生物选修基因工程的应用人教.ppt

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1、生物选修基因工程的应用人教现在学习的是第1页，共44页会发光的鱼会发光的鱼现在学习的是第2页，共44页大家好，我是大家好，我是小猴小猴“安迪安迪”现在学习的是第3页，共44页1.3基因工程基因工程的应用的应用现在学习的是第4页，共44页教学目标教学目标知识目标知识目标 举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。1、通过对相关图片的观察，学会科学的观察、通过对相关图片的观察，学会科学的观察方法，培养收集、处理信息的能力。方法，培养收集、处理信息的能力。能力目标能力目标2、学以致用，培养思考能力。、学以致用，培养思考能力。现在学习的是第5页，共44页情感态度与价值

2、观情感态度与价值观1、关注基因工程的进展。、关注基因工程的进展。2、认同基因工程的应用促进生产力的提高。、认同基因工程的应用促进生产力的提高。现在学习的是第6页，共44页重点重点难点难点教学重难点教学重难点基因工程在农业和医疗等方面的应用。基因工程在农业和医疗等方面的应用。基因治疗人类遗传疾病。基因治疗人类遗传疾病。现在学习的是第7页，共44页一一、植植物物基基因因工工程程硕硕果果累累累累20012001年转基年转基年转基年转基因作物种植因作物种植因作物种植因作物种植面积最大的面积最大的面积最大的面积最大的四个国家及四个国家及四个国家及四个国家及其所占比例其所占比例其所占比例其所占比例美国美国

3、美国美国阿根廷阿根廷阿根廷阿根廷加拿大加拿大加拿大加拿大中国中国10%10%20%20%30%30%40%40%50%50%60%60%70%70%主要主要用于用于提高农作物抗逆能力、改良农作物品提高农作物抗逆能力、改良农作物品质、利用植物生产药物质、利用植物生产药物现在学习的是第8页，共44页1.抗虫转基因植物抗虫转基因植物使用化学农药的弊端使用化学农药的弊端解决这些弊端的途径解决这些弊端的途径污染环境，损害污染环境，损害人类健康，增加人类健康，增加生产成本。生产成本。将具有杀虫活性的基将具有杀虫活性的基因导入作物中，使其因导入作物中，使其具有抗虫性。具有抗虫性。现在学习的是第9页，共44页

4、抗虫目的基因抗虫目的基因应用举例应用举例BtBt毒蛋白基因、蛋白酶毒蛋白基因、蛋白酶毒蛋白基因、蛋白酶毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑抑制剂基因、淀粉酶抑抑制剂基因、淀粉酶抑抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素制剂基因、植物凝集素制剂基因、植物凝集素制剂基因、植物凝集素基因等基因等基因等基因等抗虫水稻、棉花、玉米、抗虫水稻、棉花、玉米、马铃薯、烟草、番茄、马铃薯、烟草、番茄、大豆、苹果、核桃、菊大豆、苹果、核桃、菊花等花等现在学习的是第10页，共44页与对照组（黄色枯萎植株）与对照组（黄色枯萎植株）转基因抗虫水稻（绿色植株）转基因抗虫水稻（绿色植株）现在学习的是第11页，共44页抗虫

5、棉抗虫棉普通棉普通棉现在学习的是第12页，共44页2.抗病转基因植物抗病转基因植物病原微生物病原微生物引起植物生病的微生物引起植物生病的微生物如：病毒、真菌、细菌等。如：病毒、真菌、细菌等。抗虫目的基因抗虫目的基因最多：最多：最多：最多：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因举例举例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抗病毒转基因小麦、抗病毒转基因甜椒抗病毒转基因小麦、抗病毒转基因甜椒 抗真菌转基因植物：抗真菌转基因植物：现在学习的是第13页，共44页抗病毒的转基因小麦抗病毒的转基因小麦现在学习的是第14页，共44页3.抗逆转基因植物抗逆转基因

6、植物造成低产、减产的常见因素造成低产、减产的常见因素盐碱、干旱、低温、涝害等盐碱、干旱、低温、涝害等盐碱、干旱对农作物的危害于什么有关盐碱、干旱对农作物的危害于什么有关与细胞内渗透压调节有关与细胞内渗透压调节有关抗虫目的基因抗虫目的基因抗盐碱和干旱作物抗盐碱和干旱作物抗盐碱和干旱作物抗盐碱和干旱作物：耐寒的番茄：耐寒的番茄：耐寒的番茄：耐寒的番茄：抗除草剂的大豆：抗除草剂的大豆：抗除草剂的大豆：抗除草剂的大豆：调节细胞渗透压的基因调节细胞渗透压的基因鱼的抗冻蛋白基因鱼的抗冻蛋白基因抗除草剂基因抗除草剂基因现在学习的是第15页，共44页转基因抗旱番茄转基因抗旱番茄转黄瓜抗青枯病基因的转黄瓜抗青枯

7、病基因的甜椒甜椒现在学习的是第16页，共44页左侧左侧:喷洒除草剂后，杂喷洒除草剂后，杂草全部除掉，转基因玉草全部除掉，转基因玉米生长正常。米生长正常。转基因抗除草剂玉米转基因抗除草剂玉米右侧，未洒除草剂，杂右侧，未洒除草剂，杂草丛生。草丛生。现在学习的是第17页，共44页转黄瓜抗青枯病基转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯因的马铃薯不会引起过敏的转不会引起过敏的转基因大豆基因大豆现在学习的是第18页，共44页4.利用转基因改良植物品种利用转基因改良植物品种使食品的营养成分均衡使食品的营养成分均衡将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，导入植物，或改变这种氨基酸合成途径导

8、入植物，或改变这种氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。含量。将富含氨基酸的蛋白质编码基因导入玉将富含氨基酸的蛋白质编码基因导入玉米，获得的转基因玉米中赖氨酸的含量米，获得的转基因玉米中赖氨酸的含量提高提高30%。现在学习的是第19页，共44页转基因高赖氨酸玉米转基因高赖氨酸玉米现在学习的是第20页，共44页使果品延熟，便于储存使果品延熟，便于储存将控制番茄成熟的基因导入番茄，获得转基将控制番茄成熟的基因导入番茄，获得转基因延熟番茄。因延熟番茄。转基因延熟番茄转基因延熟番茄现在学习的是第21页，共44页丰富花品颜色，提高观赏价值。丰富花品颜色，

9、提高观赏价值。将与植物花青素代谢有关的基因导入花卉植将与植物花青素代谢有关的基因导入花卉植物矮牵牛中，转基因矮牵牛呈现出自然界没物矮牵牛中，转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色。有的颜色。转基因矮牵牛转基因矮牵牛普通矮牵牛普通矮牵牛现在学习的是第22页，共44页二二、动动物物基基因因工工程程前前景景广广阔阔1.用于提高动物生长速度用于提高动物生长速度普通普通鲑鱼鲑鱼转基因转基因鲑鱼鲑鱼现在学习的是第23页，共44页2.用于改善畜产品的品质用于改善畜产品的品质如，将肠乳糖酶基因导入奶牛基因如，将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，转基因奶牛分泌的乳汁，乳糖组，转基因奶牛分泌的乳汁，乳糖含量降低，营养成分不

10、变。含量降低，营养成分不变。现在学习的是第24页，共44页 3.用转基因动物生产药物用转基因动物生产药物什么叫转基因动物什么叫转基因动物是指把人或哺乳动物的某种基因导入到哺乳动物是指把人或哺乳动物的某种基因导入到哺乳动物是指把人或哺乳动物的某种基因导入到哺乳动物是指把人或哺乳动物的某种基因导入到哺乳动物(如如如如鼠、兔、羊和猪鼠、兔、羊和猪鼠、兔、羊和猪鼠、兔、羊和猪)的受精卵里，目的基因若与受的受精卵里，目的基因若与受精卵染色体精卵染色体DNADNA整合，细胞分裂时，该基因随染整合，细胞分裂时，该基因随染整合，细胞分裂时，该基因随染整合，细胞分裂时，该基因随染色体的倍增而倍增，使每个细胞中都

11、带有目的基色体的倍增而倍增，使每个细胞中都带有目的基色体的倍增而倍增，使每个细胞中都带有目的基色体的倍增而倍增，使每个细胞中都带有目的基因，使性状得以表达，并稳定地遗传给后代，从因，使性状得以表达，并稳定地遗传给后代，从因，使性状得以表达，并稳定地遗传给后代，从因，使性状得以表达，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，称为转基而获得基因产品。这样一种新的个体，称为转基而获得基因产品。这样一种新的个体，称为转基而获得基因产品。这样一种新的个体，称为转基因动物。因动物。因动物。因动物。现在学习的是第25页，共44页就基因药物而言，最理想的表达场所是就基因药物而言，最理想的表达场所

12、是乳腺乳腺乳腺乳腺为什么为什么?3 3）从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，转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。基因动物又可无限繁殖。1 1）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会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。影响转基因动物本身的生理代谢反应。2 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。经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。现在学习的是第26页，共44页构建基因表达载体构建基因表达载

13、体构建基因表达载体构建基因表达载体显微注射导入哺乳显微注射导入哺乳显微注射导入哺乳显微注射导入哺乳动物受精卵中动物受精卵中动物受精卵中动物受精卵中形成胚胎形成胚胎形成胚胎形成胚胎将胚胎送入将胚胎送入将胚胎送入将胚胎送入母体动物母体动物母体动物母体动物只有在产下的雌性动物个体只有在产下的雌性动物个体中，转入的基因才能表达。中，转入的基因才能表达。获取目的基因例获取目的基因例获取目的基因例获取目的基因例（如血清（如血清（如血清（如血清蛋白蛋白蛋白蛋白基因）基因）基因）基因）发育成转发育成转基因动物基因动物乳房生物反应器的操作过程乳房生物反应器的操作过程现在学习的是第27页，共44页4.用于转基因动

14、物作器官移植的供体用于转基因动物作器官移植的供体设想设想建立器官建立器官移植工厂移植工厂现实现实用动物的用动物的器官解决器官解决人类器官人类器官来源问题来源问题现在学习的是第28页，共44页三三、基基因因工工程程药药物物异异军军突突起起在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素直接生物体的哪些结构中提取？素直接生物体的哪些结构中提取？素直接生物体的哪些结构中提取？素直接生物体的哪些结构中提取？从生物的从生物的从生物的从生物的组织、细胞组织、细胞组织、细胞组织、细胞或或

15、血液血液血液血液中提取。中提取。中提取。中提取。缺点缺点缺点缺点解决途径解决途径解决途径解决途径由于受原由于受原材料来源材料来源的限制，的限制，价格价格价格价格十分十分十分十分昂贵昂贵昂贵昂贵。利用利用利用利用基因工程基因工程方方方方法制造法制造法制造法制造“工程菌工程菌工程菌工程菌”，可，可，可，可高效率高效率地地地地生产出各种生产出各种生产出各种生产出各种高质高质高质高质量量量量、低成本低成本低成本低成本的药的药的药的药品。品。品。品。现在学习的是第29页，共44页基因工程胰岛素（一）基因工程胰岛素（一）胰岛素是治疗糖尿病的胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能特效药，长期以来只能依靠从

16、猪、牛等动物的依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，胰腺中提取，100Kg胰腺胰腺只能提取只能提取4-5g的胰岛素，的胰岛素，其产量之低和价格之高其产量之低和价格之高可想而知。可想而知。胰岛素分子结构胰岛素分子结构现在学习的是第30页，共44页基因工程胰岛素（二）基因工程胰岛素（二）将合成的胰岛素基因导将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生培养液就能产生100g胰岛素！大规模工业化胰岛素！大规模工业化生产不但解决了这种比生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了题，还使其价格降低了30%-50%!胰岛素生产车间胰岛素生产车间现在

17、学习的是第31页，共44页干扰素治疗病毒感染简直是干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药万能灵药”！过！过去从人血中提取，去从人血中提取，300L血才提取血才提取1mg！其！其“珍贵珍贵”程度自不用多说。程度自不用多说。干扰素生产车间干扰素生产车间干扰素分子结构干扰素分子结构基因工程干扰素（一）基因工程干扰素（一）现在学习的是第32页，共44页 基因工程人工干扰素基因工程人工干扰素-2b（安达芬）（安达芬）是我国第一个全国是我国第一个全国产化基因工程人干扰素产化基因工程人干扰素-2b，具有抗病毒，抑制肿，具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用

18、，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。治疗的主要药物。基因工程干扰素（二）基因工程干扰素（二）现在学习的是第33页，共44页人造血液及其生产人造血液及其生产 人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用人类的健康水平发挥了重大的作用。其它基因工程药物其它基因工程药物现在学习的是第34页，共4

19、4页基因工程药品基因工程药品基因工程药品基因工程药品 生长激素生长激素 治疗侏儒症治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射生长的唯一方法，是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，要获得激素。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，从大脑的底部生长激素，需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体摘取垂体，并从中提取生长激素。并从中提取生长激素。并从中提取生长激素。并从中提取生长激素。现可利用基因工程方法，将人的现可利用基因工程方法，将人的现可利用基因工程方法，将人的现可利用基因工程方法，将人的生长激素基因导生长激素基因导生长激素基因导生长激素基因导入大肠杆菌入大肠杆菌入大肠杆菌入大

20、肠杆菌中，使其生产生长激素。人们从中，使其生产生长激素。人们从中，使其生产生长激素。人们从中，使其生产生长激素。人们从 450 L450 L大大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于6 6万具万具万具万具尸体的全部产量。尸体的全部产量。尸体的全部产量。尸体的全部产量。其它基因工程药物其它基因工程药物现在学习的是第35页，共44页四四、基基 因因 治治 疗疗 曙曙 光光 初初 照照基因治疗：基因治疗：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物把正常基因导入病人体内，使该基因的表达

21、产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。病的最有效的手段。病的最有效的手段。病的最有效的手段。举例：举例：复合型免疫缺陷复合型免疫缺陷现在学习的是第36页，共44页患者生存在无菌环境中患者生存在无菌环境中 复合型免疫缺陷症复合型免疫缺陷症患者缺乏正常的人体免患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被细菌疫功能，只要稍被细菌或者病毒感染，就会发或者病毒感染，就会发病死亡。这个病的机理病死亡。这个病的机理是细胞的一个常染色体是细胞的一个常染

22、色体上上编码腺苷酸脱氨酶的编码腺苷酸脱氨酶的基因基因发生了突变。可以发生了突变。可以通过基因工程的方法治通过基因工程的方法治疗。疗。现在学习的是第37页，共44页基因治疗的形式：基因治疗的形式：体外基因治疗体外基因治疗体内基因治疗体内基因治疗用于基因治疗的基因种类：用于基因治疗的基因种类：1）用）用正常基因正常基因代替缺陷基因，或依靠其表达产物来弥补病变基因代替缺陷基因，或依靠其表达产物来弥补病变基因带来的缺陷。如血友病、地中海贫血病的治疗。带来的缺陷。如血友病、地中海贫血病的治疗。2）反义基因反义基因。用。用mRNA分子与病变的分子与病变的mRNA分子进行互补，阻分子进行互补，阻断蛋白质的合

23、成。断蛋白质的合成。3）自杀基因自杀基因。编码可杀死癌变细胞的蛋白酶基因。编码可杀死癌变细胞的蛋白酶基因。现在学习的是第38页，共44页课堂小结课堂小结基因工程药物以及用基因工程治疗遗传性疾病。基因工程药物以及用基因工程治疗遗传性疾病。植物基因工程应植物基因工程应用用抗虫转基因植物、抗病转基因植物、抗虫转基因植物、抗病转基因植物、抗逆转基因植物、改良植物品种。抗逆转基因植物、改良植物品种。动物基因工程应动物基因工程应用用提高动物的生长速率、改善储蓄提高动物的生长速率、改善储蓄产品的品质、用转基因动物生产产品的品质、用转基因动物生产药物、用转基因动物做器官移植药物、用转基因动物做器官移植的供体。

24、的供体。现在学习的是第39页，共44页课堂练习课堂练习1、继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器、继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器、继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器、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的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基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因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到因

25、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：尿液中。请回答：尿液中。请回答：尿液中。请回答：将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是法是法是法是_。显微注射显微注射显微注射显微注射进行基因转移是，通常要将外源基因转到进行基因转移是，通常要将外源基因转到进行基因转移是，通常要将外源基因转到进行基因转移是，通常要将外源基因转到_中。原因是中。原因是：受精卵受精卵受精卵受精卵 受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细受精卵具有全能性，可使外

26、源基因在相应组织细受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达。胞表达。胞表达。胞表达。现在学习的是第40页，共44页2 2、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白基、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白基、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白基、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因的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达因的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达因的转基因牛，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

27、提水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高高高高3030多倍。多倍。多倍。多倍。“转基因动物转基因动物转基因动物转基因动物”是指是指是指是指 ()()A.A.提供基因的动物提供基因的动物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B现在学习的是第41页，共44页3、治疗白化病、

28、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径、治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径、治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径、治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是是是是 （）A.A.口服化学药物口服化学药物口服化学药物口服化学药物 B.B.注射化学药物注射化学药物C.C.利用辐射或药物诱发治病基因突变利用辐射或药物诱发治病基因突变利用辐射或药物诱发治病基因突变利用辐射或药物诱发治病基因突变 D.D.采用基因治疗法纠正或弥补缺陷基因带来的影响采用基因治疗法纠正或弥补缺陷基因带来的影响D现在学习的是第42页，共44页提示：提示：思考与探究答案思考与探究答案1.基因工程可以生产人基因工程可以生产人类需要的药物，如胰岛素、类需要的药物，如胰岛素、干扰素等。我们吃的某些干扰素等。我们吃的某些食品如番茄、大豆等也可食品如番茄、大豆等也可以是基因工程产品。农业以是基因工程产品。农业生产中的抗虫棉、抗病毒生产中的抗虫棉、抗病毒烟草、抗除草剂大豆等已烟草、抗除草剂大豆等已经进入商品化生产。经进入商品化生产。现在学习的是第43页，共44页现在学习的是第44页，共44页