人教版高中生物选修三专题一第3节 基因工程的应用 课件(共52张PPT)

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名称 人教版高中生物选修三专题一第3节 基因工程的应用 课件(共52张PPT)
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文件大小 13.2MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 生物学
更新时间 2019-05-28 21:34:37

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课件52张PPT。转基因的现状与前景转基因食品离我们有多远?转基因食品对大多数百姓而言,似乎仍然是遥远而陌生的。实际上,它正以惊人速度进入我们的生活。
人类社会已经进入了“转基因食品消费时代”。
从1996年美国首次种植开始,转基因作物已经广泛种植近20年。
1996年全球转基因作物的种植面积只有170万公顷,而2006年在全世界范围内种植面积达到了1.02亿公顷,2012年已经达到1.7亿公顷,增加了100倍,这个面积是中国农田总面积的1.4倍。 转基因食品悄然进入我们的生活大豆玉米油菜棉花转基因食品随处可见 — 2001年,中国进口油菜籽172万多吨,绝大部分来自于加拿大、澳大利亚,而世界上2/3的转基因油菜籽种植在加拿大。
— 大豆也是中国目前进口的大宗农产品之一,中国进口大豆50%是转基因大豆, 他们主要来自于美国和阿根廷。
—2001年,就世界范围来看,大豆、玉米、棉花、油菜种植面积比例已达到:63%、19%、13%和5%。我国种植面积居世界第四位。到2014年,我国种植面积位列第六位。我国每年进口的一些农产品中含有转基因成分 如何辨别转基因西红柿和非转基因西红柿看形状。一般的西红柿形状有椭圆的,和圆形的。仅仅只是从外形上不一定准确,但是外形还是可以作为我们辨别的方法,正常情况下,椭圆形的西红柿是转基因西红柿的概率高,而圆形的西红柿就不一定了,可能是,可能不是。如何辨别转基因西红柿和非转基因西红柿轻轻地捏。一般情况下,当你用手轻轻捏西红柿时,如果是转基因的西红柿,捏起来会有点硬,若不是会有点软。这个需要一定的手感,一般人可能拿捏不准。不过记住了,拿捏的西红柿都要是成熟的。如何辨别转基因西红柿和非转基因西红柿尝味道。这个一般吃西红柿比较多的人会有这种体会。对于成熟的西红柿,我们在吃的时候,如果不是转基因西红柿,或多或少都会有一点点酸味。若是转基因的西红柿,吃起来的时候,酸味很难感受出来,反而有一点点甜味。如何辨别转基因西红柿和非转基因西红柿贮存。依照转基因西红柿出现的条件,理论上是要比正常的西红柿要耐储存。不过现代生活中,冰箱已经很普及了,这一点就显得不是很重要了。什么叫转基因食品? “转基因食品”是一个新名词,有人说“21世纪是生物技术的世纪”,转基因食品就是生物技术的产物。
转基因食品英文名称:genetically modified food,简称GM??Food 或 GMF。什么是转基因? 转基因又叫基因拼接技术或DNA重组技术。就是按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰和改造,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。
例如:
转基因抗虫棉
导入Bt抗虫基因的棉花,
转基因耐储藏番茄
转入反义乙烯合成酶基因的番茄,
转基因大肠杆菌
转入人胰岛素合成基因的大肠杆菌转基因植物植物基因转移技术一般操作程序1. 目的基因的获取
2. 目的基因与运载体的结合
3. 将目的基因导入受体细胞
4. 目的基因的检测与鉴定世界上第一例转基因植物的成功应用是1983年美国的转基因烟草,当时曾有人惊叹:“人类开始有了一双创造新生物的上帝之手”。转基因耐储藏番茄 1994年,孟山都(Monsanto)公司下属Calgene公司研制的延熟保鲜转基因番茄被美国食品与药物管理局(FDA)批准在美国上市销售,成为世界上第一个商业化的转基因食品。
该种番茄具有长时间保存而不软化、货架期长且能护色等特点。转基因抗虫棉 中国抗虫棉(Bt cotton)的种植面积持续增长,2002年为210万公顷,2003年为280万公顷,等于2003年棉花种植总面积480万公顷的58%。以后逐年上升,达到种植面积的70%左右。转基因玉米转基因玉米的研究主要集中于提高抗虫性和耐除草剂方面。
在美国,转基因玉米的种植面积占玉米总种植面积的比例在35%左右。
其中抗虫Bt玉米的种植面积发展最快,所占近比例最大,2002年约占玉米种植总面积的24%;耐除草剂玉米占7% —10%之间;另外,还有兼具抗虫和耐除草剂特性的转基因玉米品种。 转基因大豆转基因大豆的研究主要以耐除草剂和改善大豆品质为主:
耐除草剂:在美国有多个转基因大豆品种已应用,最多的是对除草剂草丁膦和草甘膦具有耐性的品种。2002年种植面积占美国大豆的74%。目前美国的大豆生产已经基本上普及了耐除草剂的转基因品种。
改善大豆成分:Mazur等(1999) 获得了种子油酸相对含量高达85%的大豆新品系,而且农艺性状优良。转基因花卉玫瑰转基因玫瑰转Lc基因花叶芋的叶片将玉米花青素调控因子Lc 基因导入花叶芋,由于花青素在叶片中大量积累,花叶芋叶片变成紫红色。Transgenic leafWild type转基因花卉花叶芋(观叶植物)野生型转基因转基因花卉转基因康乃磬 通过转基因技术创造更鲜艳更美丽的花朵!!康乃磬目前,人血清白蛋白广泛应用于临床治疗和细胞培养领域。常见的人血清白蛋白大多数从人的血浆中提取,这样的生产方式不仅受到血浆供应的限制,而且还具有携带病毒传播的高风险性。国际上以重组人血白蛋白替代血源产品的应用已成为趋势,国内市场需求也逐年扩大,2010年已达150吨。尽管市场广阔,但高纯度重组人血白蛋白的规模化生产技术和质量控制技术却是世界性难题。 PNAS:利用转基因水稻规模化生产重组人血清白蛋白超表达 SNAC1 增强水稻抗旱性Hu et al. 2006 PNAS 103:12987-12992该基因为转录因子,在保卫细胞中特异表达
超表达增强抗旱性
调控气孔开关转基因植物的类型 抗病转基因植物:抗病毒转基因烟草
抗虫转基因植物:抗虫棉
抗逆转基因植物:抗旱、抗盐碱作物
抗除草剂转基因植物:抗除草剂转基因玉米、大豆、棉花、油菜
改良品质转基因植物:转维生素A的水稻
转基因药品植物:生产霍乱疫苗的胡萝卜转基因作物在全世界的种植面积转基因动物显微注射法 在显微镜下,用一根极细的玻璃针直接将目的基因注射到胚胎的细胞核内,使之发育成正常的幼仔。转荧光素基因动物转基因动物在食品工业中主要有三个用途:
培育有优良性状如生长速率快、抗病性强、营养价值更高的转基因动物(如牛、兔、猪、鸡等家畜和鱼类)。
将动物作为生物反应器生产功能性生物活性物质,通常以动物(如羊、牛)的乳腺作为生物反应器(靶组织)。
作器官移植的供体。ω-3脂肪酸对人类的身体有很大好处。在鲑鱼和其他富含油脂的海鱼中就含有大量的ω-3脂肪酸。
美国波士顿麻省总医院的研究人员就正在培育能产下富含ω-3脂肪酸蛋的转基因鸡。这样,人们吃鸡蛋时也就不会担心胆固醇或低密度脂蛋白升高了。
ω-3脂肪酸可以预防高血压病和某些心脏病的发生,因为它能阻止血管硬化。ω-3脂肪酸对于大脑的发育也十分有益,它可以减少老年性痴呆发生的危险。转基因动物可划分为四种类型:(l)疾病型转基因动物;(2)利用转基因动物制药;(3)动物改良;(4)基础生物学研究。
动物改良:使肉质改善、饲料增效、个体增大、体重增加、奶量提高、脂肪减少、增强动物抗病力等。
生物制药:将药物蛋白基因转入羊、牛体内,使乳汁中含有“药”,利用转基因动物生产蛋白质、造药,将是全新的药物生产模式。
转基因动物还将是人类最好的“器官库”,提供从皮肤、角膜,到心、肝、肾等几乎所有的“零件”。 转基因“超级鼠”1982年,美国哈佛大学的一个科学家小组,将大鼠的生长激素(rGH)基因与小鼠的金属硫蛋白(MT)基因的启动子顺序连接,再引入质粒中。 “超级小鼠”。转基因鱼
1985年,我国首先报道了第一例成功的转基因鱼。目前在转基因鱼中,大部分转入的基因都是生长激素基因,使鱼生长速度大大提高。
已经获得的转基因鱼主要有转入生长激素基因、抗冻蛋白基因、珠蛋白基因、鸡晶体蛋白基因的转基因鱼。 1985年, 我国科学家把生长激素的基因, 转移入鲤鱼受精卵内, 该鱼卵发育成特大的胖鲤鱼。 人的生长激素基因植入鱼体内。这一方法随后诞生的最大价值是建立了转基因鱼的理论模型。1985 年, 科学家第一次将人的生长激素基因导入猪的受精卵获得成功, 转基因猪与同窝非转基因猪比较,生长速度和饲料利用效率显著提高。转基因猪研究主要集中于四个方面:
(1)选育成高产、优质、抗病新品种。1994年,德国成功培育出壮如小牛的“超级猪”。
(2)建立人类疾病的转基因猪动物模型,揭示人类疾病的发病机理及治疗途径。
(3)把转基因猪作为生物反应器,生产人类药用蛋白。1991年美国DNA公司成功获得了能生产人血红蛋白的转基因猪。
(4)利用转基因猪生产人体器官,为人体器官移植提供供体。
转基因奶牛
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1989年,芬兰的科学家,把治疗人贫血症的促红细胞生成素的基因,转移到奶牛的胚胎中,生下来的牛,就变成了转基因牛。它的牛奶中含有促红细胞生成素。一头转基因牛的牛奶里,生成的促红细胞生成素,价值可达40多亿美元。 转基因牛的应用价值:
改善牛奶的成分
生产药物
增加产奶量改善牛奶的成分
转入酪蛋白基因以增加牛奶中酪蛋白的产量等。
生产药物
吃的是草,挤出的是药。2003年10月4日我国成功地获得了世界上第一头转有人岩藻糖转移酶基因的体细胞克隆牛,其牛奶中含有岩藻糖抗原。这种转基因牛奶可作为口服药,用来防治各种胃病,具有重要的医学价值和经济社会价值。
增加产奶量
即将超量表达的牛生长激素基因转入牛体内培育转基因牛,从而提高产奶量。目前这一实验已取得了初步的成功。 转基因绵羊、山羊
对绵羊、山羊所进行的转基因研究大多集中于利用其乳腺作为生物反应器生产药用蛋白。
1991年,怀特等用将抗胰蛋白酶(ATT)基因转入绵羊,获得的4只转基因雌绵羊产生的乳汁中均含有ATT,可用于治疗遗传性ATT缺乏症及肺气肿。用同样的方法,人们已获得了可在乳汁中表达htPA(一种药用蛋白质)的山羊 。
1998年初,上海医学遗传所获得5只转基因山羊。其中一只奶山羊的乳汁中,含有堪称血友病人救星的药物蛋白——有活性的人凝血第九因子。 荧光鱼1992年,生物学家将水母绿色荧光蛋白的基因克隆了出来。把它的基因做一些改动,得到的发光蛋白会发出不同颜色的荧光,例如黄色、蓝色、蓝绿色的荧光。珊瑚虫的发光原理和水母的类似,不过,它的发光蛋白是红色荧光蛋白,发的是红色荧光。    转基因动物的应用前景1、研究基因的结构与功能,了解生命现象的内在本质。
2、建立疾病的动物模型,研究发病机理及治疗方法。
3、改善动物生产性能,提高动物育种效率。
4、作为医用或食用蛋白的生物反应器。可以通过家畜乳腺分泌大量安全、高效、廉价的人体药用蛋白。在食品工业中,微生物可作为食品的发酵剂,也可以用于生产酶制剂、氨基酸、有机酸、维生素、色素、香料等添加剂。
通过微生物发酵产生基因工程药物。比如抗体、疫苗、激素、干扰素等
转基因微生物把正常基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的。
包括体内基因治疗和体外基因治疗。基因治疗曙光初照转基因技术可能出现的问题可能出现滞后效应。
可能出现新的过敏原。
可能新的“入侵”物种,破坏生态平衡。
可能产生新的物种。
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