名校联盟湖南省安仁一中生物必修三《13 基因工程的应用》课件.ppt

学习目标 1、举例说出植物基因工程的成果 2、举例说出动物基因工程的成果 3、举例说出基因工程药品 4、概括出基因治疗的原理及过程 5、说出基因芯片的概念 * * * 一、植物基因工程硕果累累 哪些转基因作物已进入大规模商业化应用阶段? 转基因大豆、玉米、棉花和油菜 植物基因工程技术主要用于哪些方面? 提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）,以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面. (一)抗虫转基因植物 1.虫害给农作物带来了哪些影响? 传统农业如何防治害虫? 有哪些不足? 2.现在已有哪些抗虫植物问世? 3. 抗虫基因 Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、 淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等 4.抗虫棉的目的基因是什么?目的基因从何而来? （二）抗病转基因植物 1.什么是病原微生物？有哪些种类？ 引起生物生病的微生物，主要有病毒、真菌和细菌等 2.为什么说常规育种很难培育出抗病毒的新品种？ 3.在抗真菌转基因植物中使用什么基因？ 几丁质酶基因和抗毒素合成基因 （三）其他抗逆转基因植物 1.哪些环境条件会造成农作物低产、减产？ 盐碱、干旱、低温和涝害等 2.盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关？ 细胞内的渗透压调节 在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因？ 调节细胞渗透压的基因 3.转基因耐寒的烟草和番茄中哪种目的基因提高了其抗寒能力？目的基因从何而来？ 鱼的抗冻蛋白基因 4.抗除草剂基因有何用途？ 喷洒除草剂时，杀死田间的杂草而不损伤作物 （四）利用转基因改良植物的品质 人体（或其它脊椎动物）必不可少，而机体内又不能合成的，必须从食物中补充的氨基酸，称必需氨基酸。 必需氨基酸共有８种：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸（甲硫氨酸）、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。 如果饮食中经常缺少必需氨基酸，可影响健康。 另外12种氨基酸是人体细胞能够合成的叫做非必需氨基酸。 你知道哪些食品中缺少必需氨基酸？ 如何用转基因的方法加以改良？ 将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物 改变必需氨基酸合成途径中某种关键酶的活性 转基因延熟番茄的目的基因是什么？ 控制番茄果实成熟的基因 转基因矮牵牛的目的基因是什么？ 与植物花青素代谢有关的基因 异想天开 “金米的故事”： 将水仙花的两个基因和一种细菌的一个基因一起植入一种名为T309的水稻中，获得一种水稻新品种。这样获得的新水稻富含铁元素、锌元素和可转化为维生素A的胡萝卜素，能防止贫血和维生素A缺乏症，大米又呈金黄色。 总结：基因工程在农业上的应用 （1）高产、稳产和具优良品质的品种 用基因工程的方法可以改善粮食作物的 蛋白质含量。如“向日葵豆”植株。 （2）抗逆性品种 将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。 二、动物基因工程前景广阔 （一）用于提高动物生长速度 ——动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等 导入外源生长激素基因 （二）用于改善畜产品的品质 举例说明 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大减低。 （三）用转基因的动物生产药物 设问:就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？ 转基因动物的乳腺。 （1）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。 （2）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。 （3）从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可无限繁殖。 设问:为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？ 将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，将受精卵送入母体，使其发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品，称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。 乳腺生物反应器 乳腺生物反应器的优点：①产量高；②质量好；③成本低；④易提取。 ①获取目的基因（例如血清白蛋白基因） ②构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子） ③显微注射导入哺乳动物受精卵中 ④形成胚胎 ⑤将胚胎送入母体动物 ⑥发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达）。 思考:用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的？ （四）用转基因动物作器官移植的供体 利用基因工程对猪的器官进行改造 方法：将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官 1.在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素等直接从生物体