高中生物新人教版選擇性必修3基因工程的應(yīng)用課件（18張）

第3章基因工程探究一基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用

1.轉(zhuǎn)基因作物。閱讀教科書第87~89頁相關(guān)內(nèi)容,認(rèn)同基因工程在農(nóng)作物中的應(yīng)用改善了人類的生活品質(zhì)。應(yīng)用措施成果轉(zhuǎn)基因抗蟲植物將具有抗蟲功能的基因,導(dǎo)入作物中培育出具有抗蟲性的作物轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花、玉米、大豆、水稻和馬鈴薯等轉(zhuǎn)基因抗病植物將抗病基因?qū)胫参镏?培育出轉(zhuǎn)基因抗病植物轉(zhuǎn)基因抗病毒甜椒、番木瓜和煙草等轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物將降解或抵抗某種除草劑的基因?qū)胱魑?培育出抗除草劑的作物品種轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米、大豆、油菜和甜菜等改良植物的品質(zhì)將某種必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胫参镏?可以提高這種氨基酸的含量改良植物的營養(yǎng)價值、觀賞價值等優(yōu)點(diǎn)化學(xué)殺蟲劑的施用量減少,作物產(chǎn)量增加,經(jīng)濟(jì)效益增加2.轉(zhuǎn)基因動物。閱讀教科書相關(guān)內(nèi)容,概述如何通過基因工程提高動物的生長速率和改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)。(1)提高動物的生長速率。①措施:將

基因?qū)雱游矬w內(nèi),提高動物的生長速率。②成果:轉(zhuǎn)基因鯉魚。(2)改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)。①措施:將

基因?qū)肽膛；蚪M,使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中,

的含量大大降低,而其他營養(yǎng)成分不受影響。②解決問題:有些人由于

分泌少,不能完全消化牛奶中的乳糖,食用牛奶后會出現(xiàn)腹瀉等不適癥狀。外源生長激素腸乳糖酶乳糖乳糖酶探究二

基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域和食品工業(yè)方面的應(yīng)用

1.基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用。分析教科書第90頁的“資料卡”,并閱讀相關(guān)內(nèi)容,自主分析、總結(jié)基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的研究成果。(1)對微生物或動植物的細(xì)胞進(jìn)行基因改造。①目的:使它們能夠

。②產(chǎn)品:細(xì)胞因子、抗體、疫苗和激素等。(2)讓哺乳動物批量生產(chǎn)藥物。①目的:批量生產(chǎn)藥物。②措施:將藥用蛋白基因與乳腺中

等調(diào)控元件重組在一起。③受體細(xì)胞:

。④導(dǎo)入方法:

。生產(chǎn)藥物特異表達(dá)的基因的啟動子受精卵顯微注射(3)建立移植器官工廠。①器官移植的最大難題:

。②措施:在器官供體的基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子,以.

。2.基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用。分析教科書第91頁相關(guān)內(nèi)容,概述基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用,并比較基因工程技術(shù)獲得的工業(yè)用酶與天然產(chǎn)物中的酶。(1)食品方面的應(yīng)用:生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、

和維生素等。(2)實(shí)例:將編碼

的基因?qū)氪竽c桿菌、黑曲霉或酵母菌的基因組中,再通過

批量生產(chǎn)凝乳酶。(3)優(yōu)點(diǎn):純度

、生產(chǎn)成本

、生產(chǎn)效率

。免疫排斥抑制抗原決定基因的表達(dá)或設(shè)法除去抗原決定基因氨基酸牛凝乳酶工業(yè)發(fā)酵更高降低較高探究一基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用1.轉(zhuǎn)基因抗病植物不等同于轉(zhuǎn)基因抗蟲植物:轉(zhuǎn)基因抗病植物獲得的目的基因是抗病基因,而轉(zhuǎn)基因抗蟲植物獲得的目的基因是抗蟲基因。2.種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉若干年后,害蟲也會因基因突變產(chǎn)生對轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的抗性?！纠?】番茄營養(yǎng)豐富,是人們喜愛的蔬菜。普通番茄細(xì)胞中含有多聚半乳糖醛酸酶的基因,控制細(xì)胞產(chǎn)生多聚半乳糖醛酸酶,該酶能破壞細(xì)胞壁,使番茄軟化,不耐儲藏。科學(xué)家通過基因工程將一種抗多聚半乳糖醛酸酶的基因?qū)敕鸭?xì)胞,獲得了抗軟化番茄。下列關(guān)于培育抗軟化番茄的敘述,錯誤的是()A.運(yùn)載工具是質(zhì)粒B.受體細(xì)胞是番茄細(xì)胞C.目的基因?yàn)槎嗑郯肴樘侨┧崦富駾.目的基因的表達(dá)延緩了細(xì)胞的軟化解析:抗軟化番茄的培育是以質(zhì)粒作為載體,將目的基因(抗多聚半乳糖醛酸酶基因)與質(zhì)粒結(jié)合形成重組DNA,利用含重組DNA的農(nóng)桿菌去侵染普通番茄,使目的基因整合到普通番茄細(xì)胞中的染色體DNA上,從而抑制多聚半乳糖醛酸酶的作用,延緩細(xì)胞的軟化。答案:C【例2】在應(yīng)用基因工程改變生物遺傳特性,進(jìn)而利用種間關(guān)系進(jìn)行生物防治方面,我國科學(xué)家取得了許多重要進(jìn)展。資料1:人類使用化學(xué)農(nóng)藥防治害蟲,致使環(huán)境不斷惡化?？茖W(xué)家們從黃肥尾蝎中克隆出一種神經(jīng)毒素基因,將其導(dǎo)入能寄生在許多害蟲體內(nèi)的綠僵菌中,增強(qiáng)綠僵菌致死害蟲的效應(yīng),可有效控制蟲害大規(guī)模暴發(fā)。資料2:小麥赤霉病是世界范圍內(nèi)極具毀滅性的農(nóng)業(yè)真菌病害?？茖W(xué)家們從長穗偃麥草中克隆出抗赤霉病主效基因,將其導(dǎo)入小麥,其表達(dá)產(chǎn)物可減輕赤霉菌對小麥的感染,從而避免小麥赤霉病大規(guī)模暴發(fā)。目的基因是基因工程的關(guān)鍵要素。關(guān)于上述資料中涉及的目的基因,下列分析正確的是()A.來源:必須從動物、植物或微生物的基因組文庫中直接獲取B.作用:上述基因表達(dá)產(chǎn)物一定影響防治對象的生長或存活C.轉(zhuǎn)化:均可采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D.應(yīng)用:只有將目的基因?qū)敕乐螌ο蟛拍苓_(dá)到生物防治目的【思維流程】將復(fù)雜的情境和問題簡單化,回顧必備知識進(jìn)行作答。參考答案:B

探究二

基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域和食品工業(yè)方面的應(yīng)用

基因工程在蛋白質(zhì)藥物生產(chǎn)中的應(yīng)用利用基因工程生產(chǎn)蛋白質(zhì)藥物,經(jīng)歷了三個發(fā)展階段:第一階段,將人的基因?qū)爰?xì)菌細(xì)胞;第二階段,將人的基因?qū)胄∈蟮葎游锛?xì)胞(這兩個階段都是進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng),提取藥物);第三階段,將人的基因?qū)牖畹膭游矬w內(nèi),再飼養(yǎng)這些轉(zhuǎn)基因動物,從動物乳汁或尿液中提取藥物。(1)將人的基因?qū)氘惙N生物細(xì)胞或體內(nèi),能夠產(chǎn)生藥用蛋白的原理是什么?提示:基因控制蛋白質(zhì)的合成。(2)第三階段從活的動物乳汁中提取的藥物甚至可以直接用于治病,利用活的動物是如何來批量生產(chǎn)藥用蛋白的?提示:構(gòu)建乳腺生物反應(yīng)器。(3)生產(chǎn)疫苗的動物乳腺生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)及限制有哪些?提示:優(yōu)點(diǎn)為產(chǎn)量高,且易收獲目標(biāo)產(chǎn)品,可以隨乳汁分泌而排到動物體外;產(chǎn)品質(zhì)量好;成本低。受性別和是否處于泌乳期的限制。(4)在培育動物乳腺生物反應(yīng)器時,為什么將目的基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動子等調(diào)控元件重組在一起?提示:為了保證目的基因只在乳腺細(xì)胞中表達(dá)。(5)請繪制用基因工程技術(shù)獲得乳腺生物反應(yīng)器的流程圖。提示:

乳腺生物反應(yīng)器與基因工程菌的比較

項(xiàng)目乳腺生物反應(yīng)器基因工程菌含義外源基因在哺乳動物的乳腺中特異性表達(dá)使外源基因得到高效表達(dá)的菌類基因結(jié)構(gòu)動物基因的結(jié)構(gòu)與人類基因的結(jié)構(gòu)基本相同細(xì)菌基因的結(jié)構(gòu)與人類基因的結(jié)構(gòu)有較大差異基因表達(dá)合成的藥用蛋白與天然蛋白質(zhì)相同產(chǎn)生的藥用蛋白可能沒有活性受體細(xì)胞哺乳動物的受精卵微生物細(xì)胞導(dǎo)入方式顯微注射Ca2+轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)條件不需要滅菌,溫度等外界條件影響不大需嚴(yán)格滅菌,嚴(yán)格控制溫度等外界條件藥物提取從動物乳汁中提取從微生物細(xì)胞或培養(yǎng)液中提取【例3】動物基因工程前景廣闊,最令人興奮的是利用基因工程技術(shù)使哺乳動物成為乳腺生物反應(yīng)器,以生產(chǎn)所需要的藥物,如轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)人的生長激素?？茖W(xué)家培養(yǎng)哺乳動物成為乳腺生物反應(yīng)器時()A.僅僅利用了基因工程技術(shù)B.不需要乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動子C.利用基因槍法將人的生長激素基因?qū)胧芫阎蠨.需要進(jìn)入泌乳期才能成為批量生產(chǎn)藥物的“工廠”解析:培育轉(zhuǎn)基因動物時,除了利用了基因工程技術(shù)之外,還利用了胚胎工程技術(shù)和細(xì)胞工程技術(shù),A項(xiàng)錯誤;基因表達(dá)載體中必須含有乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動子等調(diào)控元件,這樣目的基因才能在乳腺細(xì)胞中得以表達(dá),B項(xiàng)錯誤;將目的基因?qū)雱游锸芫阎欣玫姆椒ㄊ秋@微注射,C項(xiàng)錯誤;乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)的藥物需從乳汁中提取,因此轉(zhuǎn)基因動物進(jìn)入泌乳期才能成為批量生產(chǎn)藥物的“工廠”,D項(xiàng)正確。答案:D【例4】下列有關(guān)乳腺生物反應(yīng)器與大腸桿菌生產(chǎn)藥物