人教版选修3高中生物 1.3 基因工程应用 课件(27张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版选修3高中生物 1.3 基因工程应用 课件(27张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 4.1MB | ||
| 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 | 2020-09-15 21:11:16 | ||
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文档简介
(共27张PPT)
课题3
基因工程的应用
专题1
基因工程
植物基因工程技术主要用于：
提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）,以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
一、植物基因工程硕果累累
1、抗虫转基因植物
抗虫水稻（棉花、玉米、马铃薯、番茄等）
一、植物基因工程硕果累累
例子：
优点：
主要杀虫基因：
减少环境污染、降低生产成本、提高产量
转基因抗虫水稻
Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、
淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等
典型例子：转基因抗虫棉——Bt毒蛋白基因
2、抗病转基因植物
病原微的种类：
主要有病毒、真菌和细菌等
例子：
抗病毒烟草（小麦、番茄、甜椒等）
抗病毒转基因小麦
抗病毒转基因甜椒
一、植物基因工程硕果累累
病毒外壳蛋白基因、
病毒的复制酶基因
几丁质酶基因、
抗毒素合成基因
抗病毒基因
抗真菌基因
3、抗逆转基因植物
一、植物基因工程硕果累累
外源基因：
调节细胞渗透压的基因、
抗冻蛋白基因、
抗除草剂基因
例子：
抗盐碱和抗干旱的烟草、
转基因抗除草剂玉米
抗寒番茄、
抗除草剂的大豆、玉米
4、利用转基因改良植物的品质
一、植物基因工程硕果累累
外源基因：
例子：
提高必需氨基酸含量的蛋白编码基因、
控制番茄果实成熟的基因、
与植物花青素代谢有关的基因
高懒氨酸玉米、
耐储存番茄、
新花色矮牵牛
耐储存番茄
改善粮食作物的营养成分含量，如氨基酸、蛋白质
提高花卉的观赏价值
富含赖氨酸的转基因玉米
转基因矮牵牛花
4、利用转基因改良植物的品质
一、植物基因工程硕果累累
优点：
1、用于提高动物生长速度
外源基因:
二、动物基因工程前景广阔
——动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等
外源生长激素基因
转基因绵羊
转基因鲤鱼
转基因鼠
例子：
2、用于改善畜产品的品质
二、动物基因工程前景广阔
外源基因:
肠乳糖酶基因
优点：
例子：
乳汁中含乳糖少的转基因牛
避免食物过敏、腹泻、恶心等不适
乳腺（房）生物反应器：
二、动物基因工程前景广阔
3、用转基因动物生产药品
重组药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等
用显微注射法导入到受精卵
将受精卵送入母体生长发育
转基因动物进入泌乳期后，提取乳汁
转入人α-抗胰蛋白酶基因的转基因羊
抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、α-抗胰蛋白酶
产物：
雄性个体可以吗？
1）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。
2）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。
3）从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可无限繁殖。
雌性动物的乳腺是基因药物最理想的表达场所，原因是？
乳腺生物反应器的优点：
①产量高；②质量好；③成本低；④易提取。
利用基因工程对猪的器官进行改造:
二、动物基因工程前景广阔
4、用转基因动物作器官移植的供体
为什么选用猪呢？
用转基因动物的器官做移植的供体最大的问题是免疫排斥，科学家正在试图导入某些调节因子来抑制抗原决定基因的表达或设法去掉抗原决定基因，以期培育出无免疫排斥的转基因克隆猪器官。
1.在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素等直接从生物体的哪些结构中提取？
从生物的组织、细胞或血液中提取。
2.传统生产方法的缺点？
由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。
三、基因工程药品异军突起
3.可利用什么方法来解决上述问题？
利用基因工程方法制造转基因的工程菌，可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。
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，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%!
基因工程药品——胰岛素
基因工程药品
——
干扰素
从人血中提取干扰素，300L血才提取1mg！通过基因工程的方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，每1Kg的培养液可提取20—40mg干扰素。
三、基因工程药品异军突起
4.利用微生物生产药物的优越性何在?
1）利用活细胞作为表达系统，表达效率高，无需大型装置和大面积厂房就可以生产出大量药品。
2）可以解决传统制药中原料来源的不足。利用基因工程菌发酵生产就不需要从动物或人体上获取原料。
3）降低生产成本，减少生产人员和管理人员。
三、基因工程药品异军突起
三、基因工程药品异军突起
生物反应器与工程菌在实际应用中的比较
比较项目
动物乳腺反应器
大肠杆菌生产系
与人类基因结构
，使克隆基因相对简单
与人类基因结构有
.
与天然蛋白质完全相同
由于缺少
、
等细胞器，合成的蛋白质可能不存在
。
基因产物
基因结构
相同
差异
内质网、高尔基体
生物活性
产物提取
生产设备
成果
存在于
中，易于提取
①农业生产，②提纯设备，③成本低
抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等
①工业生产，②精良的生产设备，③成本高
从
中提取分离，相对复杂
人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等
乳汁
细胞
是指把正常基因导入病人体内，是该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。（利用正常基因转换或弥补缺陷基因的治疗方法）
四、基因治疗曙光初照
基因治疗的概念：
重组DNA分子
正常
过程：
体外
体内
复杂
可靠
体内
简单
难以控制
途径比较
不
同点
方法
特点
相同点
体外基因治疗
体内基因治疗
从患者体内获得某种细胞→
完成基因转移→筛选、细胞扩增→输入
.
直接向患者
.
组织细胞中转移基因
操作
，但效果
.
方法较
，但效果
.
都是将外源基因导入靶细胞，以纠正缺陷基因，目前两种方法都处于临床试验阶段
基因治疗的类型
四、基因治疗曙光初照
用于基因治疗的基因种类：
基因治疗的发展现状：
四、基因治疗曙光初照
处于初期的临床试验阶段
正常基因、反义基因和自杀基因
DNA分子杂交是基因诊断最基本的方法之一。当用一段已知基因的核苷酸序列作为探针，与被测基因进行接触，若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测基因中含有已知的基因序列。
知识回顾：基因诊断
①病毒的检测：
肝炎病毒、肠道病毒、单纯孢疹病毒等；
②遗传性疾病的检测：
镰刀型细胞贫血症、苯丙酮尿症等；
实例：
知识介绍：基因芯片
从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出标准图谱；从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出病变图谱。通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的DNA信息。
基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。
⑴ 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。
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
五、基因工程与环境保护
⑵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。
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。
五、基因工程与环境保护
1.下列关于基因工程的应用错误的是(
)
A．我国转基因抗虫棉的目的基因是Bt毒蛋白基因
B．可利用动物乳腺反应器生产转基因药物
C．动物的生长激素基因转入植物不能表达
D．转乳糖酶基因的奶牛的乳汁不会引起乳糖过敏
六、练习
C
2.下列有关目的基因的操作能够改善产品品质的是(
)
A．将草鱼的生长激素基因导入鲤鱼体内
B．将肠乳糖酶的基因导入奶牛的基因组
C．将人血清蛋白的基因改造后在山羊的乳腺中表达
D．将Bt基因整合到烟草或棉花的基因组并实现表达
六、练习
B
3.《人类基因治疗》报道，在美国佛罗里达大学基因治疗中心接受基因治疗的三名遗传性失明患者都重新获得了一定的视力，并且没有严重的副作用.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．运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变，从而恢复正常
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
六、练习
A
4.有关基因工程的成果及应用的说法不正确的是(
)
①用基因工程方法培育抗虫、抗病毒、抗真菌、抗盐碱的植物
②基因工程可以通过乳腺生物反应器生产青霉素等基因工程药物
③导入生长素基因的鱼生长的更快
④基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗的目的
A．①②
B．③④
C．②③
D．②④
六、练习
C
课题3
基因工程的应用
专题1
基因工程
植物基因工程技术主要用于：
提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）,以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
一、植物基因工程硕果累累
1、抗虫转基因植物
抗虫水稻（棉花、玉米、马铃薯、番茄等）
一、植物基因工程硕果累累
例子：
优点：
主要杀虫基因：
减少环境污染、降低生产成本、提高产量
转基因抗虫水稻
Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、
淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等
典型例子：转基因抗虫棉——Bt毒蛋白基因
2、抗病转基因植物
病原微的种类：
主要有病毒、真菌和细菌等
例子：
抗病毒烟草（小麦、番茄、甜椒等）
抗病毒转基因小麦
抗病毒转基因甜椒
一、植物基因工程硕果累累
病毒外壳蛋白基因、
病毒的复制酶基因
几丁质酶基因、
抗毒素合成基因
抗病毒基因
抗真菌基因
3、抗逆转基因植物
一、植物基因工程硕果累累
外源基因：
调节细胞渗透压的基因、
抗冻蛋白基因、
抗除草剂基因
例子：
抗盐碱和抗干旱的烟草、
转基因抗除草剂玉米
抗寒番茄、
抗除草剂的大豆、玉米
4、利用转基因改良植物的品质
一、植物基因工程硕果累累
外源基因：
例子：
提高必需氨基酸含量的蛋白编码基因、
控制番茄果实成熟的基因、
与植物花青素代谢有关的基因
高懒氨酸玉米、
耐储存番茄、
新花色矮牵牛
耐储存番茄
改善粮食作物的营养成分含量，如氨基酸、蛋白质
提高花卉的观赏价值
富含赖氨酸的转基因玉米
转基因矮牵牛花
4、利用转基因改良植物的品质
一、植物基因工程硕果累累
优点：
1、用于提高动物生长速度
外源基因:
二、动物基因工程前景广阔
——动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等
外源生长激素基因
转基因绵羊
转基因鲤鱼
转基因鼠
例子：
2、用于改善畜产品的品质
二、动物基因工程前景广阔
外源基因:
肠乳糖酶基因
优点：
例子：
乳汁中含乳糖少的转基因牛
避免食物过敏、腹泻、恶心等不适
乳腺（房）生物反应器：
二、动物基因工程前景广阔
3、用转基因动物生产药品
重组药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等
用显微注射法导入到受精卵
将受精卵送入母体生长发育
转基因动物进入泌乳期后，提取乳汁
转入人α-抗胰蛋白酶基因的转基因羊
抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、α-抗胰蛋白酶
产物：
雄性个体可以吗？
1）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。
2）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。
3）从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可无限繁殖。
雌性动物的乳腺是基因药物最理想的表达场所，原因是？
乳腺生物反应器的优点：
①产量高；②质量好；③成本低；④易提取。
利用基因工程对猪的器官进行改造:
二、动物基因工程前景广阔
4、用转基因动物作器官移植的供体
为什么选用猪呢？
用转基因动物的器官做移植的供体最大的问题是免疫排斥，科学家正在试图导入某些调节因子来抑制抗原决定基因的表达或设法去掉抗原决定基因，以期培育出无免疫排斥的转基因克隆猪器官。
1.在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素等直接从生物体的哪些结构中提取？
从生物的组织、细胞或血液中提取。
2.传统生产方法的缺点？
由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。
三、基因工程药品异军突起
3.可利用什么方法来解决上述问题？
利用基因工程方法制造转基因的工程菌，可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。
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，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%!
基因工程药品——胰岛素
基因工程药品
——
干扰素
从人血中提取干扰素，300L血才提取1mg！通过基因工程的方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，每1Kg的培养液可提取20—40mg干扰素。
三、基因工程药品异军突起
4.利用微生物生产药物的优越性何在?
1）利用活细胞作为表达系统，表达效率高，无需大型装置和大面积厂房就可以生产出大量药品。
2）可以解决传统制药中原料来源的不足。利用基因工程菌发酵生产就不需要从动物或人体上获取原料。
3）降低生产成本，减少生产人员和管理人员。
三、基因工程药品异军突起
三、基因工程药品异军突起
生物反应器与工程菌在实际应用中的比较
比较项目
动物乳腺反应器
大肠杆菌生产系
与人类基因结构
，使克隆基因相对简单
与人类基因结构有
.
与天然蛋白质完全相同
由于缺少
、
等细胞器，合成的蛋白质可能不存在
。
基因产物
基因结构
相同
差异
内质网、高尔基体
生物活性
产物提取
生产设备
成果
存在于
中，易于提取
①农业生产，②提纯设备，③成本低
抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等
①工业生产，②精良的生产设备，③成本高
从
中提取分离，相对复杂
人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等
乳汁
细胞
是指把正常基因导入病人体内，是该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。（利用正常基因转换或弥补缺陷基因的治疗方法）
四、基因治疗曙光初照
基因治疗的概念：
重组DNA分子
正常
过程：
体外
体内
复杂
可靠
体内
简单
难以控制
途径比较
不
同点
方法
特点
相同点
体外基因治疗
体内基因治疗
从患者体内获得某种细胞→
完成基因转移→筛选、细胞扩增→输入
.
直接向患者
.
组织细胞中转移基因
操作
，但效果
.
方法较
，但效果
.
都是将外源基因导入靶细胞，以纠正缺陷基因，目前两种方法都处于临床试验阶段
基因治疗的类型
四、基因治疗曙光初照
用于基因治疗的基因种类：
基因治疗的发展现状：
四、基因治疗曙光初照
处于初期的临床试验阶段
正常基因、反义基因和自杀基因
DNA分子杂交是基因诊断最基本的方法之一。当用一段已知基因的核苷酸序列作为探针，与被测基因进行接触，若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测基因中含有已知的基因序列。
知识回顾：基因诊断
①病毒的检测：
肝炎病毒、肠道病毒、单纯孢疹病毒等；
②遗传性疾病的检测：
镰刀型细胞贫血症、苯丙酮尿症等；
实例：
知识介绍：基因芯片
从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出标准图谱；从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出病变图谱。通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的DNA信息。
基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。
⑴ 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。
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
五、基因工程与环境保护
⑵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。
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。
五、基因工程与环境保护
1.下列关于基因工程的应用错误的是(
)
A．我国转基因抗虫棉的目的基因是Bt毒蛋白基因
B．可利用动物乳腺反应器生产转基因药物
C．动物的生长激素基因转入植物不能表达
D．转乳糖酶基因的奶牛的乳汁不会引起乳糖过敏
六、练习
C
2.下列有关目的基因的操作能够改善产品品质的是(
)
A．将草鱼的生长激素基因导入鲤鱼体内
B．将肠乳糖酶的基因导入奶牛的基因组
C．将人血清蛋白的基因改造后在山羊的乳腺中表达
D．将Bt基因整合到烟草或棉花的基因组并实现表达
六、练习
B
3.《人类基因治疗》报道，在美国佛罗里达大学基因治疗中心接受基因治疗的三名遗传性失明患者都重新获得了一定的视力，并且没有严重的副作用.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．运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变，从而恢复正常
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
六、练习
A
4.有关基因工程的成果及应用的说法不正确的是(
)
①用基因工程方法培育抗虫、抗病毒、抗真菌、抗盐碱的植物
②基因工程可以通过乳腺生物反应器生产青霉素等基因工程药物
③导入生长素基因的鱼生长的更快
④基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗的目的
A．①②
B．③④
C．②③
D．②④
六、练习
C