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1、课前准备课本、课本、非常非常学案、学案、双色笔双色笔Nothing is impossible for a willing heart.（心之所愿，无所不成）今今日日赠赠言言 知识回顾知识回顾1、基因工程的基本工具基因工程的基本工具:、。2、基因工程的步骤：、基因工程的步骤：、。3、获取目的基因的方法：、获取目的基因的方法：和和 。4、获取目的基因与切割质粒要用、获取目的基因与切割质粒要用 限制性内切酶切割，限制性内切酶切割，以获得以获得 。5、常用的载体有：、常用的载体有：。6、将目的基因导入受体细胞的方法：、将目的基因导入受体细胞的方法：（1）将目的基因导入植物细胞：）将目的基因导入植物细
2、胞：。（2）将目的基因导入动物细胞：）将目的基因导入动物细胞：。（3）将目的基因导入微生物细胞：）将目的基因导入微生物细胞：。限制性内切酶限制性内切酶DNA连接酶连接酶运载体运载体目的基因的获取目的基因的获取构建重组载体构建重组载体重组载体导入受体细胞重组载体导入受体细胞表达和鉴定表达和鉴定直接法直接法人工合成法人工合成法同一种同一种同样的黏性末端同样的黏性末端质粒、噬菌体和动植物病毒质粒、噬菌体和动植物病毒农杆菌转化法、花粉管通道法和基因枪法农杆菌转化法、花粉管通道法和基因枪法显微注射法显微注射法Ca2+处理法处理法基因工程的应用基因工程的应用学习目标：学习目标：1、举例说出基因工程的应用及
3、取得的丰硕成果2、指出抗虫棉、金米的培育过程3、列举应用于临床治疗的基因工程药物4、概述镰刀型细胞贫血症的治疗方案3班班司忠丽、刘梦雨、李文娇、孟祥栋、董玉堂、费振晔、我们的榜样，我们的骄傲我们的榜样，我们的骄傲希望其他同学再接再厉，积极努力，超越自我希望其他同学再接再厉，积极努力，超越自我!一一、基因工程在农业上的应用基因工程在农业上的应用 哪些转基因作物已进入大规模商业化应用哪些转基因作物已进入大规模商业化应用?转基因大豆、玉米、棉花和油菜转基因大豆、玉米、棉花和油菜植物基因工程技术主要用于哪些方面植物基因工程技术主要用于哪些方面?抗虫转基因植物抗虫转基因植物抗病转基因植物抗病转基因植物抗
4、逆转基因植物抗逆转基因植物利用转基因改良作物品质利用转基因改良作物品质，提高产量，提高产量抗虫转基因植物抗虫转基因植物方法：方法：目的基因：目的基因：从某些生物中分离出具有从某些生物中分离出具有杀虫活性的基杀虫活性的基因因，将其导入作物中，使其具有抗虫性，将其导入作物中，使其具有抗虫性蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等植物凝集素基因等成果：成果：转基因抗虫棉；转基因抗虫水稻等。转基因抗虫棉；转基因抗虫水稻等。转基因抗虫水稻（绿色植株）与转基因抗虫水稻（绿色植株）与对照（黄色枯萎植株）对照（黄色枯萎植株）抗虫棉（左）和普通棉（右）抗虫棉（左）
5、和普通棉（右）1阅读课本阅读课本P11-P12，回答一下问题。回答一下问题。（时间：10分钟）抗虫棉培育的目的基因是什么？抗虫棉培育的目的基因是什么？目的基因从何而来？目的基因从何而来？说出抗虫棉培育的详细过程。说出抗虫棉培育的详细过程。探究点探究点1 1抗虫棉的培育抗虫棉的培育2、要求：、要求：先先分层讨论，分层讨论，再全组讨论，再全组讨论，总结总结重点，重点，完善完善答案答案。学科组长注意控制讨论节奏，及时安排展示与点学科组长注意控制讨论节奏，及时安排展示与点评。评。每个同学都要做到：认真、热烈、高效、有序、每个同学都要做到：认真、热烈、高效、有序、激情、投入。激情、投入。三组、四组回答，
6、六组点评三组、四组回答，六组点评七组、八组回答，一组点评七组、八组回答，一组点评目的目的基因基因病毒外壳蛋白基因病毒外壳蛋白基因病毒的复制酶基因病毒的复制酶基因成果：成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草抗烟草花叶病毒的转基因烟草抗病毒的转基因小麦等。抗病毒的转基因小麦等。抗病转基因植物抗病转基因植物抗病毒基因：抗病毒基因：抗毒素合成基因抗毒素合成基因抗真菌基因：抗真菌基因：引起植物生病的病原微生物有：病毒、真菌和细菌引起植物生病的病原微生物有：病毒、真菌和细菌哪些环境条件会造成农作物低产、减产？哪些环境条件会造成农作物低产、减产？抗抗逆逆基基因因调节渗透压的基因调节渗透压的基因抗冻蛋白基因抗冻蛋白
7、基因抗除草剂基因抗除草剂基因调节细胞渗透压，使调节细胞渗透压，使植物抗干旱、抗盐碱植物抗干旱、抗盐碱使植物抗寒使植物抗寒使植物抗除草剂使植物抗除草剂抗逆转基因植物抗逆转基因植物成果：成果：A.A.利用调节利用调节细胞渗透压的基细胞渗透压的基因因，提高作物抗旱和抗盐碱，提高作物抗旱和抗盐碱能力；能力；B.B.将鱼的将鱼的抗冻蛋白基因抗冻蛋白基因转入转入番茄，提高番茄的抗冻能力。番茄，提高番茄的抗冻能力。C.C.将将抗除草剂基因抗除草剂基因导入农作导入农作物中，在喷洒除草剂时，杀物中，在喷洒除草剂时，杀死杂草而不杀死农作物。死杂草而不杀死农作物。利用转基因改良农作物品质利用转基因改良农作物品质，提
8、高产量，提高产量金米金米将有关将有关胡萝卜素合成酶胡萝卜素合成酶的基因导入水稻细的基因导入水稻细胞中，并诱导它们在水稻细胞中得以表达，胞中，并诱导它们在水稻细胞中得以表达，是水稻中的双香叶素是水稻中的双香叶素二磷酸转化成二磷酸转化成胡萝卜素。胡萝卜素。1、下列有关转基因植物的说法错误的是、下列有关转基因植物的说法错误的是 A、用基因工程培育的抗虫植物也能抗病毒、用基因工程培育的抗虫植物也能抗病毒 B、可以克服远缘杂交的障碍、可以克服远缘杂交的障碍 C、比传统育种所需要的时间短、比传统育种所需要的时间短 D、可用来培育高产、稳产、耐贮存的作物、可用来培育高产、稳产、耐贮存的作物A基因工程药物基因
9、工程药物基因治疗基因治疗二、二、基因工程基因工程在医学上的应用在医学上的应用在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、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？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。从生物的组织、细胞或血液中提取。传统生产方法的缺点传统生产方法的缺点:由于受原料来源的限制，价格十分昂贵由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。可利用什么方法来解决上述问题？可利用什么方法来解决上述问题？利用基因工程方法制造工程菌利用基因工程方法制造工程菌和和转基因转基因动物动物，可高效率地生产出各种可高效率地生产出各种高质量、低成本高质量、
10、低成本的药品。的药品。1 1.基因工程药物基因工程药物一般临床上使用的胰岛素主要从一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜猪、牛等家畜的胰腺的胰腺中提取，每中提取，每100kg胰腺只能提取胰腺只能提取45g胰岛胰岛素。用该方法生产的胰岛素素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要远不能满足社会需要。1979年，科学家将动物体内的年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大胰岛素基因与大肠杆菌肠杆菌DNA分子重组分子重组，并在大肠杆菌内实现了，并在大肠杆菌内实现了表达。表达。基因工程药基因工程药品品 胰岛素胰岛素 干扰素是干扰素是病毒侵入细胞后产生病毒侵入细胞后产生的
11、一种的一种糖蛋白糖蛋白。几乎能几乎能抵抗所有抵抗所有病毒引起的病毒引起的感染感染，是一种，是一种抗病毒抗病毒的特效药的特效药。此外对治疗某些。此外对治疗某些癌症和白血病癌症和白血病也有一也有一定疗效。定疗效。传统的干扰素生产方法是从人血液中的传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细白细胞内提取胞内提取，每，每300L血液只能提取出血液只能提取出1mg干扰素。干扰素。基因工程药基因工程药品品 干扰素干扰素 治疗侏儒症治疗侏儒症的的唯一方法唯一方法，是注射生长激素。，是注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，要获得生长激而生长激素的获得很困难。以前，要获得生长激素需解剖尸体，从大脑的底部素需解剖
12、尸体，从大脑的底部摘取垂体摘取垂体，并从中，并从中提取生长激素。提取生长激素。现利用基因工程方法，将人的现利用基因工程方法，将人的生长激素基因生长激素基因导入大肠杆菌导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。中，使其生产生长激素。人们从人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于素，相当于6万具尸体的全部产量。万具尸体的全部产量。基因工程药基因工程药品品 生长激素生长激素目前我国生产的基因工程药物有目前我国生产的基因工程药物有胰岛素胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等。、干扰素、乙肝疫苗等。1 1、什么是工程菌，利用工程菌生产的药物有哪些、什么是工程菌，利用工程菌生产的药
13、物有哪些2 2、胰岛素、生长激素的本质、作用？、胰岛素、生长激素的本质、作用？3 3、基因工程药物一般是口服药物吗？、基因工程药物一般是口服药物吗？4 4、利用微生物生成药物的优越性？、利用微生物生成药物的优越性？利用利用工程菌工程菌生产基因工程药物生产基因工程药物结合以上资料，阅读非常学案结合以上资料，阅读非常学案P7，回答一下问题。回答一下问题。探究点探究点2 2二组回答，五组点评二组回答，五组点评（时间：（时间：5分钟）分钟）一组回答，七组点评一组回答，七组点评六组回答，八组点评六组回答，八组点评三组回答，四组点评三组回答，四组点评同桌、前后桌讨论同桌、前后桌讨论2、利用细菌大量生产人胰
14、岛素，下列有关叙述不正确的是、利用细菌大量生产人胰岛素，下列有关叙述不正确的是A、需有适当载体将人胰岛素基因导入细菌、需有适当载体将人胰岛素基因导入细菌B、需有适当的酶对载体与人胰岛素基因进行切割与黏合、需有适当的酶对载体与人胰岛素基因进行切割与黏合C、重组后的、重组后的DNA分子，须在细菌体内转录、翻译成人胰岛素分子，须在细菌体内转录、翻译成人胰岛素D、利用细菌生产人胰岛素的过程需要核糖体、内质网、高尔、利用细菌生产人胰岛素的过程需要核糖体、内质网、高尔基体的参与基体的参与3、下列不属于利用基因工程技术制取的药物是、下列不属于利用基因工程技术制取的药物是A、在酵母菌体内获得干扰素、在酵母菌体
15、内获得干扰素B、从大肠杆菌体内制取白细胞介素、从大肠杆菌体内制取白细胞介素C、在青霉菌体内获取青霉素、在青霉菌体内获取青霉素D、在大肠杆菌细胞内获得胰岛素、在大肠杆菌细胞内获得胰岛素DC乳腺生物反应器：乳腺生物反应器：指以转基因雌性动物个指以转基因雌性动物个体的乳腺分泌乳汁来生体的乳腺分泌乳汁来生产所需药品。产所需药品。利用利用转基因动物转基因动物生产药物生产药物 乳腺生物反应器乳腺生物反应器药用蛋白基因药用蛋白基因目的基因：目的基因：用途用途：多肽类药物、多肽类药物、基因工程疫苗、基因工程疫苗、抗体、酶制剂抗体、酶制剂操作操作过程：过程：获取目的基因获取目的基因（药用蛋白基因）（药用蛋白基因
16、）构建基因表达载体构建基因表达载体（药用蛋白基因与（药用蛋白基因与乳腺蛋白基因乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组）的启动子等调控组件重组）显微注射显微注射（哺乳动物受精卵中（哺乳动物受精卵中）形成胚胎形成胚胎将胚胎送入母体动物将胚胎送入母体动物发育成转基因动物发育成转基因动物（只有在产下的雌性动物个（只有在产下的雌性动物个体中，转入的基因才能表达）体中，转入的基因才能表达）动物进入泌乳期动物进入泌乳期（分泌的乳汁中包含所（分泌的乳汁中包含所需要的药物）需要的药物）优点：优点：产量高产量高；质量好质量好成本低成本低；易提取易提取为什么乳腺能成为基因药为什么乳腺能成为基因药物最理想物最理想的表达场
17、所？的表达场所？（1）乳腺是一个外分泌腺器官，乳汁不进入）乳腺是一个外分泌腺器官，乳汁不进入体内循环，不会影响基因动物本身的生理体内循环，不会影响基因动物本身的生理代谢反应代谢反应（2）从乳汁中获取目的基因产物，）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，产量高，易提纯易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰，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）从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可大量繁殖的同时，转基因动物又可大量繁殖2 2.基因治疗基因治疗将正常基因或有治疗作用的基因通过一定将正常基因或有治疗作用的基因
18、通过一定方式导入靶细胞内，可以纠正基因缺陷方式导入靶细胞内，可以纠正基因缺陷而而达到治疗疾病的目的。这是治疗达到治疗疾病的目的。这是治疗遗传病遗传病的的最有效的手段。最有效的手段。策略主要有策略主要有基因置换、基基因置换、基因修复、基因增补、基因失活因修复、基因增补、基因失活。28镰刀型细胞贫血症的治疗镰刀型细胞贫血症的治疗探究点探究点3 3阅读课本阅读课本P14，回答一下问题。回答一下问题。1 1、镰刀型细胞贫血症患者的红细胞产生异常、镰刀型细胞贫血症患者的红细胞产生异常的根本原因？的根本原因？2 2、导入过程是将携带人正常基因的载体导入、导入过程是将携带人正常基因的载体导入患者所有细胞吗？
19、为什么？患者所有细胞吗？为什么？3 3、联系所学知识，发挥想象，说出一种治疗、联系所学知识，发挥想象，说出一种治疗遗传病的大致方案遗传病的大致方案七组回答，一组点评七组回答，一组点评八组回答，三组点评八组回答，三组点评四组、五组回答，二组点评四组、五组回答，二组点评4、2009年年4月月29日人类基因治疗报道，在美国佛日人类基因治疗报道，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。基因治疗是指副作用。基因治疗是指A、把健康外源基因导入有缺陷
20、的细胞中，达到治疗疾、把健康外源基因导入有缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。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、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。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、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。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、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。疗疾病的目的。A农农业业上上医医学学上上抗虫转基因植物抗虫转基因植物抗病转基因植物抗病转基因植物抗逆转基因植物抗逆转基因植物改良作物品质、提高作物产量改良作物品质、提高作物产量基因工程药物基因工程药物基因治疗基因治疗基基因因工工程程应应用用工程菌工程菌乳腺生物反应器乳腺生物反应器