《高中生物《生态工程的实例和发展前景》课件五（32张PPT）（人教版选修3）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物《生态工程的实例和发展前景》课件五（32张PPT）（人教版选修3）（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、下列常用作运载体的是下列常用作运载体的是( )( )A A大肠杆菌质粒大肠杆菌质粒 B B苏云金芽孢杆菌的苏云金芽孢杆菌的DNADNA分子分子C C土壤农杆菌环状土壤农杆菌环状RNARNA分子分子 D D动物细胞的染色体动物细胞的染色体限制性内切酶的特点是限制性内切酶的特点是( )( )A A只能识别只能识别GAATTCGAATTC序列序列B B识识别别特特定定的的核核苷苷酸酸序序列列和和具具有有特特定定的的酶酶切切位位点点C C识别黏性末端识别黏性末端D D切割质粒切割质粒DNADNA的标记基因的标记基因 A AB B基因操作的工具：基因操作的工具：在培养转基因植物的基因操作中，所用基因在培
2、养转基因植物的基因操作中，所用基因的的“剪刀剪刀”是是 ，基因的，基因的“针针线线”是是 ，基因的，基因的“运输工具运输工具”是是 。 限制性内切酶限制性内切酶DNA连接酶连接酶运载体（如：质粒等）运载体（如：质粒等） 例题解析例题解析1 1、 农业上大量使用化肥存在许多负面影响，农业上大量使用化肥存在许多负面影响，“生物固氮生物固氮”已已成为一项重要研究课题，实验证明，生物固氮是某些微生物（如成为一项重要研究课题，实验证明，生物固氮是某些微生物（如根瘤菌、蓝藻等）将空气中的根瘤菌、蓝藻等）将空气中的N N2 2固定为固定为NHNH3 3的过程。的过程。（1 1）与人工合成）与人工合成NHNH
3、3 3所需的高温、高压条件相比，生物固氮的顺所需的高温、高压条件相比，生物固氮的顺利进行是因为根瘤菌、蓝藻体内含有特定的利进行是因为根瘤菌、蓝藻体内含有特定的 ，这类物质，这类物质的化学本质是的化学本质是 。（2 2）人们正在着力研究转基因固氮植物（如固氮水稻、固氮小）人们正在着力研究转基因固氮植物（如固氮水稻、固氮小麦等），某科学家将根瘤菌、细胞中的固氮基因，通过基因工程麦等），某科学家将根瘤菌、细胞中的固氮基因，通过基因工程方法转移到水稻植株细胞中，经检测，转基因水稻具备了固氮功方法转移到水稻植株细胞中，经检测，转基因水稻具备了固氮功能。据上述材料分析：能。据上述材料分析：固氮基因已经整合
4、到水稻细胞的固氮基因已经整合到水稻细胞的 中。中。写出水稻细胞中固氮基因得到表达的反应式。写出水稻细胞中固氮基因得到表达的反应式。酶酶蛋白质蛋白质DNADNA 转录转录 翻译翻译 DNADNA（固氮基因）固氮基因） RNA RNA 蛋白质蛋白质2 2、干扰素是治疗癌症的重要物质，人血液中每升只能提取、干扰素是治疗癌症的重要物质，人血液中每升只能提取0.05g0.05g干扰素，因而其价格昂贵，平民百姓用不起。但美国有一家公司用干扰素，因而其价格昂贵，平民百姓用不起。但美国有一家公司用遗传工程方法合成了价格低廉、药性一样的干扰素，其具体做法是：遗传工程方法合成了价格低廉、药性一样的干扰素，其具体做
5、法是：（1 1）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的 ，并，并使之与一种叫做质粒的使之与一种叫做质粒的DNADNA结合，然后移植到酵母菌内，从而用酵结合，然后移植到酵母菌内，从而用酵母菌来母菌来 。（2 2）酵母菌能用）酵母菌能用 方式繁殖，速度很快，所以，能在较方式繁殖，速度很快，所以，能在较短的时间内大量生产短的时间内大量生产 。利用这种方法不仅产量。利用这种方法不仅产量高，并且成本也较低。高，并且成本也较低。基因基因产生产生干扰素干扰素出芽出芽干扰素干扰素3 3、细菌通常是具有双链环状、细菌通常是具有双链环状DNADNA的单细胞生物。现有甲、乙两
6、的单细胞生物。现有甲、乙两种细菌，基因型分别是种细菌，基因型分别是abdabd和和ABDABD，通过基因工程使甲细菌后代，通过基因工程使甲细菌后代产生出乙细菌产生出乙细菌B B基因所控制的产物，具体过程如图所示，试据基因所控制的产物，具体过程如图所示，试据图回答。图回答。（1 1）从细胞的结构看，细菌属于）从细胞的结构看，细菌属于 生物。生物。（2 2）图中剪切）图中剪切DNADNA的的“剪刀剪刀”和粘接和粘接DNADNA的的“胶水胶水”，其实是两种，其实是两种不同的酶，它们都只能在不同的酶，它们都只能在DNADNA的一定位置进行剪切和粘接，说明它的一定位置进行剪切和粘接，说明它们具有们具有
7、的特点。的特点。（3 3）新细菌与甲、乙细菌的表现都不同，从变异来源看，这是人）新细菌与甲、乙细菌的表现都不同，从变异来源看，这是人工条件下的一种工条件下的一种 。（4 4）假如）假如B B基因是来自人体细胞，则甲子代也可产生出相应的人基因是来自人体细胞，则甲子代也可产生出相应的人体物质，这说明在翻译过程中，细菌和人类共套体物质，这说明在翻译过程中，细菌和人类共套 。（5 5）在）在DNADNA分子中分子中“拼接拼接”上某个基因或上某个基因或“切割切割”掉某个基因，掉某个基因，并不影响各基因的功能，这说明基因具有并不影响各基因的功能，这说明基因具有 原核原核专一性专一性基因重组基因重组遗传密码
8、遗传密码相对的独立性相对的独立性4 4、“人类基因组计划人类基因组计划”的研究工作已经历时的研究工作已经历时1010年，投资近百亿美年，投资近百亿美元。一开始它是一项元。一开始它是一项“国际参与，免费分享国际参与，免费分享”的国际合作研究项的国际合作研究项目，现在由于其潜在的巨大经济价值，使得它还未完成时，争抢目，现在由于其潜在的巨大经济价值，使得它还未完成时，争抢就已经开始，而且愈演愈烈的趋势。起步本已较晚的我国生物科就已经开始，而且愈演愈烈的趋势。起步本已较晚的我国生物科技人员还面临着经费严重不足等巨大困难，但是他们说：技人员还面临着经费严重不足等巨大困难，但是他们说：“我们我们的民族已经
9、在信息产业的上游的民族已经在信息产业的上游-软件和硬件上受制于人，我们软件和硬件上受制于人，我们再也不能让我们的子孙后代在这个领域付出代价！再也不能让我们的子孙后代在这个领域付出代价！”当该课题组当该课题组的杨焕明、汪键在没有研究经费的情况下找袁隆平帮忙时，袁隆的杨焕明、汪键在没有研究经费的情况下找袁隆平帮忙时，袁隆平爽快地道：平爽快地道：“拿合同来拿合同来”。（。（1 1）从细胞学上讲，基因的载体是）从细胞学上讲，基因的载体是 其排列特点是其排列特点是 。（2 2）文中的）文中的“基因序列基因序列”指指 ，因为，因为它代表控制生命活动的全套它代表控制生命活动的全套 ，所以基因序列的测定对，所
10、以基因序列的测定对于探索生命奥秘意义重大：（于探索生命奥秘意义重大：（3 3）“编码基因编码基因”一词中的一词中的“编码编码”，是指为生命活动的体现者，是指为生命活动的体现者 编码。（编码。（4 4）文中袁隆平）文中袁隆平是我国的是我国的 专家，他使用的方法主要是专家，他使用的方法主要是 。（5 5）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是主要优点是 和和 的障碍。的障碍。染色体染色体线性排列线性排列基因脱氧核苷酸的排列顺序基因脱氧核苷酸的排列顺序遗传密码遗传密码蛋白质蛋白质水稻水稻杂交育种杂交育种缩短育种时间缩短育种
11、时间克服远缘杂交克服远缘杂交、基因工程与医药卫生、基因工程与医药卫生我国生产的部分基因我国生产的部分基因工程疫苗和药物工程疫苗和药物 基因工程药品的生产基因工程药品的生产许多药品的生产是许多药品的生产是从生物组织中提取的。从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂限，其价格往往十分昂贵。贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还
12、能大大降低生产成本。量问题，还能大大降低生产成本。胰岛素从猪、牛等动物的胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，胰腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能胰腺只能提取提取4-5g4-5g的胰岛素，其产量之的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每因导入大肠杆菌，每2000L2000L培养液就能产培养液就能产生生100g100g胰岛素！使其胰岛素！使其价格降低了价格降低了30%-30%-50%!50%!通过基因工程的方通过基因工程的方式创造了能合成人干扰式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，每素的大肠杆菌，每1Kg1Kg的的培养液可提取培
13、养液可提取20204 4mgmg干扰素。干扰素。干扰素治疗病毒感染简直干扰素治疗病毒感染简直是是“万能灵药万能灵药”！过去从！过去从人血中提取，人血中提取，300L300L血才血才提取提取1mg1mg！其！其“珍贵珍贵”程程度自不用多说。度自不用多说。基因工程人干扰素基因工程人干扰素-2b-2b（安达芬）（安达芬） ，是我，是我国第一个全国产业化基因工程。安达芬具有抗病国第一个全国产业化基因工程。安达芬具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认
14、的病毒性疾病治疗的首选药物和是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。肿瘤生物治疗的主要药物。其它基因工程药物其它基因工程药物人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。重大的作用。人人造造血血液液及及其其生生产产 基因诊断与基因治疗基因诊断与基因治疗诊断诊断：用放射性同：用放射性同位素等标记的位素等标记的“DNADNA探针探针”检测肝炎病毒检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺等病毒感染及遗传缺陷，不但
15、准确而且迅陷，不但准确而且迅速。速。我国研究人员正在制备用于基因我国研究人员正在制备用于基因治疗的基因工程细胞治疗的基因工程细胞治疗治疗：把健康的外：把健康的外源基因导入有基因缺源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。疗疾病的目的。基因诊断基因诊断DNA探针探针概念：概念：是用已知序列的是用已知序列的DNADNA或或RNARNA片段作为探针片段作为探针与待测样品的与待测样品的DNADNA或或RNARNA序列进行核酸分子序列进行核酸分子杂交，用于对待测核酸样品中特定基因顺序的杂交，用于对待测核酸样品中特定基因顺序的探测，是基因诊断最基本的技术之一。探测，是基因诊断最基
16、本的技术之一。 条件：条件：（1 1）必须是单链；）必须是单链；（2 2）带有容易被检测出来的标记物。）带有容易被检测出来的标记物。基因诊断的技术和方法基因诊断的技术和方法1.核酸分子杂交核酸分子杂交实质上是用已知序列的实质上是用已知序列的DNA或或RNA片段作为探针片段作为探针与待测样品的与待测样品的DNA或或RNA序列进行核酸分子杂交。序列进行核酸分子杂交。是基因诊断最基本的技术之一。是基因诊断最基本的技术之一。2.PCR法法3.分子探针：分子探针：核酸分子探针是指特定的已知核酸片核酸分子探针是指特定的已知核酸片段，能与互补核酸序列退火杂交，用于对待测核酸样段，能与互补核酸序列退火杂交，用
17、于对待测核酸样品中特定基因顺序的探测。品中特定基因顺序的探测。满足：（满足：（1）必须是单链，（）必须是单链，（2）带有容易被检测出）带有容易被检测出来的标记物。来的标记物。基因诊断基因诊断生物芯片生物芯片 从正常人的基因组中分离出从正常人的基因组中分离出DNADNA与与DNADNA芯片芯片杂交就可以得出标准图谱；从病人的基因组中分杂交就可以得出标准图谱；从病人的基因组中分离出离出DNADNA与与DNADNA芯片杂交就可以得出病变图谱芯片杂交就可以得出病变图谱 通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的的DNADNA信息。信息。 基因芯片诊断技术以其快速
18、、高效、敏感、经基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。诊断新技术。 3 3基基因因治治疗疗 19901990年年9 9月月1414日，安德森对一例患日，安德森对一例患ADAADA缺缺乏症的乏症的4 4岁女孩进行基因治疗。这个岁女孩进行基因治疗。这个4 4岁女孩由岁女孩由于遗传基因有缺陷，自身不能生产于遗传基因有缺陷，自身不能生产ADAADA，先天，先天性免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。性免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他们将这个女孩的白血球进行基因改造，使有他们将这个女孩的白血球进
19、行基因改造，使有缺陷的基因被健康的基因替代，然后把含正常缺陷的基因被健康的基因替代，然后把含正常白血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中。白血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中。在以后的在以后的1010个月内她又接受了个月内她又接受了7 7次这样的治疗，次这样的治疗，同时也接受酶治疗。后来，她的免疫功能日趋同时也接受酶治疗。后来，她的免疫功能日趋健全，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活，健全，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活，并进入普通小学上学。并进入普通小学上学。取患者取患者骨髓骨髓分离干分离干细胞细胞病毒病毒正常基因正常基因导入正常基导入正常基因的干细胞因的干细胞注入患注入患者体内者体内、
20、基因工程与农牧业、食品工业、基因工程与农牧业、食品工业运用基因工程技术，不但可以培养优质、运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。以培养出具有特殊用途的动、植物。乳汁中含有人生长激素的转乳汁中含有人生长激素的转基因牛基因牛( (阿根廷阿根廷) )生长快、耐不良环境、肉质生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼好的转基因鱼( (中国中国) )转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基转鱼抗寒基因的番茄因的番茄转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯不会引起过敏的转基
21、因大豆不会引起过敏的转基因大豆导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠导入人基因具特殊用途的猪和小鼠导入人基因具特殊用途的猪和小鼠超级超级动物动物特殊特殊动物动物转基因抗虫棉花转基因抗虫棉花转入苏云金杆菌转入苏云金杆菌的一个抗虫基因，的一个抗虫基因，是中国目前最主要是中国目前最主要的转基因作物的转基因作物 转转 基基 因因 番番 茄茄用细菌的基因与番茄的用细菌的基因与番茄的DNADNA重组，重组，延长了果实的抗软化、抗腐烂、耐贮藏。延长了果实的抗软化、抗腐烂、耐贮藏。3 3、基因工程与环境保护、基因工程与环境保护环境监测：环境监测：基因工程做成的基因工程做成的DNA
22、DNA探针能够十分灵敏地探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。检测环境中的病毒、细菌等污染。1t 1t水中只有水中只有1010个病毒也能被个病毒也能被DNADNA探针检测出来探针检测出来利用基因工程培育的利用基因工程培育的“指示生物指示生物”能十分能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。环境污染治理：环境污染治理：基因工程做成的基因工程做成的“超级细菌超级细菌”能吞食和分能吞食和分解多种污染环境的物质。解多种污染环境的物质。通常一种细菌只能分解石油中的一种
23、烃类，通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的用基因工程培育成功的“超级细菌超级细菌”却能分解却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解汞、镉等重金属，分解DDTDDT等毒害物质。等毒害物质。生产基因工程药品生产基因工程药品基因工程成果与发展前景基因工程成果与发展前景基因工基因工程与医程与医药卫生药卫生基因诊断基因诊断基因治疗基因治疗如胰岛素、干扰素如胰岛素、干扰素 如用基因探针检测肝类病毒、诊断遗传病如用基因探针检测肝类病毒、诊断遗传病 把健康的外源基因导入有基因缺陷的细把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中
24、，达到治疗疾病的目的胞中，达到治疗疾病的目的 农业上农业上基因工程基因工程与农牧业、与农牧业、食品工业食品工业畜牧养畜牧养殖业上殖业上食品业食品业获得高产、稳产和具有优良品质的农作物获得高产、稳产和具有优良品质的农作物培养具有各种抗逆性的作物新品种培养具有各种抗逆性的作物新品种获得人们所需要的和具优良品质的转基因动物获得人们所需要的和具优良品质的转基因动物利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达为人类开辟新的食物来源为人类开辟新的食物来源基因工程与基因工程与环境保护环境保护用用DNA探针检测水中病毒的含量探针检测水中病毒的含量获得分解四种烃类的获得分解四种烃类的“超级菌超级菌”，吞噬汞和降解土壤中，吞噬汞和降解土壤中DDT的细的细菌菌环境监测环境监测环境净化环境净化同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
