高中生物新人教版选择性必修3基因工程的应用课件（18张）

第3章基因工程探究一基因工程在农牧业方面的应用

1.转基因作物。阅读教科书第87~89页相关内容,认同基因工程在农作物中的应用改善了人类的生活品质。应用措施成果转基因抗虫植物将具有抗虫功能的基因,导入作物中培育出具有抗虫性的作物转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等转基因抗病植物将抗病基因导入植物中,培育出转基因抗病植物转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等转基因抗除草剂植物将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物,培育出抗除草剂的作物品种转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等改良植物的品质将某种必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中,可以提高这种氨基酸的含量改良植物的营养价值、观赏价值等优点化学杀虫剂的施用量减少,作物产量增加,经济效益增加2.转基因动物。阅读教科书相关内容,概述如何通过基因工程提高动物的生长速率和改善畜产品的品质。(1)提高动物的生长速率。①措施:将

基因导入动物体内,提高动物的生长速率。②成果:转基因鲤鱼。(2)改善畜产品的品质。①措施:将

基因导入奶牛基因组,使获得的转基因牛分泌的乳汁中,

的含量大大降低,而其他营养成分不受影响。②解决问题:有些人由于

分泌少,不能完全消化牛奶中的乳糖,食用牛奶后会出现腹泻等不适症状。外源生长激素肠乳糖酶乳糖乳糖酶探究二

基因工程在医药卫生领域和食品工业方面的应用

1.基因工程在医药卫生领域的应用。分析教科书第90页的“资料卡”,并阅读相关内容,自主分析、总结基因工程在医药卫生领域的研究成果。(1)对微生物或动植物的细胞进行基因改造。①目的:使它们能够

。②产品:细胞因子、抗体、疫苗和激素等。(2)让哺乳动物批量生产药物。①目的:批量生产药物。②措施:将药用蛋白基因与乳腺中

等调控元件重组在一起。③受体细胞:

。④导入方法:

。生产药物特异表达的基因的启动子受精卵显微注射(3)建立移植器官工厂。①器官移植的最大难题:

。②措施:在器官供体的基因组中导入某种调节因子,以.

。2.基因工程在食品工业方面的应用。分析教科书第91页相关内容,概述基因工程在食品工业方面的应用,并比较基因工程技术获得的工业用酶与天然产物中的酶。(1)食品方面的应用:生产食品工业用酶、

和维生素等。(2)实例:将编码

的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因组中,再通过

批量生产凝乳酶。(3)优点:纯度

、生产成本

、生产效率

。免疫排斥抑制抗原决定基因的表达或设法除去抗原决定基因氨基酸牛凝乳酶工业发酵更高降低较高探究一基因工程在农牧业方面的应用1.转基因抗病植物不等同于转基因抗虫植物:转基因抗病植物获得的目的基因是抗病基因,而转基因抗虫植物获得的目的基因是抗虫基因。2.种植转基因抗虫棉若干年后,害虫也会因基因突变产生对转基因抗虫棉的抗性。【例1】番茄营养丰富,是人们喜爱的蔬菜。普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶的基因,控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶,该酶能破坏细胞壁,使番茄软化,不耐储藏。科学家通过基因工程将一种抗多聚半乳糖醛酸酶的基因导入番茄细胞,获得了抗软化番茄。下列关于培育抗软化番茄的叙述,错误的是()A.运载工具是质粒B.受体细胞是番茄细胞C.目的基因为多聚半乳糖醛酸酶基因D.目的基因的表达延缓了细胞的软化解析:抗软化番茄的培育是以质粒作为载体,将目的基因(抗多聚半乳糖醛酸酶基因)与质粒结合形成重组DNA,利用含重组DNA的农杆菌去侵染普通番茄,使目的基因整合到普通番茄细胞中的染色体DNA上,从而抑制多聚半乳糖醛酸酶的作用,延缓细胞的软化。答案:C【例2】在应用基因工程改变生物遗传特性,进而利用种间关系进行生物防治方面,我国科学家取得了许多重要进展。资料1:人类使用化学农药防治害虫,致使环境不断恶化。科学家们从黄肥尾蝎中克隆出一种神经毒素基因,将其导入能寄生在许多害虫体内的绿僵菌中,增强绿僵菌致死害虫的效应,可有效控制虫害大规模暴发。资料2:小麦赤霉病是世界范围内极具毁灭性的农业真菌病害。科学家们从长穗偃麦草中克隆出抗赤霉病主效基因,将其导入小麦,其表达产物可减轻赤霉菌对小麦的感染,从而避免小麦赤霉病大规模暴发。目的基因是基因工程的关键要素。关于上述资料中涉及的目的基因,下列分析正确的是()A.来源:必须从动物、植物或微生物的基因组文库中直接获取B.作用:上述基因表达产物一定影响防治对象的生长或存活C.转化:均可采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞D.应用:只有将目的基因导入防治对象才能达到生物防治目的【思维流程】将复杂的情境和问题简单化,回顾必备知识进行作答。参考答案:B

探究二

基因工程在医药卫生领域和食品工业方面的应用

基因工程在蛋白质药物生产中的应用利用基因工程生产蛋白质药物,经历了三个发展阶段:第一阶段,将人的基因导入细菌细胞;第二阶段,将人的基因导入小鼠等动物细胞(这两个阶段都是进行细胞培养,提取药物);第三阶段,将人的基因导入活的动物体内,再饲养这些转基因动物,从动物乳汁或尿液中提取药物。(1)将人的基因导入异种生物细胞或体内,能够产生药用蛋白的原理是什么?提示:基因控制蛋白质的合成。(2)第三阶段从活的动物乳汁中提取的药物甚至可以直接用于治病,利用活的动物是如何来批量生产药用蛋白的?提示:构建乳腺生物反应器。(3)生产疫苗的动物乳腺生物反应器的优点及限制有哪些?提示:优点为产量高,且易收获目标产品,可以随乳汁分泌而排到动物体外;产品质量好;成本低。受性别和是否处于泌乳期的限制。(4)在培育动物乳腺生物反应器时,为什么将目的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?提示:为了保证目的基因只在乳腺细胞中表达。(5)请绘制用基因工程技术获得乳腺生物反应器的流程图。提示:

乳腺生物反应器与基因工程菌的比较

项目乳腺生物反应器基因工程菌含义外源基因在哺乳动物的乳腺中特异性表达使外源基因得到高效表达的菌类基因结构动物基因的结构与人类基因的结构基本相同细菌基因的结构与人类基因的结构有较大差异基因表达合成的药用蛋白与天然蛋白质相同产生的药用蛋白可能没有活性受体细胞哺乳动物的受精卵微生物细胞导入方式显微注射Ca2+转化法生产条件不需要灭菌,温度等外界条件影响不大需严格灭菌,严格控制温度等外界条件药物提取从动物乳汁中提取从微生物细胞或培养液中提取【例3】动物基因工程前景广阔,最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器,以生产所需要的药物,如转基因动物生产人的生长激素。科学家培养哺乳动物成为乳腺生物反应器时()A.仅仅利用了基因工程技术B.不需要乳腺中特异表达的基因的启动子C.利用基因枪法将人的生长激素基因导入受精卵中D.需要进入泌乳期才能成为批量生产药物的“工厂”解析:培育转基因动物时,除了利用了基因工程技术之外,还利用了胚胎工程技术和细胞工程技术,A项错误;基因表达载体中必须含有乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件,这样目的基因才能在乳腺细胞中得以表达,B项错误;将目的基因导入动物受精卵中利用的方法是显微注射,C项错误;乳腺生物反应器生产的药物需从乳汁中提取,因此转基因动物进入泌乳期才能成为批量生产药物的“工厂”,D项正确。答案:D【例4】下列有关乳腺生物反应器与大肠杆菌生产药物