生物基因工程的應(yīng)用課件新人教版選修

生物基因工程的應(yīng)用課件新人教版選修植物基因工程技術(shù)主要用于哪些方面?提高農(nóng)作物得抗逆能力(如抗除草劑、抗蟲(chóng)、抗病、抗干旱和抗鹽堿等),以及改良農(nóng)作物得品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物等方面、(一)抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物1、蟲(chóng)害給農(nóng)作物帶來(lái)了哪些影響?傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)如何防治害蟲(chóng)?有哪些不足?2、現(xiàn)在已有哪些抗蟲(chóng)植物問(wèn)世?3、抗蟲(chóng)基因Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等請(qǐng)閱讀P18生物資料技術(shù)卡,了解一些抗蟲(chóng)基因得抗蟲(chóng)機(jī)理。4、抗蟲(chóng)棉得目得基因就是什么?目得基因從何而來(lái)?5、我國(guó)得轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉取得了哪些進(jìn)展?(二)抗病轉(zhuǎn)基因植物1、什么就是病原微生物？有哪些種類(lèi)？引起生物生病得微生物,主要有病毒、真菌和細(xì)菌等2、為什么說(shuō)常規(guī)育種很難培育出抗病毒得新品種？3、在抗病轉(zhuǎn)基因植物中使用最多得就是什么基因？病毒外殼蛋白(coatprotein,CP)基因;病毒得復(fù)制酶基因拓展:在抗病毒轉(zhuǎn)基因植物中,為什么使用病毒外殼蛋白基因可以抗病毒侵染？關(guān)于病毒外殼蛋白基因(CP基因)導(dǎo)入植物后得抗病毒機(jī)理,目前有幾種假說(shuō)。一種假說(shuō)認(rèn)為:CP基因在植物細(xì)胞內(nèi)表達(dá)積累后,當(dāng)入侵得病毒裸露核酸進(jìn)入植物細(xì)胞后,會(huì)立即被這些外殼蛋白重新包裹,從而阻止病毒核酸分子得復(fù)制和翻譯。另一種假說(shuō)認(rèn)為:植物細(xì)胞內(nèi)積累得病毒外殼蛋白會(huì)抑制病毒脫除外殼,使病毒核酸分子不能釋放出來(lái)。然而最近得研究表明,如果將病毒得外殼蛋白得AUG起始密碼缺失,使之不能被翻譯,或者將外殼蛋白基因變成反義RNA基因,整合到植物細(xì)胞染色體上,轉(zhuǎn)基因植物則有很好得抗性。因此,有人認(rèn)為抗性機(jī)理不就是外殼蛋白在起作用,而就是CP基因轉(zhuǎn)錄出RNA后,與入侵病毒RNA之間得相互作用起到了抗性作用。3、在抗真菌轉(zhuǎn)基因植物中使用什么基因？幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因(三)其她抗逆轉(zhuǎn)基因植物1、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2、鹽堿和干旱對(duì)農(nóng)作物得危害與什么有關(guān)？細(xì)胞內(nèi)得滲透壓調(diào)節(jié)在抗鹽堿和抗干旱作物中使用了什么基因？調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓得基因3、轉(zhuǎn)基因耐寒得煙草和番茄中哪種目得基因提高了其抗寒能力？目得基因從何而來(lái)？魚(yú)得抗凍蛋白基因4、抗除草劑基因有何用途？噴灑除草劑時(shí),殺死田間得雜草而不損傷作物11大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了，稍作休息大家有疑問(wèn)的，可以詢(xún)問(wèn)和交流(四)利用轉(zhuǎn)基因改良植物得品質(zhì)人體(或其她脊椎動(dòng)物)必不可少,而機(jī)體內(nèi)又不能合成得,必須從食物中補(bǔ)充得氨基酸,稱(chēng)必需氨基酸。必需氨基酸共有８種:賴(lài)氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸(甲硫氨酸)、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸。如果飲食中經(jīng)常缺少必需氨基酸,可影響健康。另外12種氨基酸就是人體細(xì)胞能夠合成得叫做非必需氨基酸。您知道哪些食品中缺少必需氨基酸？如何用轉(zhuǎn)基因得方法加以改良？將必需氨基酸含量多得蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胫参锔淖儽匦璋被岷铣赏緩街心撤N關(guān)鍵酶得活性轉(zhuǎn)基因延熟番茄得目得基因就是什么？控制番茄果實(shí)成熟得基因轉(zhuǎn)基因矮牽牛得目得基因就是什么？與植物花青素代謝有關(guān)得基因異想天開(kāi)總結(jié):基因工程在農(nóng)業(yè)上得應(yīng)用(1)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具優(yōu)良品質(zhì)得品種用基因工程得方法可以改善糧食作物得蛋白質(zhì)含量。如“向日葵豆”植株。(2)抗逆性品種將細(xì)菌得抗蟲(chóng)、抗病毒、抗除草劑、抗鹽堿、抗干旱、抗高溫等抗性基因轉(zhuǎn)移到作物體內(nèi),將從根本上改變作物得特性。如轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉。二、動(dòng)物基因工程前景廣闊(一)用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度——?jiǎng)游锲贩N改良、建立生物反應(yīng)器、器官移植等導(dǎo)入外源生長(zhǎng)激素基因(二)用于改善畜產(chǎn)品得品質(zhì)舉例說(shuō)明將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M,轉(zhuǎn)基因牛分泌得乳汁中乳糖得含量大大減低。(三)用轉(zhuǎn)基因得動(dòng)物生產(chǎn)藥物設(shè)問(wèn):就基因藥物而言,最理想得表達(dá)場(chǎng)所就是哪里？轉(zhuǎn)基因動(dòng)物得乳腺。(1)乳腺就是一個(gè)外分泌器官,乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán),不會(huì)影響轉(zhuǎn)基因動(dòng)物本身得生理代謝反應(yīng)。(2)從乳汁中獲取目得基因產(chǎn)物,產(chǎn)量高,易提純,表達(dá)得蛋白質(zhì)已經(jīng)過(guò)充分得修飾加工,具有穩(wěn)定得生物活性。(3)從乳汁中源源不斷獲得目得基因得產(chǎn)物得同時(shí),轉(zhuǎn)基因動(dòng)物又可無(wú)限繁殖。設(shè)問(wèn):為什么乳腺能成為基因藥物最理想得表達(dá)場(chǎng)所呢？將藥物蛋白基因與乳腺蛋白基因得啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起,通過(guò)顯微注射等方法,導(dǎo)入哺乳動(dòng)物得受精卵中,將受精卵送入母體,使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌乳期后,可以通過(guò)分泌乳汁生產(chǎn)所需要得藥品,稱(chēng)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)器得優(yōu)點(diǎn):①產(chǎn)量高;②質(zhì)量好;③成本低;④易提取。①獲取目得基因(例如血清白蛋白基因)②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)得啟動(dòng)子)③顯微注射導(dǎo)入哺乳動(dòng)物受精卵中④形成胚胎⑤將胚胎送入母體動(dòng)物⑥發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物(只有在產(chǎn)下得雌性個(gè)體中,轉(zhuǎn)入得基因才能表達(dá))。思考:用基因工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器得操作過(guò)程就是怎樣得？(四)用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植得供體利用基因工程對(duì)豬得器官進(jìn)行改造方法:將器官供體基因組導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子,以抑制抗原決定基因得表達(dá)或設(shè)法除去抗原決定基因,再結(jié)合克隆技術(shù),培育出沒(méi)有免疫排斥反應(yīng)得轉(zhuǎn)基因克隆豬器官將目得基因?qū)氲絼?dòng)物得受精卵里,目得基因若與受精卵染色體DNA整合,細(xì)胞分裂時(shí),該基因隨染色體得倍增而倍增,使每個(gè)細(xì)胞中都帶有目得基因,使性狀得以表達(dá),并穩(wěn)定地遺傳給后代,從而獲得基因產(chǎn)品。這樣一種新得個(gè)體,稱(chēng)為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。總結(jié):什么叫轉(zhuǎn)基因動(dòng)物？基因工程在畜牧養(yǎng)殖業(yè)上得應(yīng)用主要就是什么？繁殖具有抗病能力、高產(chǎn)仔率、高產(chǎn)奶率和高質(zhì)量得皮毛等優(yōu)良品質(zhì)得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。該過(guò)程得重要步驟就是通過(guò)感染或顯微注射技術(shù)將重組DNA轉(zhuǎn)移到動(dòng)物受精卵中。1、在傳統(tǒng)得藥品生產(chǎn)中,某些藥品如胰島素、干擾素等直接從生物體得哪些結(jié)構(gòu)中提??？從生物得組織、細(xì)胞或血液中提取。2、傳統(tǒng)生產(chǎn)方法得缺點(diǎn):由于受原料來(lái)源得限制,價(jià)格十分昂貴。三、基因工程藥品異軍突起3、可利用什么方法來(lái)解決上述問(wèn)題？利用基因工程方法制造轉(zhuǎn)基因得工程菌,可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本得藥品。工程菌:用基因工程方法,使外源基因得到高效率表達(dá)得菌類(lèi)細(xì)胞株系?；蚬こ趟幤钒?細(xì)胞因子(即淋巴因子如白細(xì)胞介素—2、干擾素)、抗體、疫苗、激素等胰島素就是治療糖尿病得特效藥。一般臨床上使用得胰島素主要從豬、牛等家畜得胰腺中提取,每100kg胰腺只能提取4－5g胰島素。用該方法生產(chǎn)得胰島素產(chǎn)量低,價(jià)格昂貴,遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足社會(huì)需要。1979年,科學(xué)家將動(dòng)物體內(nèi)得胰島素基因與大腸桿菌DNA分子重組,并在大腸桿菌內(nèi)實(shí)現(xiàn)了表達(dá)。1982年,美國(guó)一家基因公司用基因工程方法生產(chǎn)得胰島素投入市場(chǎng),售價(jià)降低了30%－50%?；蚬こ趟幤贰葝u素治療侏儒癥得唯一方法,就是向人體注射生長(zhǎng)激素。而生長(zhǎng)激素得獲得很困難。以前,要獲得生長(zhǎng)激素,需解剖尸體,從大腦得底部摘取垂體,并從中提取生長(zhǎng)激素?，F(xiàn)可利用基因工程方法,將人得生長(zhǎng)激素基因?qū)氪竽c桿菌中,使其生產(chǎn)生長(zhǎng)激素。人們從450L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取得生長(zhǎng)激素,相當(dāng)于6萬(wàn)具尸體得全部產(chǎn)量?；蚬こ趟幤贰L(zhǎng)激素干擾素就是動(dòng)物或人體細(xì)胞受到病毒侵染后產(chǎn)生得一種糖蛋白。干擾素幾乎能抵抗所有病毒引起得感染,就是一種抗病毒得特效藥。此外干擾素對(duì)治療癌癥和某些白血病也有一定療效。傳統(tǒng)得干擾素生產(chǎn)方法就是從人血液中得白細(xì)胞內(nèi)提取,每300L血液只能提取出1mg干擾素。1980－1982年,科學(xué)家用基因工程方法在大腸桿菌及酵母菌細(xì)胞內(nèi)獲得了干擾素,就是傳統(tǒng)得生產(chǎn)量得12萬(wàn)倍。1987年上述干擾素大量投放市場(chǎng)。基因工程藥品——干擾素利用微生物生產(chǎn)藥物得優(yōu)越性何在?利用微生物生產(chǎn)蛋白質(zhì)類(lèi)藥物,就是指將人們需要得某種蛋白質(zhì)得編碼基因,構(gòu)建成表達(dá)載體后導(dǎo)入微生物,然后利用微生物發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)蛋白質(zhì)類(lèi)藥物。有以下優(yōu)越性:(1)利用活細(xì)胞作為表達(dá)系統(tǒng),表達(dá)效率高,無(wú)需大型裝置和大面積廠房就可以生產(chǎn)出大量藥品。(2)可以解決傳統(tǒng)制藥中原料來(lái)源得不足。利用基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn)就不需要從動(dòng)物或人體上獲取原料。(3)降低生產(chǎn)成本,減少生產(chǎn)人員和管理人員。1