《高中生物 第一章 基因工程 1.3 基因工程的应用 新人教版选修3.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物 第一章 基因工程 1.3 基因工程的应用 新人教版选修3.ppt（24页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1.31.3基因工程的应用基因工程的应用温故知新温故知新 目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定细胞水平的检测有哪几个方面？检测方法分别是细胞水平的检测有哪几个方面？检测方法分别是什么？什么？个体水平的监测包括哪些方面？如何检测是否抗个体水平的监测包括哪些方面？如何检测是否抗病抗虫？病抗虫？自主探究：一、植物基因工程硕果累累自主探究：一、植物基因工程硕果累累 1 1、哪些转基因作物已进入大规模商业化应用阶段、哪些转基因作物已进入大规模商业化应用阶段?转基因大豆、玉米、棉花和油菜转基因大豆、玉米、棉花和油菜2 2、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?提高农作物的
2、抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、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）抗干旱和抗盐碱等）,以及改良农作物的品质和利以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面用植物生产药物等方面.合作探究：合作探究：(一一)抗虫转基因植物抗虫转基因植物1.1.虫害给农作物带来了哪些影响虫害给农作物带来了哪些影响?传统农业如何防治害虫传统农业如何防治害虫?有哪些不足有哪些不足?2.2.抗虫基因主要有？抗虫基因主要有？BtBt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等请阅读请阅读P18P18生物资料技
3、术卡生物资料技术卡,了解一些抗虫基因的了解一些抗虫基因的抗虫机理。抗虫机理。3 3、我国抗虫棉的目的基因是什么、我国抗虫棉的目的基因是什么?目的基因从何而来目的基因从何而来?（记住）（记住）（二）抗病转基因植物（二）抗病转基因植物1.1.什么是病原微生物？有哪些种类？什么是病原微生物？有哪些种类？引起生物生病的微生物，主要有病毒、真菌引起生物生病的微生物，主要有病毒、真菌和细菌等和细菌等2.2.为什么说常规育种很难培育出抗病毒的新品种？为什么说常规育种很难培育出抗病毒的新品种？3.3.在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因？在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因？病毒外壳蛋白（病毒外壳蛋白（c
4、oat proteincoat protein，CPCP）基因；）基因；病毒的复制酶基因病毒的复制酶基因4.4.在抗真菌转基因植物中使用什么基因？在抗真菌转基因植物中使用什么基因？几丁质酶基因和抗毒素合成基因几丁质酶基因和抗毒素合成基因 （三）其他抗逆转基因植物（三）其他抗逆转基因植物1 1、抗逆基因的种类及作用分别是什么？、抗逆基因的种类及作用分别是什么？调节细胞渗透压的基因调节细胞渗透压的基因使作物抗盐碱、抗干旱；使作物抗盐碱、抗干旱；鱼的鱼的抗冻蛋白基因抗冻蛋白基因使作物抗寒；使作物抗寒；抗除草剂基因抗除草剂基因使作物抗除草剂。使作物抗除草剂。（四）利用转基因改良植物的品质（四）利用转基
5、因改良植物的品质阅读教材总结阅读教材总结:在改良植物品质方面有哪些应用在改良植物品质方面有哪些应用实例？实例？1 1、我们吃的许多食品中缺少必需氨基酸？、我们吃的许多食品中缺少必需氨基酸？如何用转基因的方法加以改良？如何用转基因的方法加以改良？、将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物、将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物、改变必需氨基酸合成途径中某种关键酶的活性、改变必需氨基酸合成途径中某种关键酶的活性2 2、转基因延熟番茄的目的基因是什么？、转基因延熟番茄的目的基因是什么？控制番茄果实成熟的基因控制番茄果实成熟的基因3 3、转基因矮牵牛的目的基因是什么？、转基因矮牵牛的目的基因是什
6、么？与植物与植物花青素代谢有关的基因花青素代谢有关的基因异想天开异想天开合作探究：二、动物基因工程前景广阔合作探究：二、动物基因工程前景广阔动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等1 1、提高动物的生长速度的基因是什么？、提高动物的生长速度的基因是什么？2 2、如何使牛的乳汁中乳糖含量降低？、如何使牛的乳汁中乳糖含量降低？3 3、什么是乳腺生物反应器？、什么是乳腺生物反应器？4 4、器官移植的最大难题是什么？、器官移植的最大难题是什么？如何解决这一难题？如何解决这一难题？动物基因工程的应用包括哪几个方面？动物基因工程的应用包括哪几个方面？将将药用蛋白基因
7、药用蛋白基因与与乳腺蛋白基因的启动子乳腺蛋白基因的启动子等调控组等调控组件重组在一起，通过件重组在一起，通过显微注射显微注射等方法，导入哺乳动等方法，导入哺乳动物的物的受精卵受精卵中，将受精卵中，将受精卵送入母体送入母体，使其，使其发育成转发育成转基因动物基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分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，称为泌乳汁生产所需要的药品，称为乳腺生物反应器乳腺生物反应器或或乳房生物反应器。乳房生物反应器。乳腺生物反应器乳腺生物反应器乳腺生物反应器的优点：乳腺生物反应器的优点：产量高；产量高；质量好；质量好；成成本低；本低；易提取。易提取。（四）用转
8、基因动物作器官移植的供体（四）用转基因动物作器官移植的供体利用基因工程对猪的器官进行改造利用基因工程对猪的器官进行改造方法：方法：将将器官供体基因组导入某种调节因子器官供体基因组导入某种调节因子，以，以抑制抗原决定基因的表达或抑制抗原决定基因的表达或设法除去抗原决定基设法除去抗原决定基因因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应，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的转基因克隆猪器官将将目的基因目的基因导入到动物的受精卵里，目的基因若导入到动物的受精卵里，目的基因若与受精卵染色体与受精卵染色体DNADNA整合，细胞分裂时，该基因随整合，细胞分裂时，该基因随染色体的倍增而倍增
9、，使每个细胞中都带有目的染色体的倍增而倍增，使每个细胞中都带有目的基因，使基因，使性状得以表达性状得以表达，并稳定地遗传给后代，并稳定地遗传给后代，从而获得基因产品。这样一种新的个体，称为转从而获得基因产品。这样一种新的个体，称为转基因动物。基因动物。总结：什么叫转基因动物？总结：什么叫转基因动物？该过程的重要步骤是通过该过程的重要步骤是通过显微注射技术显微注射技术将重组将重组DNADNA转移到动物受精卵中。转移到动物受精卵中。1.1.在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰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？等直接从生物体的哪些结构中提取？从生物的
10、组织、细胞或血液中提取。从生物的组织、细胞或血液中提取。2.2.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。合作探究：三、基因工程药品异军突起合作探究：三、基因工程药品异军突起3.3.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转基因的利用基因工程方法制造转基因的工程菌工程菌，可高效率地，可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。生产出各种高质量、低成本的药品。工程菌工程菌:用用基因工程基因工程方法，使外源基因得到高效率方法，使外源基因得到高效率表达的表达的菌类细胞株系菌类细胞株系。基因工程药
11、品包括：细胞因子（即淋巴因子如白基因工程药品包括：细胞因子（即淋巴因子如白细胞介素细胞介素2 2、干扰素）、抗体、疫苗、激素等、干扰素）、抗体、疫苗、激素等什么是工程菌，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物有哪些读教材读教材2121页最后一段回答页最后一段回答 胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床上使用胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg100kg胰腺只能提取胰腺只能提取4 45g5g胰岛素。用该方法生产的胰岛素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。
12、胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。19791979年，科学家年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大肠杆将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌菌DNADNA分子重组分子重组，并在大肠杆菌内实现了表达。，并在大肠杆菌内实现了表达。19821982年，美国一家基因公司用基因工程方法生产的年，美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市场，售价降低了胰岛素投入市场，售价降低了30%30%50%50%。基因工程药品基因工程药品 胰岛素胰岛素 治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射生长激素。治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，要获得生长激素，而生长激素的获得很困难。
13、以前，要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体，并从中提取需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体，并从中提取生长激素。生长激素。现可利用基因工程方法，现可利用基因工程方法，将人的生长激素基因导将人的生长激素基因导入大肠杆菌中入大肠杆菌中，使其生产生长激素。人们从，使其生产生长激素。人们从 450 L450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于6 6万具万具尸体的全部产量。尸体的全部产量。基因工程药品基因工程药品 生长激素生长激素干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种种糖蛋白糖蛋白。干扰素几乎能抵抗所
14、有病毒引起的感染，。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对治疗癌症和是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对治疗癌症和某些白血病也有一定疗效。传统的干扰素生产方法某些白血病也有一定疗效。传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提取，每是从人血液中的白细胞内提取，每300L300L血液只能提血液只能提取出取出1mg1mg干扰素。干扰素。1980198019821982年，科学家年，科学家用基因工程用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，是是传统的生产量的传统的生产量的1212万倍。万倍。19871987年上述干扰素大
15、量投年上述干扰素大量投放市场。放市场。基因工程药品基因工程药品 干扰素干扰素合作探究：四、基因治疗曙光初照合作探究：四、基因治疗曙光初照读教材读教材2323页最后两自然段以及页最后两自然段以及2424页第一自然段页第一自然段回答以下问题回答以下问题1 1、基因治疗的概念、基因治疗的概念2 2、基因治疗的实例，如何进行的治疗？、基因治疗的实例，如何进行的治疗？3 3、基因治疗的类型及操作程序？、基因治疗的类型及操作程序？4 4、基因治疗的发展现状？、基因治疗的发展现状？5 5、用于基因治疗的基因种类？、用于基因治疗的基因种类？1 1、基因治疗概念：基因治疗概念：四、基因治疗曙光初照四、基因治疗曙
16、光初照 把把正常基因正常基因导入病人体内，使该基因的表导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到达产物发挥功能，从而达到治疗疾病治疗疾病的目的，是的目的，是治疗治疗遗传病遗传病的最有效的手段。的最有效的手段。（把特定的（把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞外源基因导入有基因缺陷的细胞中，中，从而达到治疗疾病的目的）从而达到治疗疾病的目的）2 2、实例：、实例：将将腺苷酸脱氨酶基因腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细转入取自患者的淋巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。(1)(1)对严重复合型免疫缺陷症的治疗对严重复合型免疫缺陷症的治疗3 3、基因治
17、疗的类型、基因治疗的类型体外基因治疗体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，进：先从病人体内获得某种细胞，进行培养，然后在行培养，然后在体外完成基因转移体外完成基因转移，再筛选成功，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。体内基因治疗体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移的治直接向人体组织细胞中转移的治病方法病方法。（如将治疗囊性纤维病的正常基因转入。（如将治疗囊性纤维病的正常基因转入患者肺组织）患者肺组织）4 4、基因治疗的发展现状：、基因治疗的发展现状：5 5、用于基因治疗的基因种类：（见、用于基因治疗的基因种类：（见2424页资料卡）
18、页资料卡）处于初期的处于初期的临床试验临床试验阶段阶段正常基因、反义基因和自杀基因正常基因、反义基因和自杀基因 1990 1990年年9 9月月1414日，安德森对一例患日，安德森对一例患ADAADA缺乏症的缺乏症的4 4岁岁女孩进行基因治疗。这个女孩进行基因治疗。这个4 4岁女孩由于遗传基因有缺岁女孩由于遗传基因有缺陷，自身不能生产陷，自身不能生产ADAADA，先天性免疫功能不全，只能，先天性免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他们生活在无菌的隔离帐里。他们将这个女孩的白血球进将这个女孩的白血球进行基因改造行基因改造，使有缺陷的基因被健康的基因替代，然，使有缺陷的基因被健康的基因替代，然
19、后把含正常白血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管后把含正常白血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中。在以后的中。在以后的1010个月内她又接受了个月内她又接受了7 7次这样的治疗，次这样的治疗，同时也接受酶治疗。后来，她的免疫功能日趋健全，同时也接受酶治疗。后来，她的免疫功能日趋健全，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活，并进入普通能够走出隔离帐，过上了正常人的生活，并进入普通小学上学。小学上学。DNADNA分子杂交分子杂交是基因诊断最基本的方法之一。当用一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段已知基因的核苷酸序列作为探针探针，与被测基因进，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。测基因中含有已知的基因序列。知识拓展：基因诊断知识拓展：基因诊断