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

1、 学习目标：学习目标： 大面积种植的国家大面积种植的国家 1.1.虫害给农作物带来了哪些影响虫害给农作物带来了哪些影响? ? 传统农业如何传统农业如何 防治害虫防治害虫? ? 有哪些不足有哪些不足? ? 2 2. .如何获得抗虫植物？现在有哪些抗虫植物问世如何获得抗虫植物？现在有哪些抗虫植物问世? ? 请阅读请阅读P18P18生物资料技术卡生物资料技术卡, ,了解一些抗虫基因了解一些抗虫基因 的抗虫机理。的抗虫机理。 1.1.常用的抗虫基因有哪些？常用的抗虫基因有哪些？ 2.2.抗虫棉的目的基因是什么抗虫棉的目的基因是什么? ?目的基因从何而目的基因从何而 来来? ?对哺乳动物有害吗？对哺乳动

2、物有害吗？ 3.3.将抗虫基因将抗虫基因导入植物细胞中用的最多的方导入植物细胞中用的最多的方 法是什么？法是什么？我国的科学家将抗虫基因导入棉我国的科学家将抗虫基因导入棉 花用了什么独创的方法花用了什么独创的方法? ? 1.1.什么是病原微生物？有哪些种类？什么是病原微生物？有哪些种类？ 引起生物生病的微生物，引起生物生病的微生物， 主要有病毒、真菌和细菌等主要有病毒、真菌和细菌等 2.2.为什么说常规育种很难培育出抗病毒的新品种？为什么说常规育种很难培育出抗病毒的新品种？ 3.3.在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因？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；病毒外壳蛋白

3、基因； 病毒的复制酶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许多栽培植物由于自身缺少抗病毒的基因 4.4.在抗真菌转基因植物在抗真菌转基因植物中中使用什么基因？使用什么基因？ 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 1.1.哪些环境条件会造成农作物低产、减产？哪些环境条件会造成农作物低产、减产？ 盐碱、干旱、低温和涝害等盐碱、干旱、低温和涝害等 2.2.盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关？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细胞内的渗透压调节 3.3.在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因？在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因？ 调节细胞渗

4、透压的基因调节细胞渗透压的基因 4.4.转基因耐寒的烟草和番茄中哪种目的基因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？提高了其抗寒能力？目的基因从何而来？ 鱼的抗冻蛋白基因鱼的抗冻蛋白基因 5.5.抗除草剂基因有何用途？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体内又不能合成的，必须从食物中补充的 氨基酸，称氨基酸，称必需氨基酸必需氨基酸。 必需氨基酸共有种：赖氨酸、蛋氨酸、必需氨基酸共有种

5、：赖氨酸、蛋氨酸、 缬氨酸、色氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、亮缬氨酸、色氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、亮 氨酸、异亮氨酸。氨酸、异亮氨酸。 如果饮食中经常缺少必需氨基酸，可影如果饮食中经常缺少必需氨基酸，可影 响健康。响健康。 另外另外1212种氨基酸是人体细胞能够合成的叫种氨基酸是人体细胞能够合成的叫 做做非必需氨基酸非必需氨基酸。 你知道哪些食品中缺少必需氨基酸？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？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

6、性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转基因延熟番茄的目的基因是 控制番茄果实成熟的基因控制番茄果实成熟的基因 延长果实的储藏期延长果实的储藏期 转基因矮牵牛的目的基因是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与植物花青素代谢有关的基因 转基因蓝玫瑰转基因蓝玫瑰 动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等动物品种改良、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，用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，科科 学家将肠乳

7、糖酶基因导入奶牛基因组，使获得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。影响的情况下，乳糖的含量大大减低。 乳糖乳糖 乳糖酶乳糖酶 半乳糖半乳糖 将将 基因与基因与 等等 调控组件重组在一起，通过调控组件重组在一起，通过 等方法，等方法， 导入哺乳动物的导入哺乳动物的 中，将中，将 其其 送入母体，送入母体， 使其发育成转基因动物。转基因动物进入泌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

8、反应器或乳房生物反应器。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 乳腺生物反应器的优点：乳腺生物反应器的优点： 产量高；质量好；成本低；易提取。产量高；质量好；成本低；易提取。 药物蛋白药物蛋白 乳腺蛋白基因的启动子乳腺蛋白基因的启动子 显微注射显微注射 受精卵受精卵 获取目的基因（例如血清白蛋白基因）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）特异表达的启动子） 显微注射导入哺乳动物受精卵中显微注射导入哺乳动物受精卵中 形成胚胎形成胚胎 将胚胎送入母体动物将胚胎送入母体动物

9、发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体 中，转入的基因才能表达）。中，转入的基因才能表达）。 思考思考: :用基因工程技术实现动物用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器乳腺生物反应器 的操作过程是怎样的？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：长激素并分泌到尿液中。请回答： （1

10、1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用 方法是方法是_。 （2 2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入）进行基因转移时，通常要将外源基因转入 _中，原因是中，原因是_。 （3 3）通常采用）通常采用 _ _ _技术检测外源基因是否技术检测外源基因是否 插入了小鼠的基因组。插入了小鼠的基因组。 （4 4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小 鼠的鼠的 _细胞中特异表达。细胞中特异表达。 （5 5）膀胱生物发生器比）膀胱生物发生器比乳腺生物反应器有什么优点？乳腺生物反应器有什么优点？ 显微注射法显微注射

11、法 受精卵受精卵 具全能性，可使外源基因在相应的组织细胞中表达具全能性，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。物反应器则是任何生长期的雌雄动物均可生产。 DNADNA分子杂交分子杂交 膀胱上皮细胞膀胱上皮细胞 利用基因工程对猪的器官进行改造利用基因工程对猪的器官进行改造 方法：方法：将器官供体基因组导入将器官供体基因组导入 ， 以抑制的以抑制的 表达或设法除表达或设法除 去去 ，再结合克隆技术，培育出，再结合克隆技术，培育出 没有

12、免疫排斥反应的转基因克隆猪器官没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官 某种调节因子某种调节因子 抗原决定基因抗原决定基因 抗原决定基因抗原决定基因 科学前沿科学前沿 趣味展望趣味展望 三、基因工程药物异军突起三、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。植入西红柿内，经过多代繁殖，使转入的基因稳定化。

13、 这种西红柿培育历时十年，先是在实验室生长，等各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。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（即淋巴因子基因工程药品包括：细胞因子（即淋巴因子 如白细胞介素如白细胞介素2 2、干扰素）、抗体、疫苗、干扰素）、抗体、疫苗、 激素等激素等 胰岛素从猪、牛等动物的胰胰岛素从猪、牛等动物的胰 腺中提取，腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取 4-5g4-5g的胰岛素，其产量之低和价的胰岛素，其产量之低和价 格之高可想而知。格之高可想而知。 将合成的胰岛素将合成的胰岛素

14、 基因导入大肠杆菌，基因导入大肠杆菌， 每每2000L2000L培养液就能产培养液就能产 生生100g100g胰岛素！使其胰岛素！使其 价格降低了价格降低了30%-50%!30%-50%! 基因工程药品基因工程药品 胰岛素胰岛素 基因工程艾滋病疫苗 基因工程乙肝疫苗 把把正常基因正常基因导入病人体内，使该基因的表达导入病人体内，使该基因的表达 产物发挥功能，从而达到产物发挥功能，从而达到治疗疾病治疗疾病的目的，是治的目的，是治 疗疗遗传病遗传病的最有效的手段。的最有效的手段。 2、实例：、实例： 将将腺苷酸脱氨酶基因腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋转入取自患者的淋 巴细胞中，再将这种淋巴细胞转

15、入患者体内。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复合型免疫缺陷症患者缺乏 正常的人体免疫功能，只要正常的人体免疫功能，只要 稍被细菌或者病毒感染，就稍被细菌或者病毒感染，就 会发病死亡。这个病的机理会发病死亡。这个病的机理 是细胞的一个常染色体上编是细胞的一个常染色体上编 码码腺苷酸脱氨酶的基因腺苷酸脱氨酶的基因发生发生 了突变。可以通过基因工程了突变。可以通过基因工程 的方法治疗。的方法治疗。 1990 1990年年9 9月月1414日，安德森对一例患日，安德森对一例患AD

16、AADA缺乏症缺乏症 的的4 4岁女孩进行基因治疗。这个岁女孩进行基因治疗。这个4 4岁女孩由于遗岁女孩由于遗 传基因有缺陷，自身不能生产传基因有缺陷，自身不能生产ADAADA，先天性免，先天性免 疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他疫功能不全，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。在血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中。在 以后的以后的1010个月内她又接受了个月内她又接受了7 7次这样的治疗，次

17、这样的治疗， 同时也接受酶治疗。后来，她的免疫功能日趋同时也接受酶治疗。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，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。并进入普通小学上学。 体外基因治疗：体外基因治疗：从病人体内获取某种细胞进行培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。移的细胞扩大培养，最后重新输入患者体内。 体内基因治疗：体内基因治疗： 用基因工程的方用基因工程的方 法，直接向人体法，直接向人体 组织细胞中转移组织细胞中转移 基

18、因的治疗方法。基因的治疗方法。 4 4、基因治疗的发展现状：、基因治疗的发展现状： 处于初期的临床试验阶段处于初期的临床试验阶段 5 5、用于基因治疗的基因种类：、用于基因治疗的基因种类： 正常基因、反义基因和自杀基因正常基因、反义基因和自杀基因 畅想畅想 假如你拥有了基假如你拥有了基 因工程技术，你因工程技术，你 最想用于哪方面？最想用于哪方面？ 如何操作？如何操作？ 课课 堂堂 总总 结结 练练 习习 1、转基因技术在植物品种改良方面应用广泛，、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其中一项基因工程就是改造CO2固定酶。其目固定酶。其目 的是（的是（ ） A、提高光合作用效率、提高光合作用效率 B、延长果实的储藏期、延长果实的储藏期 C、培育新作物品种、培育新作物品种 D、提高植物的抗性、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、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汁中的药物蛋白含量提高