高中生物选修三基因工程课件

高中生物选修三基因工程课件第一页，共三十二页，编辑于2023年，星期二第二页，共三十二页，编辑于2023年，星期二

1．植物基因工程技术主要用于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)，改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。

2．动物基因工程技术可以提高动物的生长速度、改善畜产品的品质，用转基因动物生产药物，还可以用转基因动物作器官移植的供体。3．利用转基因的工程菌生产的药物包括细胞因子、抗体、疫苗、激素等。4．基因治疗是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，是治疗遗传病最有效的手段。[zxxk学科网]5．基因治疗包括体外基因治疗和体内基因治疗。[zxxk学科网]第三页，共三十二页，编辑于2023年，星期二[自读教材·夯基础]1．抗虫转基因植物与抗病转基因植物类型项目抗虫转基因植物抗病转基因植物方法从某些生物中分离出具有

，将其导入植物中将

导入植物中基因种类Bt毒蛋白基因、

抑制剂基因、

抑制剂基因、植物凝集素基因等①抗病毒基因：病毒

基因和病毒的复制酶基因②抗真菌基因：

基因和抗毒素合成基因杀虫活性的基因抗病基因蛋白酶淀粉酶外壳蛋白几丁质酶第四页，共三十二页，编辑于2023年，星期二类型项目抗虫转基因植物抗病转基因植物成果转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻等[zxxk学科网]抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等意义减少

的使用，降低生产成本，减少环境污染，降低了对人体健康的损害[zxxk学科网]化学农药第五页，共三十二页，编辑于2023年，星期二2．其他抗逆基因抗逆基因作用成果调节细胞渗透压基因改变细胞内渗透压，提高

能力抗盐、抗旱烟草

基因耐寒能力提高耐寒番茄

基因抗除草剂抗除草剂玉米抗盐碱、抗旱抗冻蛋白抗除草剂3．利用转基因改良植物的品质(1)方法：将

基因导入植物，获得优良品质的植物。(2)意义：改良植物的

。优良性状某些品质第六页，共三十二页，编辑于2023年，星期二1．转基因抗虫棉的目的基因是什么？是从哪种生物获取的？抗虫棉能抗病毒、细菌、真菌吗？提示：Bt毒蛋白基因；目的基因是从苏云金芽孢杆菌体内提取出来的；不能，因为抗虫基因具有专一性。2．从环境保护角度出发，分析转基因抗虫棉与普通棉相比，在害虫防治方面有哪些优越性？提示：减少化学农药使用量，降低了环境污染。第七页，共三十二页，编辑于2023年，星期二[跟随名师·解疑难]1．抗虫转基因植物的类型及作用原理基因类型来源作用原理应用实例杀虫蛋白基因(Bt毒蛋白基因)苏云金芽孢杆菌Bt毒蛋白基因编码的蛋白质进入害虫肠道，在消化酶的作用下，蛋白质被降解成有毒的多肽，多肽结合在肠上皮细胞的特异性受体上，导致细胞膜穿孔，细胞肿胀裂解，最后造成害虫死亡转基因抗虫棉第八页，共三十二页，编辑于2023年，星期二基因类型来源作用原理应用实例蛋白酶抑制剂基因大豆、豇豆、番茄和马铃薯等蛋白酶抑制剂基因控制产生的抑制剂，可与害虫消化道中的蛋白酶结合形成复合物，从而阻断或降低蛋白酶的活性，使昆虫不能正常消化食物中的蛋白质。这种复合物还能刺激昆虫分泌过量的消化酶，引起害虫的厌食反应转基因烟草第九页，共三十二页，编辑于2023年，星期二基因类型来源作用原理应用实例淀粉酶抑制剂基因禾谷类植物和豆科植物淀粉酶抑制剂基因控制产生的淀粉酶抑制剂，可以抑制昆虫消化道中的淀粉酶活性，使害虫不能消化淀粉，阻断害虫的能量来源转基因烟草植物凝集素基因植物界中广泛存在植物凝集素基因控制植物合成一种糖蛋白，与昆虫肠道黏膜上的某些物质结合，影响害虫对营养物质的吸收和利用抗虫小麦、水稻第十页，共三十二页，编辑于2023年，星期二2．利用转基因改良植物品质的途径(1)直接导入控制该性状的结构蛋白基因。(2)导入与该性状有关的某种酶的基因或者改变关键酶的活性。第十一页，共三十二页，编辑于2023年，星期二项目应用基因来源或处理成果提高动物的生长速度外源基因转基因绵羊、转基因鲤鱼改善畜产品的品质

基因转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少生长激素[自读教材·夯基础]1．动物基因工程应用的几个方面肠乳糖酶第十二页，共三十二页，编辑于2023年，星期二项目应用基因来源或处理成果转基因动物生产药物

蛋白基因＋

蛋白基因的启动子乳腺生物反应器转基因动物作

的供体抑制或除去结合

培育出没有

的转基因克隆猪器官抗原决定药用腺乳克隆技术免疫排斥反应基因器官移植2．基因工程药物(1)方式：利用基因工程培育“

”来生产药品。(2)成果：利用“工程菌”可生产细胞因子、抗体、疫苗、激素工程菌等。第十三页，共三十二页，编辑于2023年，星期二1．分析用转基因动物生产药物的过程，思考以下问题：(1)就药物基因而言，最理想的表达场所是哪里？(2)乳腺生物反应器有哪些优点？(3)讨论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？提示：(1)转基因动物的乳腺。(2)产量高、质量好、成本低、易提取。(3)①获取目的基因；②构建基因表达载体；③显微注射导入哺乳动物受精卵中；④将受精卵送入母体内发育成转基因动物。2．分析用转基因动物作器官移植的供体时，应采取什么措施？提示：抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因。第十四页，共三十二页，编辑于2023年，星期二1．基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。2．蛋白质工程的主要目的是对现有蛋白质进行改造或生产新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需要。3．蛋白质工程直接操作的对象是基因，而不是蛋白质。4．蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相应的脱氧核苷酸序列。5．蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。6．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。第十五页，共三十二页，编辑于2023年，星期二[跟随名师·解疑难]乳腺(房)生物反应器的原理、操作及应用(1)原理：应用重组DNA技术和转基因技术，将目的基因转移到尚未分化的动物胚胎细胞(或受精卵)中，经胚胎移植，得到能在乳腺中表达转基因产品的个体，其乳腺组织可分泌生产“目的产品”，如具有药用价值的蛋白，这些蛋白进入乳汁中，再通过回收含转基因蛋白的动物乳汁，就可以提取有重要药用价值的生物活性蛋白。第十六页，共三十二页，编辑于2023年，星期二(2)操作过程：第十七页，共三十二页，编辑于2023年，星期二(3)主要用途：生产多肽类药物、基因工程疫苗、抗体、营养品等。目前，科学家已在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中表达出抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要医药产品。[特别提醒]利用乳腺生物反应器生产蛋白质，受性别和发育时期的限制，而利用膀胱生物反应器生产蛋白质则不受此限制。第十八页，共三十二页，编辑于2023年，星期二1．概念把

导入病人体内，使该基因的

发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。2．成果将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的

中，治疗复合型免疫缺陷症。正常基因表达产物淋巴细胞第十九页，共三十二页，编辑于2023年，星期二基因转移组织细胞4．目前所处阶段目前处于

阶段。初期的临床试验第二十页，共三十二页，编辑于2023年，星期二分析教材P23复合型免疫缺陷症的基因治疗，回答下列问题：(1)研究人员将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的什么细胞？为什么不能转入其他的体细胞？(2)如何鉴定该患者是否治疗成功？

提示：(1)淋巴细胞。腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能所必需的，淋巴细胞中具有这种酶才能产生抗体等免疫物质。(2)鉴定患者产生抗体的能力是否明显改善，免疫能力是否明显提高。第二十一页，共三十二页，编辑于2023年，星期二[跟随名师·解疑难]1．基因治疗的原理利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法，即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。2．基因治疗的过程第二十二页，共三十二页，编辑于2023年，星期二第二十三页，共三十二页，编辑于2023年，星期二3．两种治疗途径的比较途径比较体外基因治疗体内基因治疗不同点方法从患者体内获得某种细胞→体外完成基因转移→筛选、细胞扩增→输入体内直接向患者体内组织细胞中转移基因特点操作复杂，但效果可靠方法较简单，但效果难以控制相同点都是将外源基因导入靶细胞，以纠正缺陷基因，目前两种方法都处于临床试验阶段第二十四页，共三十二页，编辑于2023年，星期二[特别提醒]基因治疗针对遗传病的治疗方法，是用正常基因去替代细胞内异常的基因，使正常基因的表达产物发挥功能，而非替换基因本身；另外，替换以后性状可以发生改变，但由于正常基因只是导入某些功能细胞中，且是体细胞，所以获得的性状不会遗传给下一代。第二十五页，共三十二页，编辑于2023年，星期二第二十六页，共三十二页，编辑于2023年，星期二[例1]苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图(ampr为抗氨苄青霉素基因)，据图回答下列问题：第二十七页，共三十二页，编辑于2023年，星期二(1)将图中①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反应管中有________种DNA片段。(2)图中②表示HindⅢ与BamHⅠ酶切、DNA连接酶连接的过程，此过程可获得________种重组质粒；如果换用BstⅠ与BamHⅠ酶切，目的基因与质粒连接后可获得__________种重组质粒。(3)目的基因插入质粒后，不能影响质粒的________。(4)图中③的Ti质粒调控合成的vir蛋白，可以协助带有目的基因的T­DNA导入植物细胞，并防止植物细胞中____________________对T­DNA的降解。第二十八页，共三十二页，编辑于2023年，星期二(5)已知转基因植物中毒素蛋白只与某些昆虫肠上皮细胞表面的特异性受体结合，使细胞膜穿孔，肠细胞裂解，昆虫死亡。而该毒素蛋白对人类的风险相对较小，原因是人类肠上皮细胞________________________________。(6)生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种，其目的是降低害虫种群中的__________基因频率的增长速率。[思路点拨]