3.3基因工程的应用课件2021-2022学年高二下学期生物人教版选择性必修3(共17张PPT)
文档属性
| 名称 | 3.3基因工程的应用课件2021-2022学年高二下学期生物人教版选择性必修3(共17张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 11.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-05-23 19:07:01 | ||
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文档简介
(共17张PPT)
第3章 基因工程
第3节 基因工程的应用
【从社会中来】
胰岛素的“进化”,基因工程改变世界
第1代胰岛素
（动物胰岛素）
补充外源胰岛素，由动物胰腺提取而来，疗效稍差，易发过敏或胰岛素抵抗，价格昂贵。
第2代胰岛素
（人胰岛素）
并非从人的胰腺提取而来，而是通过基因工程生产，纯度更高，副作用更少。
第3代胰岛素
（胰岛素类似物）
通过对人胰岛素肽链进行修饰合成，作用时间更符合生理性胰岛素分泌，更好控制血糖，也更安全、方便。
01
基因工程在农牧业方面的应用
1.应用概况
①转基因农作物
全世界转基因作物种植面积呈增加趋势
1.7×106hm2
1.898×108hm2
100多倍
1996年
2017年
①转基因农作物
转基因作物种植面积/（ ×106hm2 ）
0
10
20
30
40
50
60
70
80
美国
巴西
巴拉圭
巴基斯坦
中国
南非
玻利维亚
印度
阿根廷
加拿大
2017年我国商业化种植的转基因作物是棉花和番木瓜。
②转基因动物
2015年11月，第一种用于食用的转基因动物——转基因大西洋鲑（俗称“三文鱼”）在美国获得批准上市。
2.应用实例
转基因生物类型 目的基因类型 转基因生物的优点
转基因抗虫植物
转基因抗病植物
转基因抗除草剂 植物
转基因玉米
转基因矮牵牛
转基因鲤鱼
转基因牛
我国科学家将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中，使它呈现出自然界没有的颜色变异，大大提高了它的观赏价值。
请应用所学基因工程的步骤说明转基因矮牵牛是如何培养的？（写出流程图）
植物花青素代
谢相关的基因
Ti质粒
重组质粒
农杆菌
矮牵牛细胞
颜色变异的
转基因矮牵牛
02
基因工程在医药卫生领域的应用
1. 基因改造微生物或动植物的细胞生产药物
药物类型 细胞因子、抗体、疫苗和激素等
用途 预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎等
成果 我国生产的重组人干扰素、血小板生成素、促红细胞生成素和粒细胞集落刺激因子等基因工程药物均已投放市场
阅读P90的资料卡中关于干扰素的介绍，思考下列问题：①干扰素的化学本质是什么？ ②干扰素的作用机理是什么？ ③干扰素可以治疗哪些疾病？ ④传统生产干扰素的方法是什么？ ⑤目前大量生产干扰素的方法是什么？ ⑥我国批准生产的第一个基因工程药物的名称是什么？用于治疗哪些疾病？
糖蛋白
干扰病毒复制
病毒感染性疾病、乳腺癌、淋巴癌、多发骨髓瘤和某些白血病等
从人血液中的白细胞内提取
用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得
重组人干扰素α-1b
主要用于治疗慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等
2. 乳腺生物反应器
目前，科学家已经在牛、山羊等动物乳腺生物反应器中，获得了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等重要的医药产品。
利用乳腺生物反应器生物药物有什么优点？
A.适合于表达高等动物体内的复杂蛋白
B.乳腺是天然的高效合成蛋白质的器官
C.乳汁中重组蛋白的提取和纯化相对容易
思考讨论：如何得到乳腺生物反应器的转基因动物？
（1）写出乳腺生物反应器的转基因动物培养流程图：
药用蛋白基因
乳腺中特异表达的基因的启动子
重组载体
哺乳动物受精卵
早期胚胎
代孕母体
转基因动物
培 养
胚胎
移植
分娩
显微注射
乳汁中含有药物蛋白
（2）进一步思考：
选择的受体细胞是什么？为什么？ 通过哪些技术才能得到完整的动物个体？
（2）进一步思考：
转基因动物是否有性别要求？如何控制性别？ 作为生物反应器的转基因动物体内的细胞均含有药用蛋白基因吗？
怎样才能使目的基因只在乳腺细胞中表达？
该转基因动物通过有性生殖的后代能产生药用蛋白吗？
3. 建立移植器官的工厂
问题：
解决：
人体移植器官短缺是一个世界性难题。
寻求可替代的移植器官
2022年3月9日，美国马里兰大学医学中心发布声明称，全球首例接受基因编辑猪心脏移植患者大卫·贝内特（David Bennett）去世，这位57岁的患者在术后存活了两个月。医院发言人尚未公布死亡原因。
对于许多器官衰竭患者来说，器官移植是延续生命的唯一希望，但器官短缺困境长期存在。而异种器官移植的畅想在人类历史上已有数百年的历史，全球首例基因工程（GE）猪心脏异种移植取得初步成功之后，异种移植也正式迈入了一个新的时代。
a.猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似；
b.猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒远远少于灵长类动物。
猪的优点：
最大难题：
免疫排斥
对猪器官改造的方法：
1.在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达；
2.设法除去抗原决定基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
假如某位心脏病病人换上经过改造的猪心脏后，过上了健康人的生活。在生活中，他会遭到歧视吗 对此你怎么看
03
基因工程在食品工业方面的应用
生产药物、食品工业用酶、氨基酸和维生素等
基因工程菌
应 用
用基因工程的方法， 使外源基因得到高效表达的菌类。
实 例
凝乳酶
淀粉酶、脂酶
在自己家中或到附件超市进行调查，然后列举几种以转基因生物为原料的食品或含有转基因成分的食品，以了解转基因食品在我们日常生活中发展的情况。
调 查
04
其他方面的应用
利用经过基因改造的微生物生产清洁能源
培育可以降解多种污染物的“超级细菌”治理环境污染
课堂小结
基因工程
的应用
农牧业领域
医药领域
食品领域
环保领域
第3章 基因工程
第3节 基因工程的应用
【从社会中来】
胰岛素的“进化”,基因工程改变世界
第1代胰岛素
（动物胰岛素）
补充外源胰岛素，由动物胰腺提取而来，疗效稍差，易发过敏或胰岛素抵抗，价格昂贵。
第2代胰岛素
（人胰岛素）
并非从人的胰腺提取而来，而是通过基因工程生产，纯度更高，副作用更少。
第3代胰岛素
（胰岛素类似物）
通过对人胰岛素肽链进行修饰合成，作用时间更符合生理性胰岛素分泌，更好控制血糖，也更安全、方便。
01
基因工程在农牧业方面的应用
1.应用概况
①转基因农作物
全世界转基因作物种植面积呈增加趋势
1.7×106hm2
1.898×108hm2
100多倍
1996年
2017年
①转基因农作物
转基因作物种植面积/（ ×106hm2 ）
0
10
20
30
40
50
60
70
80
美国
巴西
巴拉圭
巴基斯坦
中国
南非
玻利维亚
印度
阿根廷
加拿大
2017年我国商业化种植的转基因作物是棉花和番木瓜。
②转基因动物
2015年11月，第一种用于食用的转基因动物——转基因大西洋鲑（俗称“三文鱼”）在美国获得批准上市。
2.应用实例
转基因生物类型 目的基因类型 转基因生物的优点
转基因抗虫植物
转基因抗病植物
转基因抗除草剂 植物
转基因玉米
转基因矮牵牛
转基因鲤鱼
转基因牛
我国科学家将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中，使它呈现出自然界没有的颜色变异，大大提高了它的观赏价值。
请应用所学基因工程的步骤说明转基因矮牵牛是如何培养的？（写出流程图）
植物花青素代
谢相关的基因
Ti质粒
重组质粒
农杆菌
矮牵牛细胞
颜色变异的
转基因矮牵牛
02
基因工程在医药卫生领域的应用
1. 基因改造微生物或动植物的细胞生产药物
药物类型 细胞因子、抗体、疫苗和激素等
用途 预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎等
成果 我国生产的重组人干扰素、血小板生成素、促红细胞生成素和粒细胞集落刺激因子等基因工程药物均已投放市场
阅读P90的资料卡中关于干扰素的介绍，思考下列问题：①干扰素的化学本质是什么？ ②干扰素的作用机理是什么？ ③干扰素可以治疗哪些疾病？ ④传统生产干扰素的方法是什么？ ⑤目前大量生产干扰素的方法是什么？ ⑥我国批准生产的第一个基因工程药物的名称是什么？用于治疗哪些疾病？
糖蛋白
干扰病毒复制
病毒感染性疾病、乳腺癌、淋巴癌、多发骨髓瘤和某些白血病等
从人血液中的白细胞内提取
用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得
重组人干扰素α-1b
主要用于治疗慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等
2. 乳腺生物反应器
目前，科学家已经在牛、山羊等动物乳腺生物反应器中，获得了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等重要的医药产品。
利用乳腺生物反应器生物药物有什么优点？
A.适合于表达高等动物体内的复杂蛋白
B.乳腺是天然的高效合成蛋白质的器官
C.乳汁中重组蛋白的提取和纯化相对容易
思考讨论：如何得到乳腺生物反应器的转基因动物？
（1）写出乳腺生物反应器的转基因动物培养流程图：
药用蛋白基因
乳腺中特异表达的基因的启动子
重组载体
哺乳动物受精卵
早期胚胎
代孕母体
转基因动物
培 养
胚胎
移植
分娩
显微注射
乳汁中含有药物蛋白
（2）进一步思考：
选择的受体细胞是什么？为什么？ 通过哪些技术才能得到完整的动物个体？
（2）进一步思考：
转基因动物是否有性别要求？如何控制性别？ 作为生物反应器的转基因动物体内的细胞均含有药用蛋白基因吗？
怎样才能使目的基因只在乳腺细胞中表达？
该转基因动物通过有性生殖的后代能产生药用蛋白吗？
3. 建立移植器官的工厂
问题：
解决：
人体移植器官短缺是一个世界性难题。
寻求可替代的移植器官
2022年3月9日，美国马里兰大学医学中心发布声明称，全球首例接受基因编辑猪心脏移植患者大卫·贝内特（David Bennett）去世，这位57岁的患者在术后存活了两个月。医院发言人尚未公布死亡原因。
对于许多器官衰竭患者来说，器官移植是延续生命的唯一希望，但器官短缺困境长期存在。而异种器官移植的畅想在人类历史上已有数百年的历史，全球首例基因工程（GE）猪心脏异种移植取得初步成功之后，异种移植也正式迈入了一个新的时代。
a.猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似；
b.猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒远远少于灵长类动物。
猪的优点：
最大难题：
免疫排斥
对猪器官改造的方法：
1.在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达；
2.设法除去抗原决定基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
假如某位心脏病病人换上经过改造的猪心脏后，过上了健康人的生活。在生活中，他会遭到歧视吗 对此你怎么看
03
基因工程在食品工业方面的应用
生产药物、食品工业用酶、氨基酸和维生素等
基因工程菌
应 用
用基因工程的方法， 使外源基因得到高效表达的菌类。
实 例
凝乳酶
淀粉酶、脂酶
在自己家中或到附件超市进行调查，然后列举几种以转基因生物为原料的食品或含有转基因成分的食品，以了解转基因食品在我们日常生活中发展的情况。
调 查
04
其他方面的应用
利用经过基因改造的微生物生产清洁能源
培育可以降解多种污染物的“超级细菌”治理环境污染
课堂小结
基因工程
的应用
农牧业领域
医药领域
食品领域
环保领域