课件34张PPT。1.3 基因工程的应用 人教版·高中生物
·选修3·现代生物科技专题[学习目标]1.举例说出基因工程的应用。
2.关注基因工程的发展。
3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。知识点一、植物基因工程硕果累累1.抗虫转基因植物转基因抗虫水稻对比抗虫转基因植物(1)抗虫基因:_______基因,
_________基因,
_________基因,
_________基因,
(2)成果:
转基因抗虫水稻、棉花、玉米、马铃薯、
大豆、烟草等。Bt毒蛋白淀粉酶抑制剂蛋白酶抑制剂植物凝集素2.抗病转基因植物转基因抗病植物对比抗病转基因植物(1)常用抗病基因:
(病毒)___________基因,
___________基因,
(真菌)___________基因,
__ __ __ __ __基因
(2)成果:
抗烟草花叶病毒的转基因烟草
抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。病毒外壳蛋白几丁质酶病毒的复制酶 抗毒素合成3.抗逆转基因植物抗逆转基因植物(1)抗逆基因:
调节细胞_______的基因,提高农作物抗盐碱和抗干旱能力;
鱼的_________基因使作物耐寒;
_______基因,使作物抗除草剂。
(2)成果:
抗盐抗旱烟草、耐寒番茄、抗除草剂玉米等。渗透压 抗冻蛋白 抗除草剂4.转基因改良植物的品质利用转基因改良植物品质(1)利用转基因技术可以提高生物中__________的含量、__________、改变花色等,从而提高作物品质。
(2)成果:
转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。营养成分 耐储存蔬菜 转基因西瓜(日本)合作探究一:提示:抗虫转基因植物对害虫进行了定向选择,使含抗性基因的害虫个体得到保留,并大量繁殖,害虫有再度大爆发的可能;而生物防治会使害虫数量长期被控制在较低水平。2、抗虫转基因植物能杀灭害虫,与农药防治相比有很多优点,但与生物防治相比存在哪些缺点?1、导入转基因抗虫棉中的Bt毒蛋白基因来自哪里?抗虫棉能抗病毒、真菌吗?提示:苏云金芽孢杆菌;抗虫转基因植物具有专一性,虽能抗虫但不抗病毒、细菌、真菌等。3、利用基因工程培育抗盐碱、抗干旱作物,这些抗性基因实际上是什么基因?
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4、总结转基因改良植物品质的途径(从基因与性状的关系来考虑)。
提示:调节细胞渗透压的基因提示:(1)直接导入控制该性状的结构蛋白基因
(2)导入与该性状有关的酶的基因[例1] 人类利用基因工程的方法成功培育出转基因抗虫棉,以下说法正确的是( )
A.苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因与质粒结合后直接进入棉花的叶肉细胞表达
B.抗虫基因导入棉花叶肉细胞后,可通过传粉、受精的方法使抗虫性状遗传下去
C.标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因
D.转基因抗虫棉种植时棉铃虫不会产生抗性,可以有效消灭棉铃虫知识点二、动物基因工程前景广阔1.用于提高动物生长速度2.用于改善畜产品品质优点:避免食物过敏、腹泻、恶心等不适将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,获得转基因牛的汁,降低乳糖含量3.用转基因动物生产药物乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)4.用转基因的动物作器官移植的供体存在的难题:
解决方法: 将供体基因组导入某种基因调节因子,以抑制抗原决定基因的表达,或设法除去抗原决定基因,再结合克隆技术,培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。免疫排斥导入人基因具特殊用途的猪和小鼠合作探究二:2、什么是转基因动物?用动物乳腺作为反应器生产蛋白质有哪些优越之处?有哪些限制?1、如何利用转基因动物生产药物?(即如何构建乳腺生物反应器)写出具体步骤
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优点:①产量高,且易收获目标产品,可以随乳汁分泌而排到动物体外;②产品质量好;③成本低;④易提取。
限制:受性别的限制,若从动物尿液中提取目的基因产物则不受性别限制。乳腺生物发生器获取目的基因
(例如血清蛋白基因) 构建基因表达载体
(在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子)显微注射导入哺乳动物受精卵中形成胚胎将胚胎送入母体动物 发育成转基因动物
(只有在产下的雌性动物个体 中,转入的基因才能表达)乳
腺
生
物
反
应
器[例2] 继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后,膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近,科学家培育出一种转基因小鼠,其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答:
(1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞,常用方法是______________。
(2)进行基因转移时,通常要将外源基因导入_________中,原因是____________________。
(3)通常采用____________技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。
(4)在研制膀胱生物反应器时,应使外源基因在小鼠的________细胞中特异性表达。答案
(1)显微注射法
(2)受精卵(或早期胚胎细胞) 受精卵(或早期胚胎细胞)具有全能性,可使外源基因在相应组织细胞中表达
(3)DNA分子杂交
(4)膀胱上皮知识点三、基因工程药物及基因治疗
1.基因工程药物异军突起
(1)来源:______________。
(2)成果:细胞因子、____________、激素等。
(3)作用
预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病__________、各种传染病、__________、类风湿等疾病。转基因工程菌 抗体、疫苗 遗传病 糖尿病 各种各样的基因工程药物2.基因治疗曙光初照(1)概念:把_____________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。
(2)成果:将腺苷酸脱氨酶基因转入患者_______或造血干细胞中,治疗复合型免疫缺陷症。
(3)方法
a. 体外基因治疗:先从病人体内获得________,如T淋巴细胞,进行培养。然后,在_______完成基因转移,再筛选成功转移的细胞_________,最后重新________________。
b. 体内基因治疗:直接向人体组织细胞中______的治疗方法。正常基因 淋巴细胞 某种细胞 体外 扩增培养 输入患者体内 转移基因 患者生存在无菌环境中 复合型免疫缺陷症合作探究三:提示:基因治疗针对遗传病的治疗方法,是用正常基因去替代细胞内异常的基因,使正常基因的表达产物发挥功能,而非替换基因本身,另外替换以后性状可以发生改变,但由于正常基因只是导入某些功能细胞中,且是体细胞,所以获得的性状不会遗传给下一代。1.基因治疗是否可治疗所有疾病?实施基因治疗,就是用健康基因取代患病基因,对吗?2、基因治疗比较[例3] 基因治疗是指( )
A.把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的
B.对有缺陷的细胞进行修复,从而使其恢复正常,达到治疗疾病的目的
C.运用人工诱变的方法,使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常
D.运用基因工程技术,把有缺陷的基因切除,达到治疗疾病的目的还有疑问吗?总结提升你学到了什么?