3.3基因工程的应用 课件【新教材】2020-2021学年人教版（2019）高二生物选择性必修三（31张PPT）
文档属性
| 名称 | 3.3基因工程的应用 课件【新教材】2020-2021学年人教版（2019）高二生物选择性必修三（31张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2021-02-22 06:54:41 | ||
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文档简介
2021人教版（新教材）必修二 遗传和进化
第三章 基因工程
第2节 基因工程的应用
1.了解基因工程在植物、动物、制药、基因治疗等方面的应用
2.掌握乳腺生物反应器的构建过程，转基因动物器官培育过程。
3.掌握基因治疗方法，能解决实际应用问题。
教学目标
基因工程可帮助人类解决当前存在的一些重大问题。
粮食问题
环境污染问题
能源危机问题
不治之症问题
一、基因工程对农牧业方面的应用
植物基因工程在农业中的应用发展迅速，主要用于提高农作物的抗逆能力，以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
1、转基因抗虫植物
（1）方法：从某些生物分离出具有杀虫活性的基因导入作物中，使其具有抗虫性。
（2）杀虫基因：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。
（3）成果：抗虫棉、抗虫水稻。
棉铃虫
稻飞虱
一、基因工程对农牧业方面的应用
抗虫棉的培育过程：
引起植物生病的微生物，称病原微生物；如病毒、真菌和细菌等
目前人们已获得：
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。
病毒外壳蛋白基因（CP基因）
病毒的复制酶基因
抗病毒基因：
几丁质酶基因
抗毒素合成基因
抗真菌基因：
2、转基因抗病植物
一、基因工程对农牧业方面的应用
（1）哪些环境条件会造成农作物低产、减产？
盐碱、干旱、低温和涝害等
（2）盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关？
细胞内的渗透压调节
（3）在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因？
调节细胞渗透压的基因
3、抗逆转基因植物
一、基因工程对农牧业方面的应用
鱼的抗冻蛋白基因
牛刀小试
提高农作物抗盐碱和抗旱能力的目的基因是（ ）
A、抗除草剂基因
B、调节细胞渗透压的基因
C、抗冻蛋白基因
D、Bt毒蛋白基因
B
抗除草剂基因有何用途？
喷洒除草剂时，杀死田间的杂草而不损伤作物
一、基因工程对农牧业方面的应用
4、转基因抗除草剂植物
(1) ：使食品的营养成分均衡
豆类食品含蛋氨酸比较少，大米、玉米、小麦则含赖氨酸比较少。这些人体必需氨基酸的缺少对健康很不利。
科学家们将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，导入植物，或改变这种氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。
我国科学家培育出了赖氨酸含量提高30%的转基因玉米。
豆类食品含蛋氨酸比较少，大米、玉米、小麦则含赖氨酸比较少。这些人体必需氨基酸的缺少对健康很不利。
科学家们将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，导入植物，或改变这种氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。
豆类食品含蛋氨酸比较少，大米、玉米、小麦则含赖氨酸比较少。这些人体必需氨基酸的缺少对健康很不利。
科学家们将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，导入植物，或改变这种氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。
一、基因工程对农牧业方面的应用
5、利用转基因改良植物品质
番茄富含维生素，但不耐储存。
我国科学家将控制番茄成熟的基因导入番茄，获得转基因延熟番茄。储存时间可延长1-2个月，有的可达80多天。
（2）：转基因耐储存番茄
一、基因工程对农牧业方面的应用
5、利用转基因改良植物品质
(3) ：转基因矮牵牛花
将与植物花青素代谢有关的基因导入花卉植物矮牵牛中，转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色。
一、基因工程对农牧业方面的应用
5、利用转基因改良植物品质
科学家们将外源生长激素基因，导入动物体内，以提高动物生长速率。得到了转基因老鼠和转基因鲤鱼。
一、基因工程对农牧业方面的应用
6、利用转基因提高动物的生长速率
例如，有些人食用牛奶后，对牛奶中的乳糖不能完全消化，也有人出现过敏、腹泻、恶心。
科学家们将肠乳糖酶基因，导入奶牛基因组，获得的转基因奶牛分泌的乳汁中，乳糖含量大大降低，而其他营养成分不受影响。
一、基因工程对农牧业方面的应用
7、用来改善畜产品的品质
二、基因工程在医药卫生领域的应用
1、用转基因动物生产药物
设问一:就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？
转基因动物的乳腺。
设问二:为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？
（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。
设问三:用转基因动物生产药物的优点有哪些？
二、基因工程在医药卫生领域的应用
1、用转基因动物生产药物
产量高、质量好、成本低、易提取
将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，将受精卵送入母体，使其发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品，称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。
设问四：什么叫做乳腺生物反应器？
设问五:用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的？
二、基因工程在医药卫生领域的应用
1、用转基因动物生产药物
获取目的基因
构建基因表达载体
(乳腺蛋白基因的启动子＋药用蛋白基因)
显微注射，
导入受精卵
形成早期胚胎
移植到母体
发育成转基因动物。
动物通过分泌的乳汁来生产所需要的药物。
科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是（ ）
①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体
A①②③④ B ②③④ C①③④ D ①②④
牛刀小试
C
乳汁中含有人生长激素的转基因牛
含人凝血因子基因的转基因羊（治血友病）
二、基因工程在医药卫生领域的应用
1、用转基因动物生产药物
实例
过渡：
由于人体移植器官短缺是世界性难题，人们不得不寻找可替代的移植器官。
猪的内脏构造、大小、血管分布与人相似；而且猪体内隐藏的致病基因远远少于灵长类动物。
最大的难题：
存在 反应。
免疫排斥
利用基因工程对猪的器官进行改造
方法：将器官供体基因组导入某种调节因子，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
二、基因工程在医药卫生领域的应用
2、用转基因动物做器官移植的供体
异想天开
假如某位心脏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，他会遭受到歧视吗？对此你怎么看？
基因工程为人类开辟新的食物来源。
1）鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中表达获得成功。这表明，未来能用发酵罐培养的大肠杆菌或酵母菌来生产人类所需要的卵清蛋白。
2）用基因工程的方法从微生物中获得人们所需要的糖类、脂肪和维生素等产品。
基因工程为食品工业中提供了什么前景？
三、基因工程在食品工业领域的应用
基因工程与环境污染治理的实例
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。
三、基因工程在食品工业领域的应用
小结
一、植物基因工程硕果累累
二、动物基因工程前景广阔
1、抗虫转基因植物
2、抗病转基因植物
3、抗逆转基因植物
4、利用转基因改良植物的品质
1、提高动物生长速度
2、用于改善畜产品的品质
3、用转基因动物生产药物
4、用转基因动物作器官移植的供体
同学们利用课下时间，去网上找一找
谢谢
第三章 基因工程
第2节 基因工程的应用
1.了解基因工程在植物、动物、制药、基因治疗等方面的应用
2.掌握乳腺生物反应器的构建过程，转基因动物器官培育过程。
3.掌握基因治疗方法，能解决实际应用问题。
教学目标
基因工程可帮助人类解决当前存在的一些重大问题。
粮食问题
环境污染问题
能源危机问题
不治之症问题
一、基因工程对农牧业方面的应用
植物基因工程在农业中的应用发展迅速，主要用于提高农作物的抗逆能力，以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
1、转基因抗虫植物
（1）方法：从某些生物分离出具有杀虫活性的基因导入作物中，使其具有抗虫性。
（2）杀虫基因：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。
（3）成果：抗虫棉、抗虫水稻。
棉铃虫
稻飞虱
一、基因工程对农牧业方面的应用
抗虫棉的培育过程：
引起植物生病的微生物，称病原微生物；如病毒、真菌和细菌等
目前人们已获得：
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。
病毒外壳蛋白基因（CP基因）
病毒的复制酶基因
抗病毒基因：
几丁质酶基因
抗毒素合成基因
抗真菌基因：
2、转基因抗病植物
一、基因工程对农牧业方面的应用
（1）哪些环境条件会造成农作物低产、减产？
盐碱、干旱、低温和涝害等
（2）盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关？
细胞内的渗透压调节
（3）在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因？
调节细胞渗透压的基因
3、抗逆转基因植物
一、基因工程对农牧业方面的应用
鱼的抗冻蛋白基因
牛刀小试
提高农作物抗盐碱和抗旱能力的目的基因是（ ）
A、抗除草剂基因
B、调节细胞渗透压的基因
C、抗冻蛋白基因
D、Bt毒蛋白基因
B
抗除草剂基因有何用途？
喷洒除草剂时，杀死田间的杂草而不损伤作物
一、基因工程对农牧业方面的应用
4、转基因抗除草剂植物
(1) ：使食品的营养成分均衡
豆类食品含蛋氨酸比较少，大米、玉米、小麦则含赖氨酸比较少。这些人体必需氨基酸的缺少对健康很不利。
科学家们将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，导入植物，或改变这种氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。
我国科学家培育出了赖氨酸含量提高30%的转基因玉米。
豆类食品含蛋氨酸比较少，大米、玉米、小麦则含赖氨酸比较少。这些人体必需氨基酸的缺少对健康很不利。
科学家们将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，导入植物，或改变这种氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。
豆类食品含蛋氨酸比较少，大米、玉米、小麦则含赖氨酸比较少。这些人体必需氨基酸的缺少对健康很不利。
科学家们将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，导入植物，或改变这种氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。
一、基因工程对农牧业方面的应用
5、利用转基因改良植物品质
番茄富含维生素，但不耐储存。
我国科学家将控制番茄成熟的基因导入番茄，获得转基因延熟番茄。储存时间可延长1-2个月，有的可达80多天。
（2）：转基因耐储存番茄
一、基因工程对农牧业方面的应用
5、利用转基因改良植物品质
(3) ：转基因矮牵牛花
将与植物花青素代谢有关的基因导入花卉植物矮牵牛中，转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色。
一、基因工程对农牧业方面的应用
5、利用转基因改良植物品质
科学家们将外源生长激素基因，导入动物体内，以提高动物生长速率。得到了转基因老鼠和转基因鲤鱼。
一、基因工程对农牧业方面的应用
6、利用转基因提高动物的生长速率
例如，有些人食用牛奶后，对牛奶中的乳糖不能完全消化，也有人出现过敏、腹泻、恶心。
科学家们将肠乳糖酶基因，导入奶牛基因组，获得的转基因奶牛分泌的乳汁中，乳糖含量大大降低，而其他营养成分不受影响。
一、基因工程对农牧业方面的应用
7、用来改善畜产品的品质
二、基因工程在医药卫生领域的应用
1、用转基因动物生产药物
设问一:就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？
转基因动物的乳腺。
设问二:为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？
（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。
设问三:用转基因动物生产药物的优点有哪些？
二、基因工程在医药卫生领域的应用
1、用转基因动物生产药物
产量高、质量好、成本低、易提取
将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，将受精卵送入母体，使其发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品，称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。
设问四：什么叫做乳腺生物反应器？
设问五:用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的？
二、基因工程在医药卫生领域的应用
1、用转基因动物生产药物
获取目的基因
构建基因表达载体
(乳腺蛋白基因的启动子＋药用蛋白基因)
显微注射，
导入受精卵
形成早期胚胎
移植到母体
发育成转基因动物。
动物通过分泌的乳汁来生产所需要的药物。
科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是（ ）
①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体
A①②③④ B ②③④ C①③④ D ①②④
牛刀小试
C
乳汁中含有人生长激素的转基因牛
含人凝血因子基因的转基因羊（治血友病）
二、基因工程在医药卫生领域的应用
1、用转基因动物生产药物
实例
过渡：
由于人体移植器官短缺是世界性难题，人们不得不寻找可替代的移植器官。
猪的内脏构造、大小、血管分布与人相似；而且猪体内隐藏的致病基因远远少于灵长类动物。
最大的难题：
存在 反应。
免疫排斥
利用基因工程对猪的器官进行改造
方法：将器官供体基因组导入某种调节因子，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
二、基因工程在医药卫生领域的应用
2、用转基因动物做器官移植的供体
异想天开
假如某位心脏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，他会遭受到歧视吗？对此你怎么看？
基因工程为人类开辟新的食物来源。
1）鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中表达获得成功。这表明，未来能用发酵罐培养的大肠杆菌或酵母菌来生产人类所需要的卵清蛋白。
2）用基因工程的方法从微生物中获得人们所需要的糖类、脂肪和维生素等产品。
基因工程为食品工业中提供了什么前景？
三、基因工程在食品工业领域的应用
基因工程与环境污染治理的实例
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。
三、基因工程在食品工业领域的应用
小结
一、植物基因工程硕果累累
二、动物基因工程前景广阔
1、抗虫转基因植物
2、抗病转基因植物
3、抗逆转基因植物
4、利用转基因改良植物的品质
1、提高动物生长速度
2、用于改善畜产品的品质
3、用转基因动物生产药物
4、用转基因动物作器官移植的供体
同学们利用课下时间，去网上找一找
谢谢