人教版高中生物选修3专题1第3节基因工程的应用 课件2

学 习 目 标 ： 大面积种植的国家 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.如 何 获 得 抗 虫 植 物 ？ 现 在 有 哪 些 抗 虫 植 物 问 世 ? 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.常 用 的 抗 虫 基 因 有 哪 些 ？2.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 ？3.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 ? 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.为 什 么 说 常 规 育 种 很 难 培 育 出 抗 病 毒 的 新 品 种 ？3.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 因许多栽培植物由于自身缺少抗病毒的基因 4.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 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 人 体 （ 或 其 它 脊 椎 动 物 ） 必 不 可 少 ， 而 机体 内 又 不 能 合 成 的 ， 必 须 从 食 物 中 补 充 的氨 基 酸 ， 称 必 需 氨 基 酸 。 必 需 氨 基 酸 共 有 种 ： 赖 氨 酸 、 蛋 氨 酸 、缬 氨 酸 、 色 氨 酸 、 苏 氨 酸 、 苯 丙 氨 酸 、 亮氨 酸 、 异 亮 氨 酸 。 如 果 饮 食 中 经 常 缺 少 必 需 氨 基 酸 ， 可 影响 健 康 。 另 外 12种 氨 基 酸 是 人 体 细 胞 能 够 合 成 的 叫做 非 必 需 氨 基 酸 。 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 是控 制 番 茄 果 实 成 熟 的 基 因延长果实的储藏期 转 基 因 矮 牵 牛 的 目 的 基 因 是与 植 物 花 青 素 代 谢 有 关 的 基 因 转基因蓝玫瑰 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 有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁，在其他营养成分不受影响的情况下，乳糖的含量大大减低。乳糖乳糖酶半乳糖 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 ： 产 量 高 ； 质 量 好 ； 成 本 低 ； 易 提 取 。 药 物 蛋 白 乳 腺 蛋 白 基 因 的 启 动 子显 微 注 射受 精 卵 获 取 目 的 基 因 （ 例 如 血 清 白 蛋 白 基 因 ）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 ）显 微 注 射 导 入 哺 乳 动 物 受 精 卵 中形 成 胚 胎将 胚 胎 送 入 母 体 动 物发 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 ？ 继 哺 乳 动 物 乳 腺 发 生 器 研 发 成 功 后 ， 膀 胱 生 物 发 生器 的 研 究 也 取 得 了 一 定 进 展 。 最 近 ， 科 学 家 培 养 出一 种 转 基 因 小 鼠 ， 其 膀 胱 上 皮 细 胞 可 以 合 成 人 的 生长 激 素 并 分 泌 到 尿 液 中 。 请 回 答 ： （ 1） 将 人 的 生 长 激 素 基 因 导 入 小 鼠 受 体 细 胞 ， 常 用方 法 是 _。 （ 2） 进 行 基 因 转 移 时 ， 通 常 要 将 外 源 基 因 转 入_中 ， 原 因 是 _。 （ 3） 通 常 采 用 _ _技 术 检 测 外 源 基 因 是 否插 入 了 小 鼠 的 基 因 组 。 （ 4） 在 研 制 膀 胱 生 物 反 应 器 时 ， 应 使 外 源 基 因 在 小鼠 的 _细 胞 中 特 异 表 达 。 （ 5） 膀 胱 生 物 发 生 器 比 乳 腺 生 物 反 应 器 有 什 么 优 点 ？显 微 注 射 法受 精 卵 具 全 能 性 ， 可 使 外 源 基 因 在 相 应 的 组 织 细 胞 中 表 达 乳腺生物反应器是处于生殖期的雌性动物才可生产药用蛋白，而膀胱生物反应器则是任何生长期的雌雄动物均可生产。DNA分 子 杂 交膀 胱 上 皮 细 胞 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 科 学 前 沿 趣 味 展 望 三、基因工程药物异军突起 转基因抗乙肝西红柿，虽然不能治愈乙肝，但一年只吃几个抗乙肝西红柿，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经过多代繁殖，使转入的基因稳定化。这种西红柿培育历时十年，先是在实验室生长，等各种安全因素达标后，才移至户外，进行封闭种植。 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 胰 岛 素 从 猪 、 牛 等 动 物 的 胰腺 中 提 取 ， 100Kg胰 腺 只 能 提 取4-5g的 胰 岛 素 ， 其 产 量 之 低 和 价格 之 高 可 想 而 知 。将 合 成 的 胰 岛 素基 因 导 入 大 肠 杆 菌 ，每 2000L培 养 液 就 能 产生 100g胰 岛 素 ！ 使 其价 格 降 低 了 30%-50%!基 因 工 程 药 品 胰 岛 素 基因工程艾滋病疫苗基因工程乙肝疫苗 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 。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 。对 严 重 复 合 型 免 疫 缺 陷 症 的 治 疗 复合型免疫缺陷症的基因工程治疗复合型免疫缺陷症患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被细菌或者病毒感染，就会发病死亡。这个病的机理是细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱氨酶的基因发生了突变。可以通过基因工程的方法治疗。 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 。 体外基因治疗：从病人体内获取某种细胞进行培养，然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩大培养，最后重新输入患者体内。 体内基因治疗：用基因工程的方法，直接向人体组织细胞中转移基因的治疗方法。 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 畅想 假 如 你 拥 有 了 基因 工 程 技 术 ， 你最 想 用 于 哪 方 面 ？如 何 操 作 ？ 课 堂 总 结 练 习1、转基因技术在植物品种改良方面应用广泛，其中一项基因工程就是改造CO2固定酶。其目的是（ ） A、提高光合作用效率 B、延长果实的储藏期 C、培育新作物品种 D、提高植物的抗性A 2、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白基因的转基因牛，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的药物蛋白含量提高30多倍。“转基因动物”是指（ ） A、提供基因的动物 B、基因组中增加外源基因的动物 C、能产生白蛋白的动物 D、能表达基因信息的动物B 3、治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是（ ） A、口服化学药物 B、注射化学药物 C、利用辐射或药物诱发治病基因突变 D、采用基因治疗法纠正或弥补缺陷基因 带来的影响D