人教版高中生物選修3專題1第3節(jié)基因工程的應(yīng)用 課件2

1、 學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)： 大面積種植的國家大面積種植的國家 1.1.蟲害給農(nóng)作物帶來了哪些影響蟲害給農(nóng)作物帶來了哪些影響? ? 傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)如何傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)如何 防治害蟲防治害蟲? ? 有哪些不足有哪些不足? ? 2 2. .如何獲得抗蟲植物？現(xiàn)在有哪些抗蟲植物問世如何獲得抗蟲植物？現(xiàn)在有哪些抗蟲植物問世? ? 請閱讀請閱讀P18P18生物資料技術(shù)卡生物資料技術(shù)卡, ,了解一些抗蟲基因了解一些抗蟲基因 的抗蟲機(jī)理。的抗蟲機(jī)理。 1.1.常用的抗蟲基因有哪些？常用的抗蟲基因有哪些？ 2.2.抗蟲棉的目的基因是什么抗蟲棉的目的基因是什么? ?目的基因從何而目的基因從何而 來來? ?對哺乳動(dòng)物有害嗎？對哺乳動(dòng)

2、物有害嗎？ 3.3.將抗蟲基因?qū)⒖瓜x基因?qū)胫参锛?xì)胞中用的最多的方導(dǎo)入植物細(xì)胞中用的最多的方 法是什么？法是什么？我國的科學(xué)家將抗蟲基因?qū)朊尬覈目茖W(xué)家將抗蟲基因?qū)朊?花用了什么獨(dú)創(chuàng)的方法花用了什么獨(dú)創(chuàng)的方法? ? 1.1.什么是病原微生物？有哪些種類？什么是病原微生物？有哪些種類？ 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、真菌和細(xì)菌等主要有病毒、真菌和細(xì)菌等 2.2.為什么說常規(guī)育種很難培育出抗病毒的新品種？為什么說常規(guī)育種很難培育出抗病毒的新品種？ 3.3.在抗病轉(zhuǎn)基因植物中使用最多的是什么基因？在抗病轉(zhuǎn)基因植物中使用最多的是什么基因？ 病毒外殼蛋白基因；病毒外殼蛋白

3、基因； 病毒的復(fù)制酶基因病毒的復(fù)制酶基因 許多栽培植物由于自身缺少抗病毒的基因許多栽培植物由于自身缺少抗病毒的基因 4.4.在抗真菌轉(zhuǎn)基因植物在抗真菌轉(zhuǎn)基因植物中中使用什么基因？使用什么基因？ 幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因 1.1.哪些環(huán)境條件會(huì)造成農(nóng)作物低產(chǎn)、減產(chǎn)？哪些環(huán)境條件會(huì)造成農(nóng)作物低產(chǎn)、減產(chǎn)？ 鹽堿、干旱、低溫和澇害等鹽堿、干旱、低溫和澇害等 2.2.鹽堿和干旱對農(nóng)作物的危害與什么有關(guān)？鹽堿和干旱對農(nóng)作物的危害與什么有關(guān)？ 細(xì)胞內(nèi)的滲透壓調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的滲透壓調(diào)節(jié) 3.3.在抗鹽堿和抗干旱作物中使用了什么基因？在抗鹽堿和抗干旱作物中使用了什么基因？ 調(diào)節(jié)細(xì)胞滲

4、透壓的基因調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因 4.4.轉(zhuǎn)基因耐寒的煙草和番茄中哪種目的基因轉(zhuǎn)基因耐寒的煙草和番茄中哪種目的基因 提高了其抗寒能力？目的基因從何而來？提高了其抗寒能力？目的基因從何而來？ 魚的抗凍蛋白基因魚的抗凍蛋白基因 5.5.抗除草劑基因有何用途？抗除草劑基因有何用途？ 噴灑除草劑時(shí)，殺死田間的雜草而不損傷作物噴灑除草劑時(shí)，殺死田間的雜草而不損傷作物 人體（或其它脊椎動(dòng)物）必不可少，而機(jī)人體（或其它脊椎動(dòng)物）必不可少，而機(jī) 體內(nèi)又不能合成的，必須從食物中補(bǔ)充的體內(nèi)又不能合成的，必須從食物中補(bǔ)充的 氨基酸，稱氨基酸，稱必需氨基酸必需氨基酸。 必需氨基酸共有種：賴氨酸、蛋氨酸、必需氨基酸共有種

5、：賴氨酸、蛋氨酸、 纈氨酸、色氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、亮纈氨酸、色氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、亮 氨酸、異亮氨酸。氨酸、異亮氨酸。 如果飲食中經(jīng)常缺少必需氨基酸，可影如果飲食中經(jīng)常缺少必需氨基酸，可影 響健康。響健康。 另外另外1212種氨基酸是人體細(xì)胞能夠合成的叫種氨基酸是人體細(xì)胞能夠合成的叫 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？ 如何用轉(zhuǎn)基因的方法加以改良？試舉例說明？如何用轉(zhuǎn)基因的方法加以改良？試舉例說明？ 將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胫参飳⒈匦璋被岷慷嗟牡鞍踪|(zhì)編碼基因?qū)胫参?(改變必需氨基酸合成途徑中某種關(guān)鍵酶的活

6、性改變必需氨基酸合成途徑中某種關(guān)鍵酶的活性) 轉(zhuǎn)基因延熟番茄的目的基因是轉(zhuǎn)基因延熟番茄的目的基因是 控制番茄果實(shí)成熟的基因控制番茄果實(shí)成熟的基因 延長果實(shí)的儲(chǔ)藏期延長果實(shí)的儲(chǔ)藏期 轉(zhuǎn)基因矮牽牛的目的基因是轉(zhuǎn)基因矮牽牛的目的基因是 與植物花青素代謝有關(guān)的基因與植物花青素代謝有關(guān)的基因 轉(zhuǎn)基因藍(lán)玫瑰轉(zhuǎn)基因藍(lán)玫瑰 動(dòng)物品種改良、建立生物反應(yīng)器、器官移植等動(dòng)物品種改良、建立生物反應(yīng)器、器官移植等 導(dǎo)入外源生長激素基因?qū)胪庠瓷L激素基因 有些人對牛奶中的乳糖不能完全消化或食有些人對牛奶中的乳糖不能完全消化或食 用后會(huì)出現(xiàn)過敏、腹瀉、惡心等不適癥狀，用后會(huì)出現(xiàn)過敏、腹瀉、惡心等不適癥狀，科科 學(xué)家將腸乳

7、糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，使獲得學(xué)家將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，使獲得 的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁，在其他營養(yǎng)成分不受的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁，在其他營養(yǎng)成分不受 影響的情況下，乳糖的含量大大減低。影響的情況下，乳糖的含量大大減低。 乳糖乳糖 乳糖酶乳糖酶 半乳糖半乳糖 將將 基因與基因與 等等 調(diào)控組件重組在一起，通過調(diào)控組件重組在一起，通過 等方法，等方法， 導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的 中，將中，將 其其 送入母體，送入母體， 使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌 乳期后，可以通過分泌乳汁生產(chǎn)所需要的藥乳期后，可以通過分泌乳汁生產(chǎn)所需要的藥 品，稱為乳腺生物

8、反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器。品，稱為乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器。 乳腺生物反應(yīng)器乳腺生物反應(yīng)器 乳腺生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)：乳腺生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)： 產(chǎn)量高；質(zhì)量好；成本低；易提取。產(chǎn)量高；質(zhì)量好；成本低；易提取。 藥物蛋白藥物蛋白 乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子 顯微注射顯微注射 受精卵受精卵 獲取目的基因（例如血清白蛋白基因）獲取目的基因（例如血清白蛋白基因） 構(gòu)建基因表達(dá)載體（在血清白蛋白基因前加構(gòu)建基因表達(dá)載體（在血清白蛋白基因前加 特異表達(dá)的啟動(dòng)子）特異表達(dá)的啟動(dòng)子） 顯微注射導(dǎo)入哺乳動(dòng)物受精卵中顯微注射導(dǎo)入哺乳動(dòng)物受精卵中 形成胚胎形成胚胎 將胚胎送入母體動(dòng)物將胚胎送入母體動(dòng)物

9、發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（只有在產(chǎn)下的雌性個(gè)體發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（只有在產(chǎn)下的雌性個(gè)體 中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)）。中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)）。 思考思考: :用基因工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)物用基因工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器乳腺生物反應(yīng)器 的操作過程是怎樣的？的操作過程是怎樣的？ 繼哺乳動(dòng)物乳腺發(fā)生器研發(fā)成功后，膀胱生物發(fā)生繼哺乳動(dòng)物乳腺發(fā)生器研發(fā)成功后，膀胱生物發(fā)生 器的研究也取得了一定進(jìn)展。最近，科學(xué)家培養(yǎng)出器的研究也取得了一定進(jìn)展。最近，科學(xué)家培養(yǎng)出 一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生 長激素并分泌到尿液中。請回答：長激素并分泌到尿液中。請回答： （1

10、1）將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細(xì)胞，常用）將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細(xì)胞，常用 方法是方法是_。 （2 2）進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移時(shí)，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入）進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移時(shí)，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入 _中，原因是中，原因是_。 （3 3）通常采用）通常采用 _ _ _技術(shù)檢測外源基因是否技術(shù)檢測外源基因是否 插入了小鼠的基因組。插入了小鼠的基因組。 （4 4）在研制膀胱生物反應(yīng)器時(shí)，應(yīng)使外源基因在?。┰谘兄瓢螂咨锓磻?yīng)器時(shí)，應(yīng)使外源基因在小 鼠的鼠的 _細(xì)胞中特異表達(dá)。細(xì)胞中特異表達(dá)。 （5 5）膀胱生物發(fā)生器比）膀胱生物發(fā)生器比乳腺生物反應(yīng)器有什么優(yōu)點(diǎn)？乳腺生物反應(yīng)器有什么優(yōu)點(diǎn)？ 顯微注射法顯微注射

11、法 受精卵受精卵 具全能性，可使外源基因在相應(yīng)的組織細(xì)胞中表達(dá)具全能性，可使外源基因在相應(yīng)的組織細(xì)胞中表達(dá) 乳腺生物反應(yīng)器是處于生殖期的雌性動(dòng)物才可生產(chǎn)藥用蛋白，而膀胱生乳腺生物反應(yīng)器是處于生殖期的雌性動(dòng)物才可生產(chǎn)藥用蛋白，而膀胱生 物反應(yīng)器則是任何生長期的雌雄動(dòng)物均可生產(chǎn)。物反應(yīng)器則是任何生長期的雌雄動(dòng)物均可生產(chǎn)。 DNADNA分子雜交分子雜交 膀胱上皮細(xì)胞膀胱上皮細(xì)胞 利用基因工程對豬的器官進(jìn)行改造利用基因工程對豬的器官進(jìn)行改造 方法：方法：將器官供體基因組導(dǎo)入將器官供體基因組導(dǎo)入 ， 以抑制的以抑制的 表達(dá)或設(shè)法除表達(dá)或設(shè)法除 去去 ，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出 沒有

12、免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官?zèng)]有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官 某種調(diào)節(jié)因子某種調(diào)節(jié)因子 抗原決定基因抗原決定基因 抗原決定基因抗原決定基因 科學(xué)前沿科學(xué)前沿 趣味展望趣味展望 三、基因工程藥物異軍突起三、基因工程藥物異軍突起 轉(zhuǎn)基因抗乙肝西紅柿，雖然不能治愈乙肝，但一轉(zhuǎn)基因抗乙肝西紅柿，雖然不能治愈乙肝，但一 年只吃幾個(gè)抗乙肝西紅柿，就完全能代替注射乙肝疫年只吃幾個(gè)抗乙肝西紅柿，就完全能代替注射乙肝疫 苗?？挂腋挝骷t柿屬于轉(zhuǎn)基因食品，就是將乙肝疫苗苗。抗乙肝西紅柿屬于轉(zhuǎn)基因食品，就是將乙肝疫苗 植入西紅柿內(nèi)，經(jīng)過多代繁殖，使轉(zhuǎn)入的基因穩(wěn)定化。植入西紅柿內(nèi)，經(jīng)過多代繁殖，使轉(zhuǎn)入的基因穩(wěn)定化。

13、 這種西紅柿培育歷時(shí)十年，先是在實(shí)驗(yàn)室生長，等各這種西紅柿培育歷時(shí)十年，先是在實(shí)驗(yàn)室生長，等各 種安全因素達(dá)標(biāo)后，才移至戶外，進(jìn)行封閉種植。種安全因素達(dá)標(biāo)后，才移至戶外，進(jìn)行封閉種植。 基因工程藥品包括：細(xì)胞因子（即淋巴因子基因工程藥品包括：細(xì)胞因子（即淋巴因子 如白細(xì)胞介素如白細(xì)胞介素2 2、干擾素）、抗體、疫苗、干擾素）、抗體、疫苗、 激素等激素等 胰島素從豬、牛等動(dòng)物的胰胰島素從豬、牛等動(dòng)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的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià) 格之高可想而知。格之高可想而知。 將合成的胰島素將合成的胰島素

14、 基因?qū)氪竽c桿菌，基因?qū)氪竽c桿菌， 每每2000L2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)培養(yǎng)液就能產(chǎn) 生生100g100g胰島素！使其胰島素！使其 價(jià)格降低了價(jià)格降低了30%-50%!30%-50%! 基因工程藥品基因工程藥品 胰島素胰島素 基因工程艾滋病疫苗 基因工程乙肝疫苗 把把正?；蛘；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)導(dǎo)入病人體內(nèi)，使該基因的表達(dá) 產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病治療疾病的目的，是治的目的，是治 療療遺傳病遺傳病的最有效的手段。的最有效的手段。 2、實(shí)例：、實(shí)例： 將將腺苷酸脫氨酶基因腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入取自患者的淋轉(zhuǎn)入取自患者的淋 巴細(xì)胞中，再將這種淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)

15、入患者體內(nèi)。巴細(xì)胞中，再將這種淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)。 對嚴(yán)重復(fù)合型免疫缺陷癥的治療對嚴(yán)重復(fù)合型免疫缺陷癥的治療 復(fù)合型免疫缺陷癥的基因工程治療 復(fù)合型免疫缺陷癥患者缺乏復(fù)合型免疫缺陷癥患者缺乏 正常的人體免疫功能，只要正常的人體免疫功能，只要 稍被細(xì)菌或者病毒感染，就稍被細(xì)菌或者病毒感染，就 會(huì)發(fā)病死亡。這個(gè)病的機(jī)理會(huì)發(fā)病死亡。這個(gè)病的機(jī)理 是細(xì)胞的一個(gè)常染色體上編是細(xì)胞的一個(gè)常染色體上編 碼碼腺苷酸脫氨酶的基因腺苷酸脫氨酶的基因發(fā)生發(fā)生 了突變?？梢酝ㄟ^基因工程了突變?？梢酝ㄟ^基因工程 的方法治療。的方法治療。 1990 1990年年9 9月月1414日，安德森對一例患日，安德森對一例患AD

16、AADA缺乏癥缺乏癥 的的4 4歲女孩進(jìn)行基因治療。這個(gè)歲女孩進(jìn)行基因治療。這個(gè)4 4歲女孩由于遺歲女孩由于遺 傳基因有缺陷，自身不能生產(chǎn)傳基因有缺陷，自身不能生產(chǎn)ADAADA，先天性免，先天性免 疫功能不全，只能生活在無菌的隔離帳里。他疫功能不全，只能生活在無菌的隔離帳里。他 們將這個(gè)女孩的白血球進(jìn)行基因改造，使有缺們將這個(gè)女孩的白血球進(jìn)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 血球的溶液輸入她左臂的一條靜脈血管中。在血球的溶液輸入她左臂的一條靜脈血管中。在 以后的以后的1010個(gè)月內(nèi)她又接受了個(gè)月內(nèi)她又接受了7 7次這樣的治療，次

17、這樣的治療， 同時(shí)也接受酶治療。后來，她的免疫功能日趨同時(shí)也接受酶治療。后來，她的免疫功能日趨 健全，能夠走出隔離帳，過上了正常人的生活，健全，能夠走出隔離帳，過上了正常人的生活， 并進(jìn)入普通小學(xué)上學(xué)。并進(jìn)入普通小學(xué)上學(xué)。 體外基因治療：體外基因治療：從病人體內(nèi)獲取某種細(xì)胞進(jìn)行培從病人體內(nèi)獲取某種細(xì)胞進(jìn)行培 養(yǎng)，然后，在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)養(yǎng)，然后，在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn) 移的細(xì)胞擴(kuò)大培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。移的細(xì)胞擴(kuò)大培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。 體內(nèi)基因治療：體內(nèi)基因治療： 用基因工程的方用基因工程的方 法，直接向人體法，直接向人體 組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移 基

18、因的治療方法?；虻闹委煼椒?。 4 4、基因治療的發(fā)展現(xiàn)狀：、基因治療的發(fā)展現(xiàn)狀： 處于初期的臨床試驗(yàn)階段處于初期的臨床試驗(yàn)階段 5 5、用于基因治療的基因種類：、用于基因治療的基因種類： 正?；颉⒎戳x基因和自殺基因正?；颉⒎戳x基因和自殺基因 暢想暢想 假如你擁有了基假如你擁有了基 因工程技術(shù)，你因工程技術(shù)，你 最想用于哪方面？最想用于哪方面？ 如何操作？如何操作？ 課課 堂堂 總總 結(jié)結(jié) 練練 習(xí)習(xí) 1、轉(zhuǎn)基因技術(shù)在植物品種改良方面應(yīng)用廣泛，、轉(zhuǎn)基因技術(shù)在植物品種改良方面應(yīng)用廣泛， 其中一項(xiàng)基因工程就是改造其中一項(xiàng)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、延長果實(shí)的儲(chǔ)藏期、延長果實(shí)的儲(chǔ)藏期 C、培育新作物品種、培育新作物品種 D、提高植物的抗性、提高植物的抗性 A 2、上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶、上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶 白蛋白基因的轉(zhuǎn)基因牛，他們還研究出一種可大白蛋白基因的轉(zhuǎn)基因牛，他們還研究出一種可大 大提高基因表達(dá)水平的新方法，使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳大提高基因表達(dá)水平的新方法，使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳 汁中的藥物蛋白含量提高汁中的藥物蛋白含量提高