2013年人教版生物选修3精品课件 1.3 基因工程的应用

《2013年人教版生物选修3精品课件 1.3 基因工程的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013年人教版生物选修3精品课件 1.3 基因工程的应用（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、13 基因工程的应应用学习导航1.举举例说说出基因工程的应应用及取得的丰硕硕成果。 重点2.了解基因工程的进进展。3.了解基因工程在农业农业 和医疗疗等方面的应应用。难难点新知初探思维启动一、植物基因工程的成果植物基因工程技术术主要用于提高农农作物的_能力，以及改良农农作物的_和利用植物生产产_等方面。抗逆品质质药药物1.抗虫和抗病转转基因植物抗虫转转基因植物抗病转转基因植物 基 因 种 类类_基因 、蛋白酶抑制剂剂 基因、 _ _基因、植物凝 集素基因等抗病毒基因：病毒外壳 蛋白基因和病毒的 _基因 抗真菌基因：几丁质质酶 基因和_基 因 成 果棉、玉米、马铃马铃 薯、番茄等抗烟草花叶病毒的

2、转转基因 烟草和抗病毒的转转基因小 麦、甜椒、番茄等 意 义义减少化学农药农药 的使用，降低生产产成本，减 少环环境污污染等Bt毒蛋白淀粉酶抑制剂剂复制酶抗毒素合成2.抗逆转转基因植物(1)抗逆基因：调节调节 _的基因使作物抗碱、抗旱；鱼鱼的_基因使作物耐寒；抗除草剂剂基因使作物抗除草剂剂。(2)成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。细细胞渗透压压抗冻冻蛋白3.利用转转基因改良植物的品质质(1)优优良基因：必需氨基酸含量多的蛋白质编质编码码基因、控制番茄果实实成熟的基因和与植物花青素代谢谢有关的基因。(2)成果：富含赖赖氨酸的转转基因玉米、转转基因延熟番茄和转转基因矮牵牵牛。想一想1基因工程育种的主

3、要优优点有哪些？【提示】 基因工程育种最大的优优点是目的性强，克服了远缘杂远缘杂 交不亲亲和的障碍。二、动动物基因工程的前景应应用 项项目基因来源成果提高动动物 的生长长速 率外源_基 因转转基因绵绵羊、转转基 因鲤鱼鲤鱼改善畜产产 品的品质质肠肠乳糖酶基因转转基因牛分泌的乳 汁中_含量少 转转基因动动 物生产药产药 物药药用_基因乳 腺蛋白基因的 _乳腺生物反应应器转转基因动动 物作器官移 植的供体抑制或除去 _基因利用克隆技术术培育 没有免疫排斥反应应 的猪器官生长长激素乳糖 蛋白 启动动子抗原决定三、基因工程药药物1药药物来源：转转基因的“_”。2.成果：重组组人胰岛岛素、细细胞因子、抗

4、体、疫苗、激素等。四、基因治疗疗1概念：把_导导入病人体内，使该该基因的表达产产物发挥发挥 功能，从而达到治疗疗疾病的目的。工程菌正常基因2.类类型：_基因治疗疗和_基因治疗疗。3.成果：将腺苷酸脱氨酶基因导导入患者的淋巴细细胞，治疗疗_。想一想2基因治疗疗的实质实质 是利用外源基因替换换了原基因本身，还还是替换换了原基因的功能？【提示】 替换换了原基因的功能。体内体外复合型免疫缺陷症要点突破讲练互动要点一 植物基因工程的成果1抗虫转转基因植物在抗虫害方面，迄今研究的最多并取得成效的有两类类基因，即苏苏云金芽孢孢杆菌的杀杀虫蛋白基因(Bt毒蛋白基因)以及从豇豆等作物中分离的蛋白酶抑制剂剂基因。

5、抗虫棉、抗虫番茄、抗虫烟草都已获获得了成功。既减少了杀杀虫剂剂的使用，又保护护了环环境。2.抗病转转基因植物引起植物生病的微生物主要有病毒、真菌和细细菌等。抗病转转基因植物所采用的基因，使用最多的是病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；抗真菌转转基因植物中可使用的基因有几丁质质酶基因和抗毒素合成基因。多种抗病毒植株已培育成功并开始进进行田间试验间试验 、栽培。3.抗逆转转基因植物(1)针对盐针对盐 碱、干旱、低温、涝涝害等不利环环境条件而培育的抗盐盐碱、耐旱、耐寒、抗涝涝的农农作物新品种。主要方法是在有关植物中转转入调节细调节细 胞渗透压压的基因。(2)针对针对 与农农作物竞竞争的杂杂草而培育的

6、抗除草剂剂的植物。将抗除草剂剂基因导导入大豆、玉米等作物，喷喷洒除草剂时剂时 ，杀杀死田间杂间杂 草而不损伤损伤 作物。4.利用转转基因改良植物的品质质利用转转基因改良植物品质质,可以有以下途径：(1)直接导导入控制该该性状的结结构蛋白基因；(2)导导入与该该性状有关的某种酶的基因。金茶花是中国特有的观赏观赏 品种，但易得枯萎病，降低观赏观赏 价值值。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，用转转基因的方法培育出了抗枯萎病的新品种。请请据图图回答问题问题 。例1(1)将连连接到上并形成，常用到的酶有_。(2)图图中除了含有以外，还应还应 有_。(3)经检测经检测 ，被侵染的金茶花叶片细细胞具备

7、备了抗病性，这说这说 明已经经_。欲快速培育大量该该抗病新品种，应该应该 采用的技术术是植物组织组织 培养，依据的理论论基础础是_。(4)通过转过转 基因方法获获得的抗病金茶花，将来产产生的配子中是否一定含有抗病基因？_。【解析】 (1)实现实现 目的基因与运载载体的结结合需用同一种限制酶切割，产产生相同的黏性末端，通过过DNA连连接酶连连接在一起，形成基因表达载载体。(2)基因表达载载体的组组成应应包括：启动动子、终终止子、标记标记 基因、目的基因等。(3)金茶花叶片细细胞具备备了抗病性，这说这说 明目的基因已经经表达，欲快速培育大量该该抗病新品种，应该应该 采用的技术术是植物组织组织 培养

8、技术术,其理论论基础础是植物细细胞的全能性。(4)由于产产生配子时时，基因会发发生分离，所以获获得的转转基因性状不一定能随着配子传递传递 下去。【答案】 (1)限制性核酸内切酶和DNA连连接酶(2)启动动子、标记标记 基因、终终止子(3)表达 植物细细胞的全能性(4)不一定变变式训练训练(2012石家庄二中高二检测检测 )人类类利用基因工程的方法成功培育出转转基因抗虫棉，以下说说法正确的是( )A苏苏云金芽孢孢杆菌的毒蛋白基因与质质粒结结合后直接进进入棉花的叶肉细细胞表达B抗虫基因导导入棉花叶肉细细胞后，可通过过传传粉、受精的方法使抗虫性状遗传遗传 下去C标记标记 基因的作用是鉴别鉴别 受体细

9、细胞中是否含有目的基因D转转基因抗虫棉种植时时棉铃铃虫不会产产生抗性,可以有效消灭灭棉铃铃虫解析：选选C。A项项中苏苏云金芽孢孢杆菌的毒蛋白基因与质质粒结结合，导导入棉花叶肉细细胞后，需要经过检测经过检测 、鉴鉴定后，才能实现实现 成功表达；B项项中抗虫棉在形成配子时时，基因会发发生分离,不一定能将抗虫性状完全地遗传遗传 下去；D项项中转转基因抗虫棉种植时时，棉铃铃虫食用后可大量死亡，但同时时使棉铃铃虫的抗性得到不断的加强，不可能彻彻底地消灭灭棉铃铃虫。要点二 动动物基因工程的应应用及基因工程药药物1.乳腺(房)生物反应应器(1)原理：应应用重组组DNA技术术和转转基因技术术，将目的基因转转移

10、到尚未分化的动动物胚胎细细胞(或受精卵)中，经经胚胎移植，得到能在乳腺中表达转转基因产产品的个体,其乳腺组织组织 可分泌生产产“目的产产品”如具有药药用价值值的蛋白，这这些蛋白进进入乳汁中,再通过过回收含转转基因蛋白的动动物乳汁，就可以提取有重要药药用价值值的生物活性蛋白。(2)操作过过程2.生物反应应器与工程菌在实际应实际应 用中的比较较比较较 项项目动动物乳腺反应应器大肠肠杆菌生产产系基因 结结构与人类类基因结结构 相同，使克隆基 因相对简单对简单与人类类基因结结构有差异基因 产产物与天然蛋白质质完 全相同由于缺少内质质网、高尔基 体等细细胞器，合成的蛋白 质质可能不存在生物活性 产产物

11、提取存在乳汁中，易 于提取从细细胞中提取分离，相对对 复杂杂 生产产 设备设备农业农业 生产产 提纯设备纯设备 成本低工业业生产产 精良的生产设备产设备 成本高特别别提醒 从乳腺生物反应应器中提取蛋白质质,受体细细胞所在个体必须须是雌性的，若从尿液中提取目的基因的产产物则则不受此限制。继继哺乳动动物乳腺反应应器研发发成功后，膀胱生物反应应器的研究也取得了一定进进展。最近，科学家培养出一种转转基因小鼠，其膀胱上皮细细胞可以合成人的生长长激素并分泌到尿液中。请请回答：(1)将人的生长长激素基因导导入小鼠受体细细胞，常用方法是_。例2(2)将目的基因导导入动动物细细胞时时，通常要将外源基因导导入_中

12、，原因是_。(3)通常采用_技术检测术检测 外源基因是否插入了小鼠的基因组组。(4)在研制膀胱生物反应应器时时，应应使外源基因在小鼠的_细细胞中进进行特异性表达。【解析】 (1)将目的基因(人生长长激素基因)导导入动动物细细胞(小鼠受体细细胞)的常用方法是显显微注射技术术。(2)在哺乳动动物细细胞中，受精卵或早期胚胎具有全能性，外源基因在相应应的组织细组织细 胞中更容易表达，因此，在动动物细细胞工程中，常将受精卵或早期胚胎细细胞作为为受体细细胞。(3)检测检测 目的基因(人生长长激素基因)是否插入了转转基因动动物染色体的DNA(小鼠基因组组)上的方法是DNA分子杂杂交技术术。(4)由题题中信息

13、可知，人生长长激素基因在小鼠的膀胱上皮细细胞内进进行了特异性表达。【答案】 (1)显显微注射技术术 (2)受精卵(早期胚胎细细胞) 受精卵(或早期胚胎)具有全能性,可使外源基因在相应应的组织细组织细 胞中表达 (3)DNA分子杂杂交 (4)膀胱上皮互动动探究(1)上述过过程的原理是什么？(2)为为何将目的基因导导入膀胱上皮细细胞更方便?【提示】 (1)基因重组组。(2)不受雌雄个体的限制。【拓展提升】 乳房生物反应应器与膀胱生物反应应器乳房生物反应应器是利用转转基因动动物的乳汁生产药产药 用蛋白，而膀胱生物反应应器是利用转转基因动动物的尿液生产药产药 用蛋白,二者的优优点是：收集药药用蛋白比较

14、较容易，且不必对动对动 物造成伤伤害。但乳房生物反应应器需是处处于生殖期的雌性动动物才可生产药产药 用蛋白，而膀胱生物反应应器则则是任何生长长期的雌雄动动物均可生产产。要点三 基因治疗疗1原理：利用正常基因置换换或弥补补缺陷基因的治疗疗方法，即把正常基因导导入病人体内，使该该基因的表达产产物发挥发挥 功能，从而达到治疗疗疾病的目的。2.过过程3.途径途径 比较较体外基因治疗疗体内基因治疗疗不 同 点方 法从患者体内获获得某种 细细胞体外完成基因 转转移筛选筛选 、细细胞 扩扩增输输入体内直接向患者体内 组织细组织细 胞中转转移 基因特 点操作复杂杂，但效果可 靠方法较简单较简单 ，但 效果难难

15、以控制 相同点都是将外源基因导导入靶细细胞，以纠纠正 缺陷基因，目前两种方法都处处于临临床 试验阶试验阶 段特别别提醒 基因治疗疗并非把健康的外源基因导导入患者的所有细细胞中，而只是导导入某些功能细细胞中。4.基因检测检测 与基因治疗疗的比较较基因检测检测基因治疗疗目的 基因 的作 用制作相应应探针针， 利用DNA分子杂杂 交原理，快速、 准确地检测检测 疾病导导入有基因缺陷 的细细胞中，替换换 相应应基因的功能, 治疗遗传疗遗传 病现现状临临床应应用阶阶段临临床试验阶试验阶 段(2012湛江一中高二质检质检 )基因治疗疗是人类类疾病治疗疗的一种崭崭新手段，下列有关叙述中不正确的是( )A基因治疗疗是治疗疗人类遗传类遗传 病的最有效的手段B基因治疗疗是一种利用基因工程产产品治疗疗人类类疾病的方法例3C以正常基因替换换致病基因属