人教版高中生物选修三13《基因工程的应用》课件.ppt
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- 基因工程的应用 人教版 高中生物 选修 13 基因工程 应用 课件
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1、1.3基因工程的应用 课程标准课程标准 列列举基因工程的应用成果。举基因工程的应用成果。课标解读课标解读 1.结结合教材实例,说出基因工程的应用及取得的丰硕合教材实例,说出基因工程的应用及取得的丰硕成果。成果。2.了解基因工程的新进展。了解基因工程的新进展。3.了解基因工程在农业、医疗等方面的应用。了解基因工程在农业、医疗等方面的应用。1抗虫转基因植物与抗病转基因植物抗虫转基因植物与抗病转基因植物植物基因工程硕果累累 类型类型项目项目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方法方法从某些生物中分离出具从某些生物中分离出具有有 ,将其导入作物中将其导入作物中将将 导导入植物中入植
2、物中杀虫活性的基因抗病基因基因基因种类种类Bt毒蛋白基因、毒蛋白基因、抑抑制剂基因、制剂基因、抑制剂抑制剂基因、植物凝集素基因等基因、植物凝集素基因等抗病毒基因:病毒抗病毒基因:病毒外壳蛋白外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因基因和病毒的复制酶基因抗抗真菌基因:真菌基因:基基因和抗毒素合成基因因和抗毒素合成基因蛋白酶淀粉酶几丁质酶成果成果转基因抗虫棉、转转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻等基因抗虫水稻等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和抗病毒的转基因小麦、甜椒、和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等番茄等意义意义减少了减少了 的使用,降低了生产成本,的使用,降低了生产成本,减少了环境污染,
3、降低了对人体健康的损害减少了环境污染,降低了对人体健康的损害化学农药 2.其他抗逆转基因植物其他抗逆转基因植物(1)抗抗逆基因:调节细胞逆基因:调节细胞 的基因,提高农的基因,提高农作物抗盐碱和抗干旱能力;鱼的作物抗盐碱和抗干旱能力;鱼的 基因使基因使作物耐寒;抗除草剂基因使作物抗除草剂。作物耐寒;抗除草剂基因使作物抗除草剂。(2)成果:抗盐抗旱烟草、耐寒番茄、抗除草剂玉成果:抗盐抗旱烟草、耐寒番茄、抗除草剂玉米等。米等。渗透压抗冻蛋白3转基因改良植物品质转基因改良植物品质(1)优良基因:必需氨基酸含量多的蛋白质编码基优良基因:必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和与植物花
4、青素代谢因、控制番茄果实成熟的基因和与植物花青素代谢有关的基因。有关的基因。(2)成果:富含成果:富含 的转基因玉米、转基的转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。因延熟番茄和转基因矮牵牛。赖氨酸思维激活思维激活1 基基因工程育种的主要优点有哪些?因工程育种的主要优点有哪些?提示提示基因工程育种最大的优势是目的性强,克基因工程育种最大的优势是目的性强,克服了远源杂交不亲和的障碍。服了远源杂交不亲和的障碍。植物基因工程的应用植物基因工程的应用项项目目抗虫转基因抗虫转基因植物植物抗病转基因抗病转基因植物植物抗逆转基因抗逆转基因植物植物转基因改良植物转基因改良植物的品质的品质目的目的基因基因Bt毒
5、蛋白基毒蛋白基因、蛋白酶因、蛋白酶抑制剂基因、抑制剂基因、淀粉酶抑制淀粉酶抑制剂基因、植剂基因、植物凝集素基物凝集素基因因病毒外壳蛋病毒外壳蛋白基因、病白基因、病毒的复制酶毒的复制酶基因、几丁基因、几丁质酶基因、质酶基因、抗毒素合成抗毒素合成基因基因调节细胞调节细胞渗透压的基渗透压的基因;因;抗冻蛋白抗冻蛋白基因基因(从鱼体从鱼体内获取内获取);抗除草剂抗除草剂基因基因含必需氨基酸含必需氨基酸较多的蛋白质编较多的蛋白质编码基因;码基因;控制番茄果实控制番茄果实成熟的基因;成熟的基因;与植物花青素与植物花青素代谢有关的基因代谢有关的基因作作用用抗虫:抗虫:Bt毒蛋白水解成多毒蛋白水解成多肽与昆虫
6、的肠上皮细胞的特肽与昆虫的肠上皮细胞的特异性受体结合,形成穿孔,异性受体结合,形成穿孔,细胞肿胀裂解致死;细胞肿胀裂解致死;蛋白蛋白酶抑制剂和淀粉酶抑制剂分酶抑制剂和淀粉酶抑制剂分别抑制相应酶活性,影响消别抑制相应酶活性,影响消化;化;植物凝集素基因控制植物凝集素基因控制合成一种糖蛋白,此糖蛋白合成一种糖蛋白,此糖蛋白能与昆虫肠道黏膜上的某种能与昆虫肠道黏膜上的某种物质结合,影响营养物质的物质结合,影响营养物质的吸收和利用吸收和利用前两种为前两种为抗病毒基抗病毒基因;后两因;后两种为抗真种为抗真菌基因菌基因通过改通过改变细胞内变细胞内渗透压,渗透压,提高抗盐提高抗盐碱、抗干碱、抗干旱能力;旱能
7、力;提高耐提高耐寒能力;寒能力;提高抗提高抗除草剂能除草剂能力力控制控制合成的合成的蛋白质蛋白质含必需含必需氨基酸氨基酸多;多;延迟延迟番茄成番茄成熟;熟;改变改变花瓣的花瓣的颜色颜色受体受体生物生物棉花、棉花、水稻等水稻等烟草烟草(抗病毒抗病毒)小麦小麦(抗病毒抗病毒)烟草烟草(抗干旱、抗盐抗干旱、抗盐碱碱);番茄;番茄(抗寒抗寒);大豆、玉米大豆、玉米(抗除草抗除草剂剂)玉米、番茄、玉米、番茄、矮牵牛等矮牵牛等 特别提醒特别提醒(1)抗虫转基因植物虽能抗虫但不抗病毒、抗虫转基因植物虽能抗虫但不抗病毒、细菌、真菌等;细菌、真菌等;(2)培育抗虫作物的优点:减少环境污培育抗虫作物的优点:减少环
8、境污染、降低生产成本;染、降低生产成本;(3)不同的抗虫基因作用机理不同;不同的抗虫基因作用机理不同;(4)Bt毒蛋白基因来自苏云金芽孢杆菌。毒蛋白基因来自苏云金芽孢杆菌。【巩固巩固1】金金茶花是中国特有的观赏品种,但易得茶花是中国特有的观赏品种,但易得枯萎病。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病基因,枯萎病。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病基因,通过下图所示的方法培育出了抗枯萎病的新品种。通过下图所示的方法培育出了抗枯萎病的新品种。下列相关叙述中,正确的是下列相关叙述中,正确的是()。A图中图中在基因工程中依次叫做基因表达载体、在基因工程中依次叫做基因表达载体、目的基因目的基因 B形成形成的操作
9、中使用的酶有限制酶、的操作中使用的酶有限制酶、DNA聚合酶聚合酶和和DNA连接酶连接酶 C由由培育至培育至过程中,依次经历了脱分化、再分过程中,依次经历了脱分化、再分化过程化过程 D在在幼苗中检测到抗枯萎病基因标志着成功培育幼苗中检测到抗枯萎病基因标志着成功培育新品种新品种 解析解析图中依次叫运载体、目的基因;过程的图中依次叫运载体、目的基因;过程的操作使用的酶有限制酶和操作使用的酶有限制酶和DNA连接酶;由培育至连接酶;由培育至的过程为植物组织培养,包括脱分化和再分化;幼的过程为植物组织培养,包括脱分化和再分化;幼苗具有抗枯萎的性状标志着成功培育出新品种。苗具有抗枯萎的性状标志着成功培育出新
10、品种。答案答案C 动物基因工程的前景动物基因工程的前景动物基因工程的应用 项目项目应用应用基因来源基因来源成果成果提高动物的生提高动物的生长速度长速度外源外源 基因基因转基因绵羊、转基因转基因绵羊、转基因鲤鱼鲤鱼改善畜产品的改善畜产品的品质品质肠乳糖酶基因肠乳糖酶基因转基因牛分泌的乳汁转基因牛分泌的乳汁中中 含量少含量少生长激素乳糖转基因动物生产转基因动物生产药物药物药用药用 基因乳腺基因乳腺蛋白基因的蛋白基因的 .乳腺生物反应器乳腺生物反应器转基因动物作器转基因动物作器官移植的供体官移植的供体抑制或除去抑制或除去 基基因因利用克隆技术培育利用克隆技术培育没有免疫排斥反应没有免疫排斥反应的猪器
11、官的猪器官蛋白启动子抗原决定思维激活思维激活2 器器官移植是一个世界性难题,现在科学官移植是一个世界性难题,现在科学家发现可以用猪的器官代替人的器官进行移植,其家发现可以用猪的器官代替人的器官进行移植,其原因是什么?原因是什么?提示提示猪的内脏构造、大小、血管分布与人类的猪的内脏构造、大小、血管分布与人类的极为相似,而且猪体内隐藏的、可导致人类疾病的极为相似,而且猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒远少于灵长目动物。病毒远少于灵长目动物。动物基因工程的应用动物基因工程的应用项目项目目的基因目的基因作用作用受体受体生物生物说明说明提高动物提高动物生长速度生长速度生长激素生长激素基因基因促进生长,提
12、促进生长,提高生长速度高生长速度鲤鱼鲤鱼不能导入生长素不能导入生长素基因基因改善畜产改善畜产品的品质品的品质肠乳糖酶肠乳糖酶基因基因转基因牛分泌转基因牛分泌的乳汁中乳糖的乳汁中乳糖含量少含量少奶牛奶牛解决某些人食用解决某些人食用牛奶出现的过敏牛奶出现的过敏症状症状转基因动物转基因动物生产药物生产药物(生物反应生物反应器或乳腺生器或乳腺生物反应器物反应器)药用蛋白乳药用蛋白乳腺基因微腺基因微生物蛋白基生物蛋白基因启动子因启动子分泌乳汁来分泌乳汁来生产相应的生产相应的药品药品奶牛奶牛已生产出的药品已生产出的药品有抗凝血酶、血有抗凝血酶、血清白蛋白、生长清白蛋白、生长激素和激素和抗胰蛋抗胰蛋白酶白酶
13、转基因动物转基因动物作器官移植作器官移植的供体的供体导入某种导入某种调节因子;调节因子;设法除去设法除去抗原决定基抗原决定基因因抑制抗原抑制抗原决定基因的决定基因的表达;表达;不不能合成相应能合成相应抗原抗原猪猪选择猪的器官作选择猪的器官作人器官替代品的人器官替代品的原因:原因:其内脏其内脏构造、大小、血构造、大小、血管分布与人的极管分布与人的极为相似;为相似;体内体内隐藏的致病基因隐藏的致病基因少少 特别提醒特别提醒(1)动物基因工程的应用主要体现在提高动动物基因工程的应用主要体现在提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物等方面,不
14、是为了产生体型巨大的个体。物等方面,不是为了产生体型巨大的个体。(2)比乳腺生物反应器更具有优势的是比乳腺生物反应器更具有优势的是(相同原理的相同原理的)膀膀胱生物反应器,如收集蛋白容易,不会对动物造成伤胱生物反应器,如收集蛋白容易,不会对动物造成伤害;不分性别、不分生殖期等。害;不分性别、不分生殖期等。【巩固巩固2】上上海医学遗传研究所成功培育出第一头海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛,他们还研究出一种可大大携带白蛋白的转基因牛,他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法,使转基因动物乳汁中提高基因表达水平的新方法,使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高的药物蛋白含量提高
15、30多倍。多倍。“转基因动物转基因动物”是指是指()。A提供基因的动物提供基因的动物B基因组中增加外源基因的动物基因组中增加外源基因的动物C能产生白蛋白的动物能产生白蛋白的动物D能表达基因信息的动物能表达基因信息的动物 解析解析转基因生物是指利用基因工程技术导入外源基转基因生物是指利用基因工程技术导入外源基因培育出的能够将新性状稳定地遗传给后代的基因工因培育出的能够将新性状稳定地遗传给后代的基因工程生物。题中的转基因牛中携带有外源的白蛋白基因。程生物。题中的转基因牛中携带有外源的白蛋白基因。答案答案B1基因工程药物异军突起基因工程药物异军突起(1)来来源源 。(2)成果成果细胞因子、细胞因子、
16、激素等。、激素等。(3)作用作用预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、各种传染病、各种传染病、类风湿等疾病。、类风湿等疾病。基因工程药物及基因治疗 转基因工程菌抗体疫苗遗传病糖尿病2基因治疗曙光初照基因治疗曙光初照(1)概概念念把把 导入病人体内,使该基因的表达产导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的。物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的。(2)成果成果将腺苷酸脱氨酶基因转入患者将腺苷酸脱氨酶基因转入患者 或造血或造血干细胞中,治疗复合型免疫缺陷症。干细胞中,治疗复合型免疫缺陷症。(3)方法方法体外基因治疗:先从病人体内获得体外基因治疗:先从病
17、人体内获得 ,如如T淋巴细胞,进行培养。然后,在淋巴细胞,进行培养。然后,在 完成基因完成基因转移,再筛选成功转移的细胞转移,再筛选成功转移的细胞 ,最后重,最后重新新 。体内基因治疗:直接向人体组织细胞中体内基因治疗:直接向人体组织细胞中 的治疗方法。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思维激活思维激活3 基基因治疗是否可治疗所有疾病?实施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?因治疗,就是用健康基因取代患病基因,对吗?提示提示基因治疗针对遗传病的治疗方法,是用正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
18、因,使正常基因的表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。遗传给下一代。1基因治疗基因治疗(1)概概念念向目标细胞中引入正常功能的基因,以纠正和补向目标细胞中引入正常功能的基因,以纠正和补偿基因的缺陷,达到治疗遗传病的目的。偿基因的缺陷,达到治疗遗传病的目的。(2)过程过程(3)途径途径 途径途径比较比较体外基因治疗
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