蘇教版選修三基因工程 基因工程的應(yīng)用（省一等獎(jiǎng)）

生物：１．３《基因工程的應(yīng)用》優(yōu)秀教學(xué)課件（人教版選修３）1.3基因工程的應(yīng)用§1.3基因工程的應(yīng)用1、植物基因工程碩果累累2、動(dòng)物基因工程前景廣闊3、基因工程藥物異軍突起4、基因治療曙光初照植物基因工程碩果累累大豆、玉米、棉花、油菜已進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段主要用于：提高農(nóng)作物抗逆能力、改良農(nóng)作物品質(zhì)、利用植物生產(chǎn)藥物請(qǐng)同學(xué)們閱讀P17-19思考以下幾題:1.目前用于殺蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲植物基因有哪些?2.抗病轉(zhuǎn)基因植物所采用的基因,使用最多的是什么?3.造成低產(chǎn).減產(chǎn)的常見環(huán)境因素有哪些?使煙草.番茄的耐寒能力提高措施是什么?4.豆類中哪種必需氨基酸較少?大米.玉米.小麥中哪種必需氨基酸較少?舉例說(shuō)明科學(xué)家如何提高氨基酸的含量?5.閱讀相關(guān)內(nèi)容后完成下表:轉(zhuǎn)基因生物與目的基因的關(guān)系轉(zhuǎn)基因生物目的基因從何來(lái)抗蟲棉基因抗病毒轉(zhuǎn)基因小麥抗立枯絲核菌(真菌)的煙草抗鹽堿和干旱作物耐寒的番茄抗除草劑的大豆富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米轉(zhuǎn)基因延遲番茄轉(zhuǎn)基因牽?；ń档腿樘堑哪膛Ｉa(chǎn)胰島素的工程菌Bt毒蛋白基因蘇云金芽孢桿菌病毒外殼基因和病毒復(fù)制酶基因幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因抗凍蛋白基因魚抗除草劑基因富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因控制番茄果實(shí)成熟的基因植物花青素代謝有關(guān)的基因乳糖酶基因人胰島素基因人改良植物的品質(zhì)“金米的故事”：將水仙花的兩個(gè)基因和一種細(xì)菌的一個(gè)基因一起植入一種名為T309的水稻中，獲得一種水稻新品種。這樣獲得的新水稻富含鐵元素、鋅元素和可轉(zhuǎn)化為維生素A的胡蘿卜素，能防止貧血和維生素A缺乏癥，大米又呈金黃色。“動(dòng)物基因工程前景廣闊”思考題:1.如何利用動(dòng)物基因工程技術(shù)提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速率?2.怎樣能在其他營(yíng)養(yǎng)成分不受影響的情況下,降低乳糖的含量?3.目前科學(xué)家已在山羊等動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器中表達(dá)了抗凝血酶.血清白蛋白.生長(zhǎng)激素和a-抗胰蛋白酶,科學(xué)家是怎樣獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的?乳腺（房）生物反應(yīng)器１、用動(dòng)物乳房作為反應(yīng)器生產(chǎn)的蛋白質(zhì)比工廠生產(chǎn)有何優(yōu)越性？

２、簡(jiǎn)述乳房生物反應(yīng)器的操作過(guò)程？３、乳房生物反應(yīng)器的操作過(guò)程與轉(zhuǎn)基因動(dòng)物操作過(guò)程有何不同之處？并闡述原因？要在編碼蛋白質(zhì)的基因序列前加上乳腺組織中特異表達(dá)的啟動(dòng)子構(gòu)成表達(dá)載體。因?yàn)楫a(chǎn)品在奶中形成，需要乳腺組織中特異表達(dá)的啟動(dòng)子。（基因的選擇性表達(dá)）

產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取例1、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)出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長(zhǎng)激素并分泌到尿液中。請(qǐng)回答：（1）將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈笫荏w細(xì)胞，常用方法是___________。（2）進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移是，通常要將外源基因轉(zhuǎn)____中，原因是

。（3）通常采用

技術(shù)檢測(cè)外源基因是否插入了小鼠的基因組（4）在研制膀胱生物反應(yīng)器時(shí)，應(yīng)使外源基因在小鼠的

細(xì)胞中特異表達(dá)。（5）為使外源基因在后代長(zhǎng)期保持，可將轉(zhuǎn)基因小鼠細(xì)胞的

轉(zhuǎn)入

細(xì)胞中構(gòu)成重組細(xì)胞，使其發(fā)育成與供體具有相同性狀的個(gè)體。該技術(shù)稱為

。顯微注射受精卵受精卵具有全能性，可使外源基因在相應(yīng)組織細(xì)胞表達(dá)DNA分子雜交膀胱上皮細(xì)胞核去核的卵核移植（或克?。├?、器官移植是治療人類某些疾病的有效治療方法，如對(duì)大面積燒傷病人采取的皮膚移植，腎衰竭病人的腎移植，冠心病人的心臟移植等。下面就器官移植的話題，回答相關(guān)問(wèn)題：英國(guó)科學(xué)家已經(jīng)研究用動(dòng)物的器官作為器官移植的器官來(lái)源，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)豬的內(nèi)臟器官與人的內(nèi)臟器官大小、形態(tài)均差不多，他們從20世紀(jì)80年代就開始研究。研究的重點(diǎn)是改造豬細(xì)胞膜。（1）豬細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)和人的細(xì)胞膜是相同的，但其上的

和人細(xì)胞膜有很多是不同的。（2）改造豬細(xì)胞膜主要是通過(guò)

技術(shù)進(jìn)行，具體操作步驟：糖蛋白基因工程第一步，獲得控制目的基因（人體細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)合成的基因），所用的方法有

。

第二步，將目的基因與

結(jié)合；第三步，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，對(duì)豬來(lái)說(shuō)，應(yīng)導(dǎo)入其

細(xì)胞最有效。在這項(xiàng)技術(shù)中，必須使用的兩種工具酶是

和

。鳥槍法、反轉(zhuǎn)錄法、化學(xué)合成法運(yùn)載體受精卵限制酶DNA連接酶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，就是將乙肝疫苗植入西紅柿內(nèi)，經(jīng)過(guò)多代繁殖，使轉(zhuǎn)入的基因穩(wěn)定化。這種西紅柿培育歷時(shí)十年，先是在實(shí)驗(yàn)室生長(zhǎng)，等各種安全因素達(dá)標(biāo)后，才移至戶外，進(jìn)行封閉種植。例3、1997年，科學(xué)家將動(dòng)物體內(nèi)的能夠合成胰島素的基因與大腸桿菌的DNA分子重組，并且在大腸桿菌中表達(dá)成功。如右圖，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題。

(1)此圖表示的是采取______________方法獲取_____________基因的過(guò)程。

人工合成基因胰島素（目的）(2)圖中①DNA是以____________為模板，_______形成單鏈DNA，在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得了所需要的_______________。

(3)圖中②代表的是_________________酶，在它的作用下將質(zhì)粒切出_________末端。

(4)圖中③代表重組DNA，含_______________基因。

(5)圖中④表示的過(guò)程是_____________________。胰島素mRNA逆轉(zhuǎn)錄胰島素（目的）基因限制性核酸內(nèi)切黏性重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞基因治療的概念：將正常基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功效，從而達(dá)到治療疾病的目的免疫系統(tǒng)發(fā)揮正常作用的必須物質(zhì)腺苷酸脫氨酶腺苷酸脫氨酶基因基因治療曙光初照體外基因治療：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)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：用基因工程的方法，直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治療方法。例4、基因治療是指（）A、把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療目的B、對(duì)有缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常，達(dá)到治療的目的C、運(yùn)用人工誘變的方法，使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因突變，從而恢復(fù)正常D、運(yùn)用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，達(dá)到治療疾病的目的A例5、患者缺乏正常的人體免疫功能，只要稍被細(xì)菌或病毒感染，就會(huì)性病死亡。經(jīng)過(guò)研究證實(shí)，SCID病人細(xì)胞的一個(gè)常染色體上編碼腺苷酸脫氨酶的基因發(fā)生了突變。（1）請(qǐng)你利用所學(xué)知識(shí)，設(shè)想一個(gè)治療SCID病的方案。第一步：發(fā)現(xiàn)人體正常ada基因克隆后用來(lái)替換反轉(zhuǎn)錄病毒的原有基因，構(gòu)建重組載體；第二步：從SCID病人體內(nèi)分離出免疫系統(tǒng)有缺陷的T淋巴細(xì)胞第三步：

；第四步：

；（2）還有哪些遺傳病可用基因治療的方案進(jìn)行治療？試舉例。將這些T淋巴細(xì)胞與攜帶了正常ada基因的反轉(zhuǎn)錄酶病毒混合在一起，讓病毒感染T淋巴細(xì)胞，使正常的ada基因擴(kuò)增并插入到T細(xì)胞的基因中；在實(shí)驗(yàn)室中通過(guò)細(xì)胞培養(yǎng)并確認(rèn)轉(zhuǎn)入的基