高三生物专题一1.3基因工程的应用ppt课件

1.培育转基因抗虫棉的主要步骤需要哪些工具？ 2.简述培育转基因抗虫棉的基本过程？ 思考：一、植物基因工程硕果累累 植物基因工程技术主要用于哪些方面? 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)抗虫转基因植物 1.虫害给农作物带来了哪些影响? 传统农业 如何 防治害虫? 有哪些不足? 2. 抗虫基因有哪些？ 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 请阅读P18生物资料技术卡,了解一些抗虫基 因的抗虫机理。 1.抗虫棉的目的基因是什么?目的基因从何而 来?对哺乳动物有害吗？ 2.将抗虫基因导入植物细胞中用的最多的方 法是什么？我国的科学家将抗虫基因导入棉 花用了什么独创的方法?思考： 1.细菌的基因之所以能“嫁接”到棉花细胞 内，原因是 。 组成细菌和棉花的DNA分子的空间 结构和化学组成相同 2.利用基因工程培育抗虫棉，与诱变育种 和杂交育种相比，有什么优点？是属于哪 种变异？ 3.抗虫棉能抗病吗？（二）抗病转基因植物 1.什么是病原微生物？有哪些种类？ 引起生物生病的微生物,主要有病毒、 真菌和细菌等 2.在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因？ 病毒外壳蛋白基因； 病毒的复制酶基因 3.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（三）其他抗逆转基因植物 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 4.转基因耐寒的烟草和番茄中哪种目的基因 提高了其抗寒能力？目的基因从何而来？ 鱼的抗冻蛋白基因 5.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（四）利用转基因改良植物的品质 你知道哪些食品中缺少必需氨基酸？ 如何用转基因的方法加以改良？试举例说明？ 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)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转基因矮牵牛的目的基因是什么？ 与植物花青素代谢有关的基因 1、科学家将菜豆储存蛋白的基因转移 到向日葵中，培育出了“向日葵豆”植物。 这一过程不涉及 A.DNA按照碱基互补配对原则自我复制 B.DNA以其一条链为模板合成RNA C.RNA以自身为模板自我复制 D.按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质 课堂练习 C二、动物基因工程前景广阔 （一）用于提高动物生长速度 ——动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等 导入外源生长激素基因（二）用于改善畜产品的品质 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，转基 因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大减低。（三）用转基因的动物生产药物 就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？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。 （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:为什么乳腺能成为基因药物最理想的 表达场所呢？ 将 基因与 等调控组件重组在一起，通过 等方 法，导入哺乳动物的 中，将 其 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。 乳腺生物反应器 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。 药物蛋白 乳腺蛋白基因的启动子 显微注射 受精卵①获取目的基因（例如血清白蛋白基因） ②构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加 特异表达的启动子） ③显微注射导入哺乳动物受精卵中 ④形成胚胎 ⑤将胚胎送入母体动物 ⑥发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体 中，转入的基因才能表达）。 思考: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？ （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 方法：将器官供体基因组导入 ， 以抑制的 表达或设法除去 ，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 某种调节因子 抗原决定基因 抗原决定基因基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。 在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配 对的步骤是 A、人工合成目的基因 B、目的基因与运载体结合 C、将目的基因导入受体细胞 D、目的基因的检测和表达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。 工程菌:用基因工程方法，使外源基因得到 高效率表达的菌类细胞株系。 基因工程药品包括：细胞因子（即淋巴因子 如白细胞介素—2、干扰素）、抗体、疫苗、 激素等利用微生物生产药物的优越性何在? 利用微生物生产蛋白质类药物，是指将人们需 要的某种蛋白质的编码基因，构建成表达载体后导入 微生物，然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药物。 有以下优越性： （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。 1、基因治疗概念： 四、基因治疗曙光初照 把正常基因导入病人体内，使该基因的表达 产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，是治 疗遗传病的最有效的手段。 （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，从而达到治疗疾病的目的）中，从而达到治疗疾病的目的） 2、实例： 将腺苷酸脱氨酶基因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。 (1)对严重复合型免疫缺陷症的治疗 1990年9月14日，安德森对一例患ADA缺乏 症的4岁女孩进行基因治疗。这个4岁女孩由于 遗传基因有缺陷，自身不能生产ADA，先天性 免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。 他们将这个女孩的白血球进行基因改造，使有 缺陷的基因被健康的基因替代，然后把含正常 白血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中。 在以后的10个月内她又接受了7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，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。取患者 骨髓 分离干 细胞 病毒 正常基因 导入正常基 因的干细胞 注入患 者体内 患半乳糖血症的患者，由于细胞内半乳 糖苷转移酶基因缺陷而缺少半乳糖苷转移酶， 使过多的半乳糖在体内积聚，引起肝、脑等 功能受损。 1971年，美国科学家在体外做了试验， 用带有半乳糖苷转移酶基因的噬菌体侵染患 者的离体组织细胞，结果发现这些组织细胞 能够利用半乳糖了。这表明，用基因替换的 方法治疗这种遗传病是可能的。 (2)半乳糖血症3、基因治疗的类型 体外基因治疗：先从病人体内获得某种细 胞，进行培养，然后在体外完成基因转移， 再筛选成功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：直接向人体组织细胞中转移 的治病方法。（如将治疗囊性纤维病的正常 基因转入患者肺组织） 4、基因治疗的发展现状：处于初期的临床 试验阶段 5、用于基因治疗的基因种类：正常基因、 反义基因和自杀基因五、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。