 DNA 片段
栏目 导引
第6章 从杂交育种到基因工程
3.运载体应具备的条件 (1)能在宿主细胞内稳定保存并大量复制——保证目的基因 能在细胞分裂过程中复制并传递给子细胞。 (2)有多个限制酶切点——运载体能够接入多种目的基因所 必备的条件。 (3)有标记基因——检测目的基因是否导入受体细胞中的重 要判断依据。
第6章 从杂交育种到基因工程
基因工程成果的三点提醒 (1)转基因抗虫植物不会受到害虫的侵害，仍会受到细菌、真 菌或病毒等病原体的侵害，种植过程中需要使用一定量的农 药。 (2)转基因抗虫植物与转基因抗病植物不同，植物病症一般是 由细菌或真菌引起的。 (3)转基因抗虫植物与转基因抗病植物种植一段时间后，害虫 或病原体可能对它们产生抗性。
栏目 导引
[要点回眸]
第6章 从杂交育种到基因工程
核心知识小结
栏目 导引
第6章 从杂交育种到基因工程
核心知识小结 [规范答题]
基因工程的原理是基因重组。 基因工程的操作工具有限制酶、DNA 连接酶和运载体。 限制性核酸内切酶具有特异性，能识别特定的核苷酸序列， 并在特定位点上切割 DNA 分子。 DNA 连接酶的作用是将目的基因和运载体连接成重组 DNA 分子。
栏目 导引
第6章 从杂交育种到基因工程
第6章 从杂交育种到基因工程
2．基因工程与药物研制 (1)实例：用基因工程的方法生产胰岛素。 (2)过程：胰岛素基因与大肠杆菌的_D__N_A_分__子__重__组_________， 并且在大肠杆菌体内获得成功的表达。
栏目 导引
3．基因工程的安全性
第6章 从杂交育种到基因工程
栏目 导引
连接
将单个的脱氧核苷酸 酸二酯键
连接成 DNA 片段
栏目 导引
第6章 从杂交育种到基因工程
3.运载体应具备的条件 (1)能在宿主细胞内稳定保存并大量复制——保证目的基因 能在细胞分裂过程中复制并传递给子细胞。 (2)有多个限制酶切点——运载体能够接入多种目的基因所 必备的条件。 (3)有标记基因——检测目的基因是否导入受体细胞中的重 要判断依据。
第6章 从杂交育种到基因工程
基因工程成果的三点提醒 (1)转基因抗虫植物不会受到害虫的侵害，仍会受到细菌、真 菌或病毒等病原体的侵害，种植过程中需要使用一定量的农 药。 (2)转基因抗虫植物与转基因抗病植物不同，植物病症一般是 由细菌或真菌引起的。 (3)转基因抗虫植物与转基因抗病植物种植一段时间后，害虫 或病原体可能对它们产生抗性。
栏目 导引
[要点回眸]
第6章 从杂交育种到基因工程
核心知识小结
栏目 导引
第6章 从杂交育种到基因工程
核心知识小结 [规范答题]
基因工程的原理是基因重组。 基因工程的操作工具有限制酶、DNA 连接酶和运载体。 限制性核酸内切酶具有特异性，能识别特定的核苷酸序列， 并在特定位点上切割 DNA 分子。 DNA 连接酶的作用是将目的基因和运载体连接成重组 DNA 分子。
栏目 导引
第6章 从杂交育种到基因工程
6.2基因工程及其应用—人教版高中生物必修二课件(共27张PPT)
条件：（1）必须是单链；
（2）带有容易被检测出来的标记物。
原理：DNA分子杂交（碱基互补配对）
C TT AA G
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
二、 基因操作的工具
要让一个从甲生物细胞内取出来的基因(如抗 虫基因),送入受体细胞(如棉细胞),还需要有特殊的 运输工具,这就是运载体。
二、 基因操作的工具
秋水仙素处理萌 物理或化学方法 将一种生物特定基因
发的种子、幼苗 处理动植物
转移到另一种生物体
、微生物
内
不同个体的优良性状 明显缩短育种年限，植物茎杆粗壮，
可集中到同一个个体 后代一般都为纯种 果实、种子大，
上
营养高
提高变异频率，大幅度 改良某些性状，加速育
定向地改造生物
种进程
的遗传性状
育种时间长，需 及时发现优良性 状
青霉菌能产生对人类有用的抗生素 ——青霉素
❖家蚕能够吐出蚕丝为人类利用
定向基因改造设想
设想 能否让细菌“吐出”蚕丝？
设想 能否让微生物产生出人的胰岛素等珍 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。
胰岛素是治疗糖尿病的特效药。以往临 床上给病人注射用的胰岛素主要从猪、 牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺 只能提取4-5g胰岛素。用这种方法生产 的胰岛素产量低，价格昂贵，远远不能 满足需求。1978年，科学家将人体内能 够产生胰岛素的基因移植到大肠杆菌内， 并且在大肠杆菌内获得人的胰岛素。这 样，用2000L大肠杆菌培养液就可以提 取100g胰岛素，相当于从2t猪胰腺中提 取的量。1982年，美国一家基因公司用 基因工程方法生产的胰岛素开始投入市 场。
（2）带有容易被检测出来的标记物。
原理：DNA分子杂交（碱基互补配对）
C TT AA G
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
二、 基因操作的工具
要让一个从甲生物细胞内取出来的基因(如抗 虫基因),送入受体细胞(如棉细胞),还需要有特殊的 运输工具,这就是运载体。
二、 基因操作的工具
秋水仙素处理萌 物理或化学方法 将一种生物特定基因
发的种子、幼苗 处理动植物
转移到另一种生物体
、微生物
内
不同个体的优良性状 明显缩短育种年限，植物茎杆粗壮，
可集中到同一个个体 后代一般都为纯种 果实、种子大，
上
营养高
提高变异频率，大幅度 改良某些性状，加速育
定向地改造生物
种进程
的遗传性状
育种时间长，需 及时发现优良性 状
青霉菌能产生对人类有用的抗生素 ——青霉素
❖家蚕能够吐出蚕丝为人类利用
定向基因改造设想
设想 能否让细菌“吐出”蚕丝？
设想 能否让微生物产生出人的胰岛素等珍 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。
胰岛素是治疗糖尿病的特效药。以往临 床上给病人注射用的胰岛素主要从猪、 牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺 只能提取4-5g胰岛素。用这种方法生产 的胰岛素产量低，价格昂贵，远远不能 满足需求。1978年，科学家将人体内能 够产生胰岛素的基因移植到大肠杆菌内， 并且在大肠杆菌内获得人的胰岛素。这 样，用2000L大肠杆菌培养液就可以提 取100g胰岛素，相当于从2t猪胰腺中提 取的量。1982年，美国一家基因公司用 基因工程方法生产的胰岛素开始投入市 场。
高中生物必修二《6-2基因工程》课件
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、具有多个限制酶切点，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、对受体细胞无害
质粒
质粒是基因工程 最常用的运载体，它 广泛地存在于细菌中， 是细菌染色体外能够 自主复制的很小的环 状DNA分子，大小只 有普通细菌拟核DNA 的百分之一。
大肠杆菌质粒的分子结构示意图：
DNA 大肠杆菌细胞 目的基因插入位点
“标记基因”
氨苄青霉素 抗性基因
质粒
有切割位点
复制原点 有标记基因的 存在，将来可 能复制并带着插入的 用含青霉素的 质粒一般有几个到几百个基因，控制细菌的 目的基因一起复制 培养基鉴别。
在生物体内进行有 性生殖过程中，控 制不同性状的基因 重新组合
同一物种的不同 基因
按人们意愿，把一种 生物的某种基因提取出 来，修饰改造后放到另 一种生物的细胞里，定 向改造生物遗传性状
不同物种间的不同基因
繁殖方式
有性生殖 小
无性生殖 大
变异大小
意义
是生物变异的主要来源， 使人类有可能按自己意愿 对生物进化有重要意义 定向培育新品种
利用基因工程方法制造“工程菌”，可高效率地 生产出各种高质量、低成本的药品。
基因 工程 药品
药品
干扰素 白细胞介素 疫苗 凝血因子
乙肝疫苗 狂犬病疫苗 百日咳疫苗
（三）基因工程与环境保护
利用转基因细菌分解泄漏的石油，降解有毒有害 化合物，吸收环境中的重金属，处理废水等
五、转基因生物和转基因食品的安全性
四、基因工程的应用 （一）基因工程与动植物育种 1、培育高产、稳产、优质和抗逆性 的转基因作物新品种
质粒
质粒是基因工程 最常用的运载体，它 广泛地存在于细菌中， 是细菌染色体外能够 自主复制的很小的环 状DNA分子，大小只 有普通细菌拟核DNA 的百分之一。
大肠杆菌质粒的分子结构示意图：
DNA 大肠杆菌细胞 目的基因插入位点
“标记基因”
氨苄青霉素 抗性基因
质粒
有切割位点
复制原点 有标记基因的 存在，将来可 能复制并带着插入的 用含青霉素的 质粒一般有几个到几百个基因，控制细菌的 目的基因一起复制 培养基鉴别。
在生物体内进行有 性生殖过程中，控 制不同性状的基因 重新组合
同一物种的不同 基因
按人们意愿，把一种 生物的某种基因提取出 来，修饰改造后放到另 一种生物的细胞里，定 向改造生物遗传性状
不同物种间的不同基因
繁殖方式
有性生殖 小
无性生殖 大
变异大小
意义
是生物变异的主要来源， 使人类有可能按自己意愿 对生物进化有重要意义 定向培育新品种
利用基因工程方法制造“工程菌”，可高效率地 生产出各种高质量、低成本的药品。
基因 工程 药品
药品
干扰素 白细胞介素 疫苗 凝血因子
乙肝疫苗 狂犬病疫苗 百日咳疫苗
（三）基因工程与环境保护
利用转基因细菌分解泄漏的石油，降解有毒有害 化合物，吸收环境中的重金属，处理废水等
五、转基因生物和转基因食品的安全性
四、基因工程的应用 （一）基因工程与动植物育种 1、培育高产、稳产、优质和抗逆性 的转基因作物新品种
(人教版)高中生物必修二：6.2《基因工程及其应用》ppt课件
生物 必修2
第6章 从杂交育种到基因工程
自主学习 新知突破 合作探究 课堂互动 高效测评 知能提升
2．基因工程的应用 基因工程与作物育种：
①目的：获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育
出具有各种抗逆性的作物新品种。 ②实例：抗棉铃虫的转基因抗虫棉。
③意义：抗虫转基因作物的使用，不仅减少了农药的用
生物 必修2
第6章 从杂交育种到基因工程
自主学习 新知突破 合作探究 课堂互动 高效测评 知能提升
(3)基因的运载体： 受体细胞 。 ①作用：将外源基因送入__________ 噬菌体、动植物病毒 ②种类：质粒、______________________ 等。 ③质粒：存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染 自主复制的环状DNA分子 。 色体外能够_________________________
2．基因工程的基本工具 (1)基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶 ________________(简称限制酶)，具 特定的核苷酸序列 ， 有特异性，即一种限制酶只能识别一种__________________ 特定的位点 上切割DNA分子。 并在_____________ DNA连接酶 ，连接DNA骨架上的 (2)基因的“针线”：_____________ 脱氧核糖和磷酸 之间的缺口。 ________________
生物 必修2
第6章 从杂交育种到基因工程
自主学习 新知突破 合作探究 课堂互动 高效测评 知能提升
1．基因工程操作的基本步骤 目的基因：人们所需要的特定基因 提取目 直接分离基因 的基因取得途径 人工合成基因 ↓ 用同一种限制酶切割质粒和目的基因 目的基因与 加入DNA连接酶 运载体结合 质粒和目的基因结合成重组DNA分子
人教版高中生物必修二6.2 基因工程及其应用(共32张PPT)
胰岛素从猪、牛等动物的胰 腺中提取，100Kg胰腺只能提取 4-5g的胰岛素，其产量之低和价 格之高可想而知。 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%!
3、环境污染治理
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。
“ ” 指“DNA连接酶”
将互补配对的两个粘性末端 作用： 连接起来，使之成为一个完 整的DNA分子
DNA连接酶的缝合作用
可把黏性末端之间的 缝隙“缝合”起来， 两DNA片段要具有互补 的黏性末端才能拼起来
注意：DNA连接酶可连接双链DNA中的DNA单链缺口， 但不能连接单链DNA！
DNA连接酶的缝合作用
第2节 基因工程及 其应用
什么叫基因工程?
基因工程：即 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 定向 地改造生物的 遗传性状 。 生物的细胞里，
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。
⒉实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从 供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限 制性内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切 点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的（ Ｂ ）
Ａ．高效性
Ｃ．多样性
Ｂ．专一性
Ｄ．催化活性易受外界影响
• 能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制 并表达；
• 2.有一个至多个限制酶切位点
• 能与目的基因结合
• 3.有遗传标记基因
• 便于观察
• 4.对受体细胞无害、易分离
• 安全、比较容易得到
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黏性末端
限制酶还可切割产生 平末端
Sma Ⅰ
平末端
平末端
4．分子缝合针——DNA连接酶 (1)常用的种类：E·coli DNA连接酶和T4DNA连接酶。
E· coli DNA连接酶
或T4DNA连接酶
可把具有黏性末端的两个DNA片段“缝合”起 来 作用实质：使两个DNA单链末端之间形成磷酸二酯键 而连接成 一个DNA分子。
[特别提醒] (1)获取目的基因和切割载体时使用同种限制酶，目的是产生 相同的黏性末端 ，以便目的基因能和载体相连。 (2)获取一个目的基因需用限制酶剪切两次，共产生 4 个黏性 末端或平末端。为避免切下的目的基因出现自身环化，最好用 两种不同的限制酶来切目的基因，使目的基因两端的粘性末端 不同。 (3)限制酶切割位点的选择必须保证标记基因的完整性，以便于 检测。
3．将目的基因导入受体细胞
(1)转化的概念：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内 维持稳定 和 表达 的过程。
(2)常用的转化方法
4．目的基因的检测和鉴定
鉴定—— 抗虫鉴定、 抗病鉴定、 活性鉴定
前两步检测均用目的基因的一条链制成基因探针
思考：基因工程的4个步骤中是否都发生碱基互补配对？ 只有第三步将目的基因导入受体细胞不需
目的基因需要和运载体形成重组质粒再导入农杆菌进行感染
例2 下列有关基因工程技术的叙述，正确的是 ( C ) A．基因工程技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和 运载体 B．一种限制酶只能识别一种特定来源的DNA 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．通过标记基因监测到重组DNA进入了受体细胞，标志 着目的基因成功实现表达 C [解析] 基因工程技术所用的工具酶是限制酶和DNA连接 酶，运载体是运输工具，A项错误；限制酶只能识别特定的DNA 序列，与DNA的来源无关，B项错误；细菌繁殖快，使用细菌作 为受体细胞，可使目的基因在受体中大量复制，C项正确；重组 质粒导入受体细胞后，不一定能成功表达，只有检测到目的基 因表达的产物或者表现出相应的性状，才能说明转基因成功，D 项错误。
②人工合成，包括 反转录法 和 化学合成法 。
③ PCR技术 扩增目的基因
2．基因表达载体的构建——基因工程的核心
(1)基因表达载体的组成 ①目的基因 ② 启动子：位于目的基因的首端。它是RNA聚合酶识别、结合的 部位，驱动基因进行转录。 ③ 终止子 ：位于目的基因的尾端。它使 转录过程 停止。 ④ 标记基因：一般为抗生素 抗性基因 或荧光基因等，其作用是鉴 别受体细胞中是否含有 目的基因 (2)基因表达载体的构建方法
有关基因工程中的几个问题归纳
(1)限制性核酸内切酶是将DNA片段上脱氧核苷酸之间的 (不是 氢键) 切开，获得DNA片段（基因）。 (2)DNA水解酶，是将DNA水解成脱氧核苷酸的酶、断裂磷酸二酯 键； （3）DNA聚合酶是在DNA复制过程中，是将单个游离的脱氧核苷 酸通过磷酸二酯键形成DNA链，需要模板； （4）DNA连接酶是将两个DNA片段的两个末端通过磷酸二酯键连 接，不需要模板。 (5)质粒是最常用的运载体，不要把质粒同运载体等同，运载体 的化学本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。
例题3
(2012· 高考海南卷)已知甲种农作物因受到乙种昆虫危
害而减产,乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死 亡。因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内，使 甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。
回答下列问题：
(1)为了获得丙种蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序
基因 序列，据此可利 列的基础上，推测出丙种蛋白质的________
5．分子的运输车——运载体 (1) 作用：作为运载工具将目的基因送入受体细胞中；同时利用它 在受体细胞内大量复制所需的目的基因。
(2)运载体应具备的条件 ①能在宿主细胞内 稳定保存 并 大量复制 。 ②有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接。 ③具有某些 遗传标记基因 ，以便进行筛选。 (3) 种类：细菌的 质粒 、入噬菌体衍生物、动植物病毒等
必修2 第6章
遗传与进化 从杂交育种到基因工程
第2节 基因工程及其应用
考纲要求
1．生物变异在育种上的应用 (Ⅱ) 2．转基因食品的安全(Ⅰ)
考纲解读
1.三种可遗传变异在育种的应用及流程 设计 2.转基因生物和转基因食品的安全性
基因工程的概念与操作工具
1．概念：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。 又叫 基因拼接技术 或 DNA重组技术 。 2．原理：不同物种间的 基因重组 。操作水平： DNA分子水平。 3.工具“分子手术刀”—— 限制性核酸内切酶(限制酶) 。 (1)存在：主要存在于原核生物中。 (2)特性：一种限制酶只能识别一种 特定的核苷酸序列 ， 并且能在 特定的切点上 切割DNA分子。 黏性末端 EcoR Ⅰ
例题 2012·浙江 ) 天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制
蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基 因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰,下列操作正确的是( A ) A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA,再扩增基 因B B．利，一般不需要用限制酶进行切割 C．利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞 D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞
注意：真正用作运载体的质 粒都是人工改造过的。
基因工程的基本操作程序
1．目的基因的获取
(1) 全部基因 。某种生物一个细胞 中的全部DNA经限制酶切割形成大小不同的DNA片段，每个DNA 片段导入一个细菌中储存，该群细菌包含因 ，一般由这种生物一 个细胞中的mRNA逆转录而来，储存在一群细菌体内。