上课用讲义基因工程的应用
基因工程的应用PPT教学课件
• 基因工程药品 —— 生长激素
治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射 生长激素。而生长激素的获得很困难。以前， 要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底 部摘取垂体，并从中提取生长激素。
现可利用基因工程方法，将人的生长激 素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。 人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长 激素，相当于6万具尸体的全部产量。
其实关于麦田圈还是一个：不差分毫的正六 角形，黄金分割比例等，对于如此 庞大的图案，即使在出色的艺术家、 数学家也是很难做到的。
• DNA分子杂交原理：
DNA分子杂交是基因诊断最基本的方 法之一。其基本原理是：互补的DNA单链 能够在一定条件下结合成双链，即能够进行 杂交。这种结合是特异的，即严格按照碱基 互补配对进行。因此，当用一段已知基因的 核苷酸序列作为探针，与被测基因进行接触， 若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测 基因中含有已知的基因序列。
• 基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么？
繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶 率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。
该过程的重要步骤是通过感染或显微注 射技术将重组DNA转移到动物受精卵中。
将人的生长激素 基因和牛的生长素基 因分别注射到小白鼠 受精卵中，得到的 “超级小鼠”。
二、动物基因工程前景广阔
• 为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场 所呢？
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。
1.用于提高动物生长速度
高中生物选择性必修三 试卷讲义 第3节 基因工程的应用
第3节基因工程的应用课程内容标准核心素养对接1.举例说出基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用。
2.认同基因工程的应用价值。
3.关注基因工程的进展。
1.生命观念——举例说出植物基因工程、动物基因工程的成果及其给人类带来的影响。
2.社会责任——用基因工程培育优良品种或细胞产品，造福人类。
知识点1基因工程在农牧业方面的应用知识点2基因工程在医药卫生领域的应用技术方法①对微生物或动植物的细胞进行基因改造，使它们能够生产药物②利用乳腺生物反应器生产药物：将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，培育出的转基因动物通过分泌乳汁生产所需要的药物③培育移植器官：在器官供体的基因组中导入某种调节因子，抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆器官实例重组人干扰素、促红细胞生成素、抗凝血酶、血清白蛋白等知识点3基因工程在食品工业方面的应用技术方法利用基因工程菌生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。
例如将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因组中，再通过工业发酵生产凝乳酶实例凝乳酶、淀粉酶、脂酶、天冬氨酸和苯丙氨酸（1）目的基因只能来源于微生物（×）（2）科学家利用转基因技术培育了抗玉米螟玉米，种植该玉米的农田就不需要进行防虫管理了（×）（3）转基因抗虫植物培育成功后可防治各种害虫（×）（4）通过基因工程生产干扰素与传统的生产方法相比较，患者的治疗费用大大提高了（×）（5）利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中（×）（6）由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用（×）教材P88图示拓展下面是基因工程技术在农牧业方面的应用成果，分析回答下列问题：（1）对于基因工程生产的抗虫棉是否取得最后的成功，最简单的检测方法是什么？提示让害虫去吃转基因棉花的植株，观察害虫的生存状况。
基因工程的应用 课件
官移植的供体 基因
免疫排斥反应的猪器官
三、基因工程药物 1.药物来源：转基因的“____工_程__菌___”。 2.成果：重组人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 四、基因治疗 1.概念：把_____正_常__基_因_____导入病人体内，使该基因的表达产物 发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。
结合上述资料完善其操作过程：
受精卵
乳腺蛋白基因
将胚胎送入母体动物
雌性
(1)培育转基因动物，为什么不选用体细胞而选用受精卵作为受 体细胞？ 提示：动物已分化的体细胞全能性受到限制，而受精卵分化程 度低，全能性容易表达。 (2)基因工程药物与传统意义上的药物有什么区别？ 提示：基因工程药物生产效率高、针对性强、成本低、价格便 宜。
因、植物凝集素基因等
基因和病毒的复制酶基因；
(2)抗真菌基因：几丁质酶基因 和____抗__毒_素__合__成___基因
抗虫转基因植物
抗病转基因植物
抗烟草花叶病毒的转基因烟草
水稻、棉花、玉米、马铃
成果
和抗病毒的转基因小麦、甜椒、
薯、番茄等
番茄等
意义 减少化学农药的使用，降低生产成本，减少___环__境_污__染__等
方法。
三种转基因生物的生产过程
探究 1 转基因植物生产过程图解
目的基因
重组Ti质 粒
探究 2 转基因动物生产过程图解(以转基因牛生产过程为 例)
受精卵
探究 3 转基因微生物生产过程图解(以可生产干扰素的酵 母菌的培育过程为例)
重组 质粒
干 扰素
转基因作物中的目的基因 (1)目的基因都是来自其他生物的能表现出优良性状的外源基 因，并不都是来自细菌、病毒等微生物，如抗冻蛋白基因来自 鱼类。 (2)有的目的基因通过控制蛋白质的合成，直接控制生物的某种 性状，这反映了基因与性状的直接关系；有的目的基因通过控 制酶的合成来控制代谢，进而控制生物的性状，这体现的是基 因和性状的间接关系。 (3)注意“抗虫”和“抗病”的区别，二者可以分别通过害虫接 种和病毒接种来进行个体水平的检测。
人教版教学课件基因工程的应用
兔研人员将乙型肝 炎表面抗原基因注入兔 受精卵的情形。
我国培养的转基因 兔，转入的乙型肝炎表 面抗原基因已在基因兔 体内整合并表达。
就基因药物而言，最理想的表达场所是 乳腺
为什么?
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。
现可利用基因工程方法，将人的生长激素 基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。人 们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激素， 相当于6万具尸体的全部产量。
四、基因治疗曙光初照
基因治疗： 把正常基因导入病人体内，使该基因的表
普通棉
2.抗病转基因植物
病原微生物 引起植物生病的微生物 如：病毒、真菌、细菌等。
抗病毒目的基因 最多：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因
抗真菌目的基因 几丁质酶基因和抗毒素合成基因
举例 抗病毒转基因小麦、抗病毒转基因甜椒
抗病毒的转基因小麦
转黄瓜抗青枯病基因的 甜椒
3.抗逆转基因植物
造成低产、减产的常见因素 盐碱、干旱、低温、涝害等
转基因 鲑鱼
普通 鲑鱼
中科院水生生物研究所培育的转基因鲤鱼，表现出快速生长效应。
2.用于改善畜产品的品质
如，将肠乳糖酶基因导入奶牛基 因组，转基因奶牛分泌的乳汁， 乳糖含量降低，营养成分不变。
美国通过基因工程将人的基因植入牛的体内，由转基因公牛授 精的母牛产下5头健壮的牛犊，每头都含有一个人类的基因。
转基因高赖氨酸玉米
使果品延熟，便于储存 将控制番茄成熟的基因导入番茄，获得 转基因延熟番茄。
转基因延熟番茄
第二节基因工程及其应用ppt课件
3）将切下的目的基因片段插入质粒的 切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了 一个重组DNA分子（重组质粒）
目的基因与运载体的结合过程，实 际上是不同来源的基因重组的过程。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤三：目的基因导入受体细胞
• 常用的受体细胞： 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、
酵母菌和动植物细胞等。 • 将目的基因导入受体细胞的原理
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
（三）基因操作的基本步骤 • 步骤四：目的基因的检测和表达
氨苄青霉 素抗性基因
四环素 抗性基因
（三）基因操作的基本步骤
• 受体细胞摄入DNA分子后就说明目3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ A）
A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B、 限制性内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶
参考资源：
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思维拓展
有人认为，转基因新产品也是一把双刃 剑，犹如水能载舟，亦能覆舟，甚至带来 灾难性的后果，你是否同意这一观点？举 例说明。
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
转鱼抗寒基 因的番茄
不会引起过敏的转基因大豆
转基因龙胆花色奇异
转基因蓝猪耳改变花色
转基因牵牛花改变了花色
A：紫外光照射下的转 绿色荧光蛋白的 Eustoma (Lisianthus) 花。
B：转没有绿色荧光 蛋白的空质粒的花，
会发光的转基因鱼
最常用的质粒是大肠杆 菌的质粒，其中常含有抗药 基因，如四环素的标记基因。
质粒的存在与否对宿主细 胞生存没有决定性作用，但 复制只能在宿主细胞内成。
基因工程的应用课件
转基因改良植物 品质
控制果实成熟基因
与花青素代谢有关 的基因
转基因延熟番茄 转基因牵牛花
2.转基因动物 (1)生产过程图解(以转基因牛生产过程为例)：
(2)成果(或前景)。
类别 提高动物的生 长速度
改善畜产品的 品质
用转基因动物 生产药物
目的基因 外源生长激素 基因
乳糖酶基因
过程或成果
转基因鲤鱼
四、基因治疗
1．概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表 达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。
2．成果：将腺苷酸脱氨酶基因导入患者的淋巴细胞。 3．途径：分为体外基因治疗和体内基因治疗。
要点一 基因工程的应用成果
1．利用转基因动物生产药物的过程中，最理想的表 达场所是哪里？
2．转基因植物有哪些成果？
(4)成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的 转基因小麦、甜椒、番茄等。
3．其他抗逆转基因植物。 (1)方法：将抗逆基因导入植物，获得抗逆作物。 (2)抗逆基因：调节细胞渗透压的基因，提高作物抗 盐碱、抗干旱的能力；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒； 抗除草剂基因使作物抗除草剂。 (3)成果：抗盐抗旱烟草、耐寒番茄、抗除草剂玉米 等。
将肠乳糖酶基因导入 奶牛基因组，使转基 因奶牛分泌的乳汁中 乳糖的含量大大降低
药用蛋白基因 乳腺生物反应器
用转基因动 物作器官移 植的供体
基因工程药 物
器官供体基因
如控制胰岛素 合成的基因
将器官供体基因 组导入某种调节 因子，抑制抗原 决定基因的表达
胰岛素、抗体等
(3)乳腺生物反应器：应用重组 DNA 技术和转基因技 术，将目的基因转移到尚未分化的动物胚胎细胞(或受精 卵)中，经胚胎移植，得到能在乳腺中表达转基因产品的 个体，其乳腺组织可分泌生产“目的产品”，如具有药用 价值的蛋白，这些蛋白进入乳汁中，再通过回收含转基 因蛋白的动物乳汁，就可以提取有重要药用价值的生物 活性蛋白。
高中生物新教材选择性必修三同步讲义 第3章 第3节 基因工程的应用
第3节基因工程的应用[学习目标] 1.举例说出基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用。
2.乳腺生物反应器的制备过程。
一、基因工程在农牧业方面的应用1．转基因抗虫植物(1)方法：从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因，将它导入作物中培育出具有抗虫性的作物。
(2)成果：转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等。
2．转基因抗病植物(1)背景：许多栽培作物由于自身缺少抗病基因，因此用常规育种的方法很难培育出抗病的新品种。
(2)方法：科学家将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中，培育出了转基因抗病植物。
(3)成果：转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。
3．转基因抗除草剂植物(1)背景：杂草常常危害农业生产，而大多数除草剂不仅能杀死田间杂草，还会损伤作物，导致作物减产。
(2)方法：将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可以培育出抗除草剂的作物品种。
(3)成果：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。
4．改良植物的品质5.提高动物的生长速率(1)基因：外源生长激素基因。
(2)成果：转基因鲤鱼。
6．改善畜产品的品质(1)基因：肠乳糖酶基因。
(2)成果：转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他营养成分不受影响。
判断正误(1)转入外源生长素基因的转基因动物，生长速率更快()(2)转基因抗虫棉的Bt抗虫蛋白基因能抗病毒、细菌、真菌()(3)“转基因植物”是指植物体细胞中出现了新基因的植物()答案(1)×(2)×(3)×解析(1)转入外源生长激素基因(而非生长素基因)的转基因动物，生长速率更快。
(2)抗虫棉能抵抗棉铃虫的侵害，提高棉花的产量和品质，但不能抵抗病毒、细菌、真菌。
(3)体细胞中出现了新基因的植物不一定是转基因植物，基因突变也可能出现新基因，这样的植物不能称为转基因植物。
任务一：转基因植物和动物的培育1．从环境保护角度出发，分析转基因抗虫棉与普通棉相比在害虫防治方面的优越性。
基因工程的应用课件 (一)
基因工程的应用课件 (一)基因工程的应用课件基因工程是一种利用先进的技术手段对基因进行操作的科学，被广泛应用于医药、农业、工业等领域。
随着现代社会的不断发展，基因工程已成为一种必备的科技手段，也成为了学科专业中不可缺少的一环。
因此，基于这一现状，就产生了“基因工程的应用课件” 的需求。
一、课件的设计意义基因工程既是一种高科技手段，同时也是一个狭窄的领域。
因此，对于初学者而言，初步了解这一领域能力很难并且涵盖面小，容易造成学生对这一领域的失望。
而基于这一现象，基因工程的应用课件的设计便可使学生能充分、系统地了解到基因工程的实际应用，同时也能够提升学生的浅层学习效果，促进了学生对基因工程的兴趣。
二、课件的组成结构基于以上理由，基因工程的应用课件在设计过程中，主要应包含以下三个方面的内容。
1.基本概念介绍基因工程是一个广泛的领域，因此，在课件的设计阶段中，第一步便是对该领域的基础知识进行阐述。
例如，基因、基因操作、基因编辑等概念的介绍，以及基于这些概念的展开细节等。
此外，学生也应该了解到基因工程的具体应用领域。
2.基因编辑技术的介绍编辑基因便是基因工程的核心技术。
在学习中，除了概念的介绍，对相关的技术要有更深入的了解。
如CRISPR-Cas9技术的原理、引物设计和溶液配制等。
此外，还需要了解到基因编辑过程中的稳定性和功能性等方面，帮助学生了解这些技术的具体效益。
3.部分案例分析为使学生更好地理解这些概念，并了解到基因编辑技术在实际生产和生活中的应用，适当的介绍基因编辑技术中的成功案例非常必要。
例如，通过基因技术制作酒精，治愈人体疾病，抗除草剂等。
这些案例的介绍将更加直接地呈现出基因工程的实际应用价值。
三、总结基于这一现状和需要，设计基因工程的应用课件对于学习和了解这一领域不失为一种良好的学习方法。
要求设计者用合理的设计构建良好的结构，以及详细的介绍和案例分析，最终使学生能够更好的应用和理解基因工程的实际应用意义和作用。
基因工程及其应用教案
基因工程及其应用教案一、教学目标1. 了解基因工程的概念及其基本原理。
2. 掌握基因工程的基本操作步骤。
3. 了解基因工程的应用领域和意义。
4. 能够分析基因工程技术在实际问题中的应用。
二、教学内容1. 基因工程的概念：介绍基因工程的定义，解释基因重组、基因编辑等基本概念。
2. 基因工程的基本原理：介绍基因工程的基本原理，包括DNA重组技术、载体选择、转化等。
3. 基因工程的基本操作步骤：介绍基因工程的基本操作步骤，包括目标基因的获取、载体构建、转化和表达等。
4. 基因工程的应用领域：介绍基因工程在农业、医学、生物制药等领域的应用实例。
5. 基因工程的意义：讨论基因工程技术在科学研究、疾病治疗、生物产业发展等方面的意义和影响。
三、教学方法1. 讲授法：讲解基因工程的基本概念、原理和操作步骤。
2. 案例分析法：分析基因工程在实际问题中的应用案例。
3. 小组讨论法：分组讨论基因工程的意义和潜在问题。
4. 实验操作法：安排实验室实践活动，让学生亲身体验基因工程的基本操作。
四、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对基因工程概念和原理的理解程度。
2. 小组讨论报告：评估学生在小组讨论中的参与情况和思考深度。
3. 实验报告：评估学生在实验操作中的技能和理解能力。
4. 期末考试：设计有关基因工程的选择题、填空题和简答题，评估学生的综合掌握程度。
五、教学资源1. 教材：推荐使用《基因工程》等相关教材，提供详细的知识点和案例分析。
2. 实验室设备：提供实验室设备，如PCR仪器、电泳仪等，供学生进行实验操作。
3. 多媒体教学资源：使用PPT、视频等教学资源，生动展示基因工程的基本原理和应用实例。
4. 在线资源：推荐学生访问相关的科研机构和公司的官方网站，了解基因工程的最新研究进展和应用情况。
六、教学活动设计1. 导入新课：通过播放基因工程相关的科普视频，激发学生的兴趣，引出基因工程的概念。
2. 知识讲解：利用PPT展示基因工程的基本原理和操作步骤，边讲解边展示相关图片和示例，帮助学生理解和记忆。
《基因工程的基本操作程序》 讲义
《基因工程的基本操作程序》讲义基因工程，这一在现代生命科学领域中大放异彩的技术，就像是一把神奇的钥匙，为我们开启了探索生命奥秘和解决众多实际问题的新大门。
那么，它到底是如何实现的呢？这就需要了解基因工程的基本操作程序。
一、获取目的基因目的基因是我们期望在受体细胞中表达的特定基因，它是基因工程的“主角”。
获取目的基因的方法多种多样。
从基因文库中获取是一种常见的途径。
基因文库就像是一个巨大的基因仓库，里面存放着各种生物的基因。
我们可以根据目的基因的相关信息，在这个“仓库”里进行筛选和查找。
利用 PCR 技术扩增目的基因也是常用的方法。
PCR 技术就像是一个基因的“复印机”，能够以少量的 DNA 为模板，快速大量地复制出特定的基因片段。
此外，如果已知目的基因的核苷酸序列，还可以通过化学方法人工合成。
这就像是按照设计图纸精准地构建出我们想要的基因。
二、基因表达载体的构建获取了目的基因后，接下来要构建基因表达载体。
这一步就像是给目的基因打造一个合适的“座驾”，让它能够顺利地进入受体细胞并发挥作用。
基因表达载体通常由目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分组成。
启动子是基因表达的“开关”，它决定了基因在什么时间、什么部位开始表达。
终止子则像是基因表达的“刹车”，告诉基因表达到这里就结束了。
标记基因就像是一个“信号灯”，能够帮助我们筛选出成功导入了基因表达载体的受体细胞。
构建基因表达载体时，需要使用限制酶和 DNA 连接酶等工具酶。
限制酶能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割 DNA 分子；DNA 连接酶则能够将切割后的 DNA 片段连接起来，形成完整的基因表达载体。
三、将目的基因导入受体细胞有了基因表达载体，接下来就要把它导入受体细胞。
这就像是把货物送到指定的地点。
导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法等。
农杆菌转化法利用了农杆菌能够感染植物细胞，并将其携带的TDNA 转移到植物细胞中的特点。