【生物】基因工程的应用课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版(2019)选择性必修3.pptx
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1、新课标核心素养1.1.举举例例说说出出基基因因工工程程在在农农牧牧业业医医药药卫卫生生和和食食品品工工业业等等方方面面的的应用。应用。2.2.认同基因工程的应用价值。认同基因工程的应用价值。3.3.关注基因工程的进展。关注基因工程的进展。1.1.生生命命观观念念举举例例说说出出植植物物基基因因工工程程、动动物物基基因因工工程程的的成成果果及及其其给人类带来的影响。给人类带来的影响。2.2.社社会会责责任任用用基基因因工工程程培培育育优优良品种或细胞产品,造福人类。良品种或细胞产品,造福人类。第第3 3节节 基因工程的应用基因工程的应用第3章 基因工程从社会中来 胰岛素是治疗糖尿病的特效药物。胰
2、岛素是治疗糖尿病的特效药物。传统生产胰岛素的方法是从猪、牛传统生产胰岛素的方法是从猪、牛等动物的胰腺中提取。曾经生产供等动物的胰腺中提取。曾经生产供一位糖尿病病人使用一年的胰岛素一位糖尿病病人使用一年的胰岛素需要上千头牛,需要上千头牛,生产的成本非常高。生产的成本非常高。19781978年,科学家年,科学家将编码人胰岛素的将编码人胰岛素的基因导入大肠杆菌细胞基因导入大肠杆菌细胞中中,使大肠,使大肠杆菌表达重组人胰岛素。我国拥有自主知识产权的基因工程物杆菌表达重组人胰岛素。我国拥有自主知识产权的基因工程物-重重组人胰岛素已经研制成功并得到广泛应用。组人胰岛素已经研制成功并得到广泛应用。除了生产胰
3、岛素,基因工程还有那些应用呢?除了生产胰岛素,基因工程还有那些应用呢?重组人胰岛素注射液重组人胰岛素注射液 抗虫棉、转基因大豆、重组人干扰素、促红细胞生成素抗虫棉、转基因大豆、重组人干扰素、促红细胞生成素等。等。医药卫生领域医药卫生领域食品工业方面食品工业方面农牧业方面农牧业方面基基因因工工程程的的应应用用基因工程在以上三方面有哪些具体应用呢?基因工程在以上三方面有哪些具体应用呢?1.应用概况一、基因工程在农牧业方面的应用全世界转基因作物种植面积全世界转基因作物种植面积呈呈增加增加趋势趋势。20172017年,我国商业化种植的年,我国商业化种植的转基因作物转基因作物有有棉花棉花、番木瓜番木瓜。
4、转基因农作物改良动植物品种、提高作物和畜产品的改良动植物品种、提高作物和畜产品的产量产量1.转基因抗虫植物 从某些生物中分离出从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因具有抗虫功能的基因(相关基因相关基因),导入作物,使其),导入作物,使其具有抗虫性,是目前防治作物虫害的一种发展趋势。已问世的的转基因抗虫植具有抗虫性,是目前防治作物虫害的一种发展趋势。已问世的的转基因抗虫植物有物有转基因抗虫棉花转基因抗虫棉花、玉米、水稻、大豆、马铃薯等。、玉米、水稻、大豆、马铃薯等。转基因抗虫水稻(绿色植株)与转基因抗虫水稻(绿色植株)与对照(被害虫侵害的黄色植株)对照(被害虫侵害的黄色植株)一、基因工程在农牧业方
5、面的应用一、基因工程在农牧业方面的应用优点:优点:减少因化学农药的使用而造成的环境污染和对人类健康的损害减少因化学农药的使用而造成的环境污染和对人类健康的损害、降降低生产成本、提高产量。低生产成本、提高产量。2.应用实例2.转基因抗病植物 科学家将来源于科学家将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中,培育出转基因导入植物中,培育出转基因抗病植物。如抗病植物。如转基因抗病毒甜椒转基因抗病毒甜椒、番木瓜番木瓜和烟草等。和烟草等。一、基因工程在农牧业方面的应用一、基因工程在农牧业方面的应用3.转基因抗除草剂植物大多数大多数除草剂不仅能杀死田间杂草,还会损伤作物,导致作物
6、减产。将除草剂不仅能杀死田间杂草,还会损伤作物,导致作物减产。将降解或抵抗某种降解或抵抗某种除草剂的基因除草剂的基因导入作物导入作物,可,可培育出抗除草剂的作物品种培育出抗除草剂的作物品种。这样在喷洒除草剂时,田间杂。这样在喷洒除草剂时,田间杂草会被杀死而作物不会受到损伤。目前已经获得草会被杀死而作物不会受到损伤。目前已经获得转基因抗除草剂玉米转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜、大豆、油菜和甜菜等。菜等。施用除草剂后的转基因抗除草剂玉米田施用除草剂后的转基因抗除草剂玉米田一、基因工程在农牧业方面的应用一、基因工程在农牧业方面的应用种植转基因抗除草剂大豆的农田4改良植物的品质(1)培育方法:(2
7、)实例:利用转基因技术改良植物的营养价值、观赏价值等。利用转基因技术改良植物的营养价值、观赏价值等。将将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中,提高氨导入植物中,提高氨基酸的含量,科学家培育的某种转基因玉米中赖基酸的含量,科学家培育的某种转基因玉米中赖氨酸的含量比对氨酸的含量比对照高照高30%30%。将将与植物花青素代谢相关的基因与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中,使它呈现出自然导入矮牵牛中,使它呈现出自然界没有的颜色变异,大大提高观赏价值。界没有的颜色变异,大大提高观赏价值。高赖氨酸玉米高赖氨酸玉米出现原本没有的花色变异,出现原本没有的花色变异,提升观
8、赏价值提升观赏价值转基因大豆,改转基因大豆,改善粮食作物的营善粮食作物的营养成分(养成分(必需氨必需氨基酸基酸)含量高)含量高抗癌抗衰老的紫色西红柿抗癌抗衰老的紫色西红柿黄金大米黄金大米1.1.下列关于转基因大豆的叙述下列关于转基因大豆的叙述,错误的是错误的是()A.A.培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因B.B.目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵,也可以是体细胞也可以是体细胞C.C.转基因大豆的种植过程中减少了农药等的使用量转基因大豆的种植过程中减少了农药等的使用量,生产成本更低生产成本更低D.D.固氮菌的固氮基因也是
9、必需的目的基因固氮菌的固氮基因也是必需的目的基因之一之一D D解析解析:豆科植物可与含固氮基因的根瘤菌共生豆科植物可与含固氮基因的根瘤菌共生,故固氮基因并非必需的目的基因。故固氮基因并非必需的目的基因。2.2.下列关于抗病毒的转基因植物成功表达后的说法下列关于抗病毒的转基因植物成功表达后的说法,正确的正确的是是()A.A.抗病毒的转基因植物可以抵抗所有抗病毒的转基因植物可以抵抗所有病毒病毒B.B.抗病毒的转基因植物对病毒的抗性具有局限性或特异性抗病毒的转基因植物对病毒的抗性具有局限性或特异性C.C.抗病毒的转基因植物可以抗害虫抗病毒的转基因植物可以抗害虫D.D.抗病毒的转基因植物可以稳定遗传抗
10、病毒的转基因植物可以稳定遗传,不会不会变异变异B B解析解析:抗病毒的转基因植物只能抵抗某种或某类病毒抗病毒的转基因植物只能抵抗某种或某类病毒,不可能抵抗所有病毒不可能抵抗所有病毒,更不能抗害虫更不能抗害虫,A,A、C C两项错误。两项错误。目的基因导入受体细胞后目的基因导入受体细胞后,可以随受体细胞内的遗传物质稳定遗传可以随受体细胞内的遗传物质稳定遗传,也会发生变异也会发生变异,D,D项错误。项错误。20152015年年1111月,第一种用于食用的转基因动物月,第一种用于食用的转基因动物转基因大转基因大西洋鲑(俗称西洋鲑(俗称“三文鱼三文鱼”)在美国获得批准上市。)在美国获得批准上市。转基因
11、鲑鱼(后排)和正常鲑鱼(前排)转基因鲑鱼(后排)和正常鲑鱼(前排)转基因动物转基因动物1 1、用于提高动物生长用于提高动物生长速率速率原因:外源原因:外源生长激素基因的表达生长激素基因的表达可以使转基因动物可以使转基因动物生长更快生长更快转入外源生长激素基因的“超级小鼠”2.应用实例2 2、用于改善畜产品的品质、用于改善畜产品的品质低乳糖奶牛(1 1)导入导入肠乳糖酶基因肠乳糖酶基因的转基因牛分泌的乳汁中,乳糖含量大大降低。的转基因牛分泌的乳汁中,乳糖含量大大降低。(2)优点:优点:避免食物过敏、腹泻、恶心等不适。避免食物过敏、腹泻、恶心等不适。二、基因工程在医药卫生领域的应用 我国生产的重组
12、人干扰素、血小板生成素、促红细胞生成我国生产的重组人干扰素、血小板生成素、促红细胞生成素和粒细胞集落刺激因子等。素和粒细胞集落刺激因子等。可以用来预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、可以用来预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎等;糖尿病和类风湿关节炎等;1.对微生物或动植物的细胞进行基因改造生产药物(1)药物类型:细胞因子、抗体、疫苗和激素等。细胞因子、抗体、疫苗和激素等。(2)用途:(3)成果:1.1.干扰素的化学本质是什么?干扰素的化学本质是什么?2.2.干扰素的作用机理是怎样的?干扰素的作用机理是怎样的?3.3.干扰素用于哪些疾病的治疗?干扰素用于哪些疾病的治
13、疗?4.4.传统生产干扰素的方法是什么?传统生产干扰素的方法是什么?5.5.目前大量生产干扰素的方法是什么?目前大量生产干扰素的方法是什么?6.6.我国批准生产的第一个基因工程药物的名称叫什么?我国批准生产的第一个基因工程药物的名称叫什么?用于治疗哪些疾病?用于治疗哪些疾病?糖蛋白糖蛋白干扰病毒复制干扰病毒复制病毒感染性疾病、乳腺癌、淋巴癌、多发骨髓瘤和某些白血病等病毒感染性疾病、乳腺癌、淋巴癌、多发骨髓瘤和某些白血病等从人血液中的白细胞内提取从人血液中的白细胞内提取用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得重组人干扰素重组人干扰素-1b-1b 主要用
14、于治疗慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等主要用于治疗慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等思考讨论:思考讨论:抗生素抗生素干扰素干扰素抗生素:抗细菌药物抗生素:抗细菌药物干扰素:抗病毒药物干扰素:抗病毒药物阅读阅读P90 P90 资料卡片资料卡片 目前已经在牛、山羊等动物的乳腺生物反应器中,获得了目前已经在牛、山羊等动物的乳腺生物反应器中,获得了抗抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和凝血酶、血清白蛋白、生长激素和-抗胰蛋白酶抗胰蛋白酶等重要医药产品等重要医药产品2.让转基因哺乳动物批量生产药物实例:乳腺生物反乳腺生物反应器器或或乳房生物反乳房生物反应器器培育过程:药用蛋白基因药用蛋白基因乳腺中特异表达乳腺中特异表
15、达的基因的基因的启动子的启动子等调控元件等调控元件基基因因表表达达载载体体显微显微注射注射受受精精卵卵泌乳期分泌乳期分泌乳汁泌乳汁转转基基因因动动物物药药物物应用:注意:启动子具有物种启动子具有物种和组织的特异性和组织的特异性胚胎胚胎移植移植早早期期胚胚胎胎培培养养早早期期胚胚胎胎1.1.乳腺生物反应器指的是转基因动物的乳腺吗?乳腺生物反应器指的是转基因动物的乳腺吗?2.2.为什么将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控为什么将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起?元件重组在一起?3 3.药用蛋白基因存在于转基因动物的哪些细胞中?药用蛋白基因存在于转基因动物
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