基因工程
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(共37张PPT)
吴林中学
第一节 基因工程
学习目标
1、说出基因工程的原理。
2、说明工程菌的培育过程。
3、举例说明基因工程在工农业生产及医疗等方面的应用。
4、确立正确的价值观，关注生物科技的发展。
温故知新：
DNA是主要的遗传物质，DNA分子的结构是怎样的？
2.控制生物性状的基本单位是什么？
一、基因工程的原理
资料： 人的生长激素是脑垂体分泌的，能够促进人体的生长发育，在医学上可以用来治疗侏儒症。但是很难从人体或其他动物体内提取出来，因而不能在临床上广泛使用。
科学家利用大肠杆菌能够大批量的生产人的生长激素，形成了“工程菌”。
从大肠杆菌说起
大肠杆菌能合成人的生长激素吗？
大肠杆菌
切开大肠杆菌
的环状DNA
提取出人的
生长激素基因
导入、
连接
转入
将新的环状DNA
转入大肠杆菌
挑选出可以生产生长激素的大肠杆菌
大量培养
提取生长激素
思考：
1.以上技术实在什么水平上进行的？
2.新产生的大肠杆菌为什么能生产人的生长激素？这说明了什么？
3.人的基因在细菌体内得到表达，这说明了什么？
4.细菌的繁殖有什么特点？利用“工程菌”来生产人的生长激素，有何优势？
分子水平
基因控制生物的性状
人和细菌的遗传密码是通用的
细菌生长繁殖快，可以在短时间内生产大量的生长激素，且成本低
基因工程的基本操作步骤：
四步曲：
1、提取目的基因
2、目的基因与运载体结合
3、将目的基因导入受体细胞
4、目的基因的检测和表达
基因工程——分子水平的操作技术
基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。按照预先设计好的蓝图，把一种生物的 分离出来，在体外巧妙地进行 ，然后转入另一种生物的体内，从而改造其某些 ，最终获得我们所需要的新品种。
这种含有 的生物，称为转基因生物。
你能叙述转基因番茄的培育过程吗？
假定科学家已经在大豆上找到了利用根瘤菌生产氮肥的基因，又找到了一种水稻的抗干旱的基因，如果要创造一个既能自己制造氮肥，又能抗干旱的大豆新品种，你认为可否利用基因工程方法去创造这种新大豆呢？请尝试用简图的方式描绘此过程。
根瘤菌固氮基因+水稻抗干旱基因+细菌环状DNA
DNA重组
含有固氮、抗旱基因的环状DNA
转入
细菌（或病毒）
导入
大豆细胞
培养长成
大豆植株（既能制造氮肥，又能抗干旱）
基因工程在工农业和医药方面有哪些应用？ 会给人类带来什么影响？
二、基因工程的应用
1、基因工程与作物、家畜育种
基因工程的应用
抗虫害的玉米
抗虫的基因来自苏云金杆菌。苏云金杆菌形成的伴胞晶体是一种毒性很强的蛋白晶体，能使棉铃虫等鳞翅口害虫瘫痪致死。科学家将编码这个蛋白质的基因导入作物，使作物自身具有抵御虫害的能力。
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
转鱼抗寒基因的番茄
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。
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)
能产生人乳铁蛋白的转基因奶牛
2、基因工程与药物研制
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
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。
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。
干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对治疗某些癌症和白血病也有一定疗效。
传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提取，每300L血液只能提取出1mg干扰素。1980~1982年，科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，是传统的生产量的12万倍。1987年上述干扰素大量投放市场。
基因工程药品 —— 干扰素
治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体，并从中提取生长激素。
现可利用基因工程方法，将人的生长激素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于6万具尸体的全部产量。
基因工程药品 —— 生长激素
首例接受基因治疗的病人
3基因治疗
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
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。
4、环境监测： 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。
基因工程的应用
1、定向改良作物和家畜品种
2、生产某些药物
3、基因治疗
4、环境保护
基因工程有着广阔的发展前景，但也是一把双刃剑－－造福人类的同时也会给人类带来挑战与威胁。由此引发了人们许多的思考
三、转基因生物的
安全性
有关资料表明，随着转基因技术的广泛应用，2001年全球转基因作物的种植面积达到了5000公顷，我国餐桌上有50%以上的大豆色拉油属于转基因食品。转基因食品是否安全？请同学们谈谈自己的观点。
可以从正反两个方面回答：
1、安全(1）因为所转入的基因都是功能已知的基因
(2）转基因食品被食用多年，尚未发现严重危害人体健康的事例。
2、不安全：(1）转基因是将不同生物之间的基因进行重组，会不会产生新的变异，导致人体患病
(2）现已发现某些转基因食品中的蛋白质能够使某些人产生过敏反应
(3）目前人们还没有发现转基因食品对人体健康的危害是因为时间较短。
思 考
通过今天的学习，你有什么收获？
小结
基因工程的原理
原理
操作的基本步骤
提取目的基因
将不同来源的DNA重组
将重组DNA导入细菌（或病毒）
挑选符合需要的细菌（或病毒）大量培养
概念
基因工程的应用
转基因生物的安全性
当堂达标
1、转基因超级鼠的获得证明了( )。
A.生物的性状是由生殖细胞控制的
B.生物的性状是由受精卵控制的
C.生物的性状是由染色体控制的
D.生物的性状是由基因控制的
D
2、下列有关基因工程和转基因技术的说法，不正确的是（ ）
A.基因工程完全可以不受生物物种的限制
B.基因工程已被广泛应用于农业、医药、 环境保护等方面
C.含有非自身基因的生物被称为转基因生物
D.转基因生物本身没有什么价值
D
3、转基因技术是把一个生物的基因转移到另一生物体的（ ）的生物技术。
A. RNA B.DNA C.细胞质 D. 细胞核
B
吴林中学
第一节 基因工程
学习目标
1、说出基因工程的原理。
2、说明工程菌的培育过程。
3、举例说明基因工程在工农业生产及医疗等方面的应用。
4、确立正确的价值观，关注生物科技的发展。
温故知新：
DNA是主要的遗传物质，DNA分子的结构是怎样的？
2.控制生物性状的基本单位是什么？
一、基因工程的原理
资料： 人的生长激素是脑垂体分泌的，能够促进人体的生长发育，在医学上可以用来治疗侏儒症。但是很难从人体或其他动物体内提取出来，因而不能在临床上广泛使用。
科学家利用大肠杆菌能够大批量的生产人的生长激素，形成了“工程菌”。
从大肠杆菌说起
大肠杆菌能合成人的生长激素吗？
大肠杆菌
切开大肠杆菌
的环状DNA
提取出人的
生长激素基因
导入、
连接
转入
将新的环状DNA
转入大肠杆菌
挑选出可以生产生长激素的大肠杆菌
大量培养
提取生长激素
思考：
1.以上技术实在什么水平上进行的？
2.新产生的大肠杆菌为什么能生产人的生长激素？这说明了什么？
3.人的基因在细菌体内得到表达，这说明了什么？
4.细菌的繁殖有什么特点？利用“工程菌”来生产人的生长激素，有何优势？
分子水平
基因控制生物的性状
人和细菌的遗传密码是通用的
细菌生长繁殖快，可以在短时间内生产大量的生长激素，且成本低
基因工程的基本操作步骤：
四步曲：
1、提取目的基因
2、目的基因与运载体结合
3、将目的基因导入受体细胞
4、目的基因的检测和表达
基因工程——分子水平的操作技术
基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。按照预先设计好的蓝图，把一种生物的 分离出来，在体外巧妙地进行 ，然后转入另一种生物的体内，从而改造其某些 ，最终获得我们所需要的新品种。
这种含有 的生物，称为转基因生物。
你能叙述转基因番茄的培育过程吗？
假定科学家已经在大豆上找到了利用根瘤菌生产氮肥的基因，又找到了一种水稻的抗干旱的基因，如果要创造一个既能自己制造氮肥，又能抗干旱的大豆新品种，你认为可否利用基因工程方法去创造这种新大豆呢？请尝试用简图的方式描绘此过程。
根瘤菌固氮基因+水稻抗干旱基因+细菌环状DNA
DNA重组
含有固氮、抗旱基因的环状DNA
转入
细菌（或病毒）
导入
大豆细胞
培养长成
大豆植株（既能制造氮肥，又能抗干旱）
基因工程在工农业和医药方面有哪些应用？ 会给人类带来什么影响？
二、基因工程的应用
1、基因工程与作物、家畜育种
基因工程的应用
抗虫害的玉米
抗虫的基因来自苏云金杆菌。苏云金杆菌形成的伴胞晶体是一种毒性很强的蛋白晶体，能使棉铃虫等鳞翅口害虫瘫痪致死。科学家将编码这个蛋白质的基因导入作物，使作物自身具有抵御虫害的能力。
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
转鱼抗寒基因的番茄
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。
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)
能产生人乳铁蛋白的转基因奶牛
2、基因工程与药物研制
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
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。
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。
干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对治疗某些癌症和白血病也有一定疗效。
传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提取，每300L血液只能提取出1mg干扰素。1980~1982年，科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，是传统的生产量的12万倍。1987年上述干扰素大量投放市场。
基因工程药品 —— 干扰素
治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体，并从中提取生长激素。
现可利用基因工程方法，将人的生长激素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于6万具尸体的全部产量。
基因工程药品 —— 生长激素
首例接受基因治疗的病人
3基因治疗
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
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。
4、环境监测： 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。
基因工程的应用
1、定向改良作物和家畜品种
2、生产某些药物
3、基因治疗
4、环境保护
基因工程有着广阔的发展前景，但也是一把双刃剑－－造福人类的同时也会给人类带来挑战与威胁。由此引发了人们许多的思考
三、转基因生物的
安全性
有关资料表明，随着转基因技术的广泛应用，2001年全球转基因作物的种植面积达到了5000公顷，我国餐桌上有50%以上的大豆色拉油属于转基因食品。转基因食品是否安全？请同学们谈谈自己的观点。
可以从正反两个方面回答：
1、安全(1）因为所转入的基因都是功能已知的基因
(2）转基因食品被食用多年，尚未发现严重危害人体健康的事例。
2、不安全：(1）转基因是将不同生物之间的基因进行重组，会不会产生新的变异，导致人体患病
(2）现已发现某些转基因食品中的蛋白质能够使某些人产生过敏反应
(3）目前人们还没有发现转基因食品对人体健康的危害是因为时间较短。
思 考
通过今天的学习，你有什么收获？
小结
基因工程的原理
原理
操作的基本步骤
提取目的基因
将不同来源的DNA重组
将重组DNA导入细菌（或病毒）
挑选符合需要的细菌（或病毒）大量培养
概念
基因工程的应用
转基因生物的安全性
当堂达标
1、转基因超级鼠的获得证明了( )。
A.生物的性状是由生殖细胞控制的
B.生物的性状是由受精卵控制的
C.生物的性状是由染色体控制的
D.生物的性状是由基因控制的
D
2、下列有关基因工程和转基因技术的说法，不正确的是（ ）
A.基因工程完全可以不受生物物种的限制
B.基因工程已被广泛应用于农业、医药、 环境保护等方面
C.含有非自身基因的生物被称为转基因生物
D.转基因生物本身没有什么价值
D
3、转基因技术是把一个生物的基因转移到另一生物体的（ ）的生物技术。
A. RNA B.DNA C.细胞质 D. 细胞核
B