专题1 13 基因工程的应用(共35张PPT)PPT幻灯片
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生物：1.3《基因工程的应用》ppt(新人教版选修3)
例：1990年，美国正式开始首例重度免疫缺陷症的临床 基因治疗，患者是一个小女孩，因为她编码的腺苷酸脱氨 酶（简称ADA）基因发生了突变。研究人员首先克隆了人 体正常的腺苷酸脱氨酶基因（ada），然后将其转入患者 有缺陷的T淋巴细胞中，经过培养、转化后的T淋巴细胞 可以产生ADA，最后将成千上万的这种转基因的T淋巴细 胞注射到患者骨髓组织中。3年后，这个女孩体内50％的 T淋巴细胞出现了新的ada，并能合成ADA，患者的免疫 功能得到修复，症状明显缓解，治疗取得成功。
问题1：传统的育种方法有哪些？ 杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种 问题2：传统的育种方法能否解决不同种生物之 间优良性状的重组问题？
问题3：基因工程技术如何解决不同种生物之间 优良性状的重组问题？
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1、转基因植物
转基因植物的产生过程
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1）抗虫转基因植物
转基因抗虫水稻（绿色）与对照（枯黄）
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6、下列属于利用基因工程技术培育的新品种的是 （） Ａ、耐寒的小黑麦 Ｂ、抗棉铃虫的转基因抗虫棉 Ｃ、太空椒 Ｄ、试管牛
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7、下列不属于利用基因工程技术制取的药物是 （） A、从大肠杆菌体内制取白细胞介素 B、在酵母菌体内获得的干扰素 C、在青霉菌体内提取青霉素 D、在肠杆菌体内获得胰岛素
转鱼抗寒基 因的番茄
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4）利用转基因改良植物的品 质
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• 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”。
问题1：传统的育种方法有哪些？ 杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种 问题2：传统的育种方法能否解决不同种生物之 间优良性状的重组问题？
问题3：基因工程技术如何解决不同种生物之间 优良性状的重组问题？
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1、转基因植物
转基因植物的产生过程
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1）抗虫转基因植物
转基因抗虫水稻（绿色）与对照（枯黄）
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6、下列属于利用基因工程技术培育的新品种的是 （） Ａ、耐寒的小黑麦 Ｂ、抗棉铃虫的转基因抗虫棉 Ｃ、太空椒 Ｄ、试管牛
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7、下列不属于利用基因工程技术制取的药物是 （） A、从大肠杆菌体内制取白细胞介素 B、在酵母菌体内获得的干扰素 C、在青霉菌体内提取青霉素 D、在肠杆菌体内获得胰岛素
转鱼抗寒基 因的番茄
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4）利用转基因改良植物的品 质
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• 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”。
人教版高中生物选修三：1.3基因工程的应用 (共53张PPT)优秀课件资料
（只有在产下的雌性个体中， 转入的基因才能表达）
将胚胎送入 母体动物
膀胱生物发生器：科学家培养出一种转基因小鼠，其膀 胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。
（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法 是__显__微_注__射__法__。
（2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入_受__精__卵__
基因工程的应用
基因工程的应用领域有： 农牧业、工业、环境、能源、医学卫生等 应用生物： 植物、动物、微生物
植物基因工程
基因工程的应用
动物基因工程 基因工程药物 基因治疗
一、植物基因工程硕果累累
植物基因工程技术：1.提高农作物的抗逆能力 2.改良农作物的品质 3.利用植物生产药物
抗虫棉 叶子
正常棉 叶子
• 转基因耐储存番茄
控制番茄果实成熟的基因
• 转基因花卉
与植物花青素代谢有关的基因
转入维生素A合成酶基因的大米
转 基 因 矮 牵 牛
与植物花青素代谢有关的基因
转基因蓝玫瑰
二、动物基因工程前景广阔
1.用于提高动物生长速度
导入外源生长激素基因
2、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
8、新路开始常是狭窄的，但它却是自己延伸拓宽的序曲。 7、不要自卑，你不比别人笨;不要自满，别人不必你笨。 17.只要功夫深，铁杵磨成针。 六、不忘初心，能得始终，永远不要放弃属于自己的梦想，但也不能纠结着坚持着错误的，失去淡然。
14、你想成为幸福的人吗?但愿你首先学会吃得起苦。 34.无论什么时候，不管遇到什么情况，我绝不允许自己有一点点灰心丧气。 5、最热烈的火焰，冰封在最沉默的火山深处。 二、我们每个人都不能抱怨自己的出身，没有好的家世，那就去创造好的家世。要知道，那些在雨里奔跑的，从来都是没有伞的孩子。
将胚胎送入 母体动物
膀胱生物发生器：科学家培养出一种转基因小鼠，其膀 胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。
（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法 是__显__微_注__射__法__。
（2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入_受__精__卵__
基因工程的应用
基因工程的应用领域有： 农牧业、工业、环境、能源、医学卫生等 应用生物： 植物、动物、微生物
植物基因工程
基因工程的应用
动物基因工程 基因工程药物 基因治疗
一、植物基因工程硕果累累
植物基因工程技术：1.提高农作物的抗逆能力 2.改良农作物的品质 3.利用植物生产药物
抗虫棉 叶子
正常棉 叶子
• 转基因耐储存番茄
控制番茄果实成熟的基因
• 转基因花卉
与植物花青素代谢有关的基因
转入维生素A合成酶基因的大米
转 基 因 矮 牵 牛
与植物花青素代谢有关的基因
转基因蓝玫瑰
二、动物基因工程前景广阔
1.用于提高动物生长速度
导入外源生长激素基因
2、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
8、新路开始常是狭窄的，但它却是自己延伸拓宽的序曲。 7、不要自卑，你不比别人笨;不要自满，别人不必你笨。 17.只要功夫深，铁杵磨成针。 六、不忘初心，能得始终，永远不要放弃属于自己的梦想，但也不能纠结着坚持着错误的，失去淡然。
14、你想成为幸福的人吗?但愿你首先学会吃得起苦。 34.无论什么时候，不管遇到什么情况，我绝不允许自己有一点点灰心丧气。 5、最热烈的火焰，冰封在最沉默的火山深处。 二、我们每个人都不能抱怨自己的出身，没有好的家世，那就去创造好的家世。要知道，那些在雨里奔跑的，从来都是没有伞的孩子。
基因工程的应用ppt
通过转基因技术，可以让作物具备抗病虫害、耐干旱等特性，提高农作物的产量和质量。
改良食品营养
通过基因工程，可以增加作物中的维生素、矿物质和营养物质含量，提供更加营养丰富的食
品。
环境友好农业
通过转基因技术，可以减少农药和化肥的使用，降低农业对环境的影响，并提高农作物的抗
逆能力。
基因工程在医学领域的应用
行深入的伦理和风险评估来保证基因工程的安全和可持续发展。
基因工程的未来发展与展望
未来，随着技术的不断进步，基因工程将在各个领域发挥更重要的作用。我
们可以期待更多的基因治疗、转基因作物和环境保护方面的创新。
Байду номын сангаас
1
基因治疗
通过修复或调节病人的基因，基因治疗可以治愈一些遗传疾病，如血液病和免疫
系统疾病。
2
药物生产
利用基因工程技术，可以生产出许多重要的药物，如胰岛素、人类生长激素等，
帮助患者控制病症。
3
基因诊断
通过检测基因的变异，基因诊断可以帮助医生早期发现疾病，为患者提供更加精
确的治疗方案。
基因工程在环境保护领域的应用
通过基因工程技术，大规模生产高效的酶，用于
工业生产、污水处理等领域。
生物降解塑料
通过转基因技术，生产可降解的塑料，减少对环
境的污染。
生物染料
利用转基因微生物和植物，生产天然、环保的生
物染料，取代化学染料。
基因工程的伦理和风险评估
基因工程带来了许多伦理和风险方面的问题，如道德考量、基因改变带来的未知影响等。科学家和政府需要进
基因工程的应用
基因工程是一项革命性的技术，可以将基因从一种生物转移到另一种生物中。
它在农业、医学、环境保护和工业等领域有着广泛的应用。
改良食品营养
通过基因工程，可以增加作物中的维生素、矿物质和营养物质含量，提供更加营养丰富的食
品。
环境友好农业
通过转基因技术，可以减少农药和化肥的使用，降低农业对环境的影响，并提高农作物的抗
逆能力。
基因工程在医学领域的应用
行深入的伦理和风险评估来保证基因工程的安全和可持续发展。
基因工程的未来发展与展望
未来，随着技术的不断进步，基因工程将在各个领域发挥更重要的作用。我
们可以期待更多的基因治疗、转基因作物和环境保护方面的创新。
Байду номын сангаас
1
基因治疗
通过修复或调节病人的基因，基因治疗可以治愈一些遗传疾病，如血液病和免疫
系统疾病。
2
药物生产
利用基因工程技术，可以生产出许多重要的药物，如胰岛素、人类生长激素等，
帮助患者控制病症。
3
基因诊断
通过检测基因的变异，基因诊断可以帮助医生早期发现疾病，为患者提供更加精
确的治疗方案。
基因工程在环境保护领域的应用
通过基因工程技术，大规模生产高效的酶，用于
工业生产、污水处理等领域。
生物降解塑料
通过转基因技术，生产可降解的塑料，减少对环
境的污染。
生物染料
利用转基因微生物和植物，生产天然、环保的生
物染料，取代化学染料。
基因工程的伦理和风险评估
基因工程带来了许多伦理和风险方面的问题，如道德考量、基因改变带来的未知影响等。科学家和政府需要进
基因工程的应用
基因工程是一项革命性的技术，可以将基因从一种生物转移到另一种生物中。
它在农业、医学、环境保护和工业等领域有着广泛的应用。
1.3《基因工程的应用》(共46张PPT)
应用示例
1．番茄营养丰富，是人们喜爱的蔬菜。普通番茄细胞中含 有多聚半乳糖醛酸酶的控制基因，控制细胞产生多聚半乳糖 醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。科学 家通过基因工程将一种抗多聚半乳糖醛酸酶的基因导入番茄 细胞，获得了抗软化番茄。下列关于培育抗软化番茄的叙述， 错误的是 ( )
A．运载工具是质粒 B．受体细胞是番茄细胞 C．目的基因为多聚半乳糖醛酸酶基因 D．目的基因的表达延缓了细胞的软化
(2)转基因作物减少了化学农药的使用，降低了生产成本，减少了
环境污染，但增加了对人体健康的损害。( × )
(3)利用小型猪来解决人类移植器官短缺问题，首先要解决免疫排
斥难题。( √ )
(4)利用动物乳腺生物反应器技术时，受体细胞应为受精卵或体细
胞。( × )
(5)乳腺生物反应器，需将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动
因 植物凝集素基
取)；③抗除草
因
合成基因
剂基因
花青素代谢昆虫 的肠上皮细胞的特 异性受体结合，形 前两种为抗 ①通过改变细胞 作 成穿孔，细胞肿胀 病毒基因； 内渗透压，提高 ①控制合成的蛋白 用 裂解致死；②蛋白 后两种为抗 抗盐碱、抗干旱 质含必需氨基酸多 酶抑制剂和淀粉酶 真菌基因 能力； 抑制剂分别抑制相 应酶活性，影响消 化；
抗逆转基因植 转基因改良植物
抗病转基因植物
目物
物
的品质
①含必需氨基酸
Bt毒蛋白基因、
①调节细胞渗
目 蛋白酶抑制剂 病毒外壳蛋白基 透压的基因； 较多的蛋白质编
因、病毒的复制
码基因；②控制
的 基因、淀粉酶 酶基因、几丁质 ②抗冻蛋白基 番茄果实成熟的
基 抑制剂基因、
专题一-1.3基因工程的应用(共24张ppt)
药物蛋 乳腺蛋 白基因 白基因
重组
显微注射
受精卵
2021/3/10
抗凝血酶；血清白蛋白； 生长激素；抗胰蛋白酶。
转基因 动物
乳汁中含
所需药品
10
用转基因动物作器官移植的供体
器官移植
免疫排斥
替代移植器官
人体移植器官短缺
基因工程
器官供体 基因组
调节 因子
抑制或除去抗原 决定基因表达
克隆
改造动 物器官 2021/3/10
番茄
延熟 番茄
2021/3/10
7
二、动物基因工程前景广阔
提高动物生长速度
因外 源 生 长 激 素 基
2021/3/10
8
用于改善畜产品品质
牛奶：乳糖不能完全消 化、或有过敏症状。
转基因牛分泌的乳 汁：其他营养成分 不变，乳糖含量降 低。
2021/3/10
乳糖酶基因
9
用转基因动物生产药物
生物反应器
正常基因
遗传性疾 病病人
2021/3/10
基因表达、 发挥功能。
15
1.4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ蛋白质工程的崛起
2021/3/10
16
1、蛋白质工程崛起的缘由 2、蛋白质工程的基本原理
3、蛋白质工程的进展和前景
总结
2021/3/10
17
1、蛋白质工程崛起的缘由
国际人类蛋白质组计划？
2001年，国际人类蛋白质组 组织成立。 启动两项国际合作行动： 1、人类肝脏蛋白质组计划； 2、人类血浆蛋白质组计划。
1.3 基因工程的应用
2021/3/10
1
一、农业：1、抗虫转基因植物； 2、抗病转基因植物； 3、抗逆转基因植物； 4、利用转基因改良植物的品系。
重组
显微注射
受精卵
2021/3/10
抗凝血酶；血清白蛋白； 生长激素；抗胰蛋白酶。
转基因 动物
乳汁中含
所需药品
10
用转基因动物作器官移植的供体
器官移植
免疫排斥
替代移植器官
人体移植器官短缺
基因工程
器官供体 基因组
调节 因子
抑制或除去抗原 决定基因表达
克隆
改造动 物器官 2021/3/10
番茄
延熟 番茄
2021/3/10
7
二、动物基因工程前景广阔
提高动物生长速度
因外 源 生 长 激 素 基
2021/3/10
8
用于改善畜产品品质
牛奶：乳糖不能完全消 化、或有过敏症状。
转基因牛分泌的乳 汁：其他营养成分 不变，乳糖含量降 低。
2021/3/10
乳糖酶基因
9
用转基因动物生产药物
生物反应器
正常基因
遗传性疾 病病人
2021/3/10
基因表达、 发挥功能。
15
1.4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ蛋白质工程的崛起
2021/3/10
16
1、蛋白质工程崛起的缘由 2、蛋白质工程的基本原理
3、蛋白质工程的进展和前景
总结
2021/3/10
17
1、蛋白质工程崛起的缘由
国际人类蛋白质组计划？
2001年，国际人类蛋白质组 组织成立。 启动两项国际合作行动： 1、人类肝脏蛋白质组计划； 2、人类血浆蛋白质组计划。
1.3 基因工程的应用
2021/3/10
1
一、农业：1、抗虫转基因植物； 2、抗病转基因植物； 3、抗逆转基因植物； 4、利用转基因改良植物的品系。
人教版选修3 1.3 基因工程的应用 课件(62张)
项目
乳腺生物反应器
工程菌
合成的药物蛋白与天然 细菌合成的药物蛋
基因表达
蛋白质相同
白可能没有活性
受体细胞
动物受精卵
微生物细胞
目的基因的导 入方式
显微注射法
感受态细胞法
药物提取 从动物乳汁中提取
从微生物细胞或其 培养液中提取
基因工程应用的四个易混点 (1)动物基因工程的目的不仅是为了培育体型巨大的动物，更重 要的是改良畜产品的品质或者是用转基因动物生产药物。 (2)高产青霉菌是诱变产生的，不是通过基因工程改造的工程菌。 (3)乳腺生物反应器的操作过程中，构建基因表达载体时，目的 基因首端要连接乳腺蛋白基因的启动子，否则目的基因在乳腺 上皮细胞中不能转录。构建好的基因表达载体导入受精卵，而 不是乳腺上皮细胞，这样由受精卵发育成的个体细胞均含有目 的基因(如药用蛋白基因)，但其只在乳腺上皮细胞中表达。
1．目前人类利用基因工程的方法成功培育出转基因抗虫棉， 下列说法正确的是( ) A．苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因与质粒结合后直接进入棉花 的叶肉细胞表达 B．抗虫基因导入棉花叶肉细胞后，可通过传粉、受精的方法， 使抗虫性状遗传下去 C．标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因 D．连续种植转基因抗虫棉不会改变棉铃虫的抗性
度
基因
鲤鱼
改善畜产品的品质 肠乳糖酶基因
转基因牛分泌的乳 汁中__乳__糖___含量少
应用
基因来源
成果
项目
转基因动物 生产药物
药用蛋白基因＋ _乳__腺__蛋__白___基__因__ 的启动子
乳腺(房)生物反应器
利用克隆技术培育 转基因动物作器官 抑制或除去
移植的供体 __抗__原__决__定___基因 没有免疫排斥反应 的猪器官
13基因工程的应用精品PPT课件
2、举例： 复合型免疫缺陷症
复合型免疫缺陷症 (SCID)
缺乏
1990年7月，美国国 家卫生研究所首次批 准SCID基因治疗方案。 9月，一个年仅4岁的 小女孩艾姗蒂接受基因 治疗并取得成功。
腺苷酸脱氨酶 (ADA)基因
患者生存在无菌环境中
正常ADA基因
修饰过的病毒
ADA基因整合 到病毒核酸上
分离得到 T淋巴细胞
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
34
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
2、抗病转基因植物
抗病转基因植物所采用的基因，最多的是病毒的外壳 蛋白基因和病毒的复制酶基因；抗真菌转基因植物中 可使用的有几丁质酶基因和抗毒素合成基因。
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
3、抗逆转基因植物
（1）培育抗盐碱和抗干旱植物 利用可以调节细胞渗透压的基因
（2）培育抗寒植物
（2）体内基因治疗 直接向人体组织细胞中转移基因的治
病方法。
1994年，美国科学家利用经过修饰的腺病毒作载体， 成功的将治疗遗传性囊性纤维化病的正常基因转 入患者肺组织中。
4、用于基因治疗的基因种类
（1）正常基因。用以取代缺陷基因，或依靠其表达产 物来弥补病变基因带来的缺陷。如血友病、地中海贫 血病的治疗。
复合型免疫缺陷症 (SCID)
缺乏
1990年7月，美国国 家卫生研究所首次批 准SCID基因治疗方案。 9月，一个年仅4岁的 小女孩艾姗蒂接受基因 治疗并取得成功。
腺苷酸脱氨酶 (ADA)基因
患者生存在无菌环境中
正常ADA基因
修饰过的病毒
ADA基因整合 到病毒核酸上
分离得到 T淋巴细胞
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
34
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
2、抗病转基因植物
抗病转基因植物所采用的基因，最多的是病毒的外壳 蛋白基因和病毒的复制酶基因；抗真菌转基因植物中 可使用的有几丁质酶基因和抗毒素合成基因。
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
3、抗逆转基因植物
（1）培育抗盐碱和抗干旱植物 利用可以调节细胞渗透压的基因
（2）培育抗寒植物
（2）体内基因治疗 直接向人体组织细胞中转移基因的治
病方法。
1994年，美国科学家利用经过修饰的腺病毒作载体， 成功的将治疗遗传性囊性纤维化病的正常基因转 入患者肺组织中。
4、用于基因治疗的基因种类
（1）正常基因。用以取代缺陷基因，或依靠其表达产 物来弥补病变基因带来的缺陷。如血友病、地中海贫 血病的治疗。
人教版高中生物选修三1.3 基因工程的应用(共73张PPT)
及时检测 (1)用转基因的动物生产药物 的基因来源是 药用蛋白基因 ＋乳 腺蛋白基因的启动子。 (2)成果是 乳腺生物反应器 。
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人教版高中生物选修三1.3 基因工程的应用(共73张PPT)课件PPT 部编版 课件统 编版课 件优质 课课件 免费课 件PPT
（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。
人教版高中生物选修三1.3 基因工程的应用(共73张PPT)课件PPT 部编版 课件统 编版课 件优质 课课件 免费课 件PPT
（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。
(1)优良基因：肠乳糖酶基因。 (2)成果：转基因牛分泌的乳汁中乳糖 含量少
人教版高中生物选修三1.3 基因工程的应用(共73张PPT)课件PPT 部编版 课件统 编版课 件优质 课课件 免费课 件PPT
——动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等
（一）用于提高动物生长速度 （1）基因：导入外源生长激素基因
(2)成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。
转基因动物生产过程图解(以转基因牛 生产过程为例)：
人教版高中生物选修三1.3 基因工程的应用(共73张PPT)课件PPT 部编版 课件统 编版课 件优质 课课件 免费课 件PPT
1.3 基因工程的应用
[目标导航] 1.结合教材实例，说出基因工 程的应用及取得的丰硕成果。 2.了解基因工程的新进展。 3.了解基因工程在农业、医疗 等方面的应用。
人教版高中生物选修三1.3 基因工程的应用(共73张PPT)课件PPT 部编版 课件统 编版课 件优质 课课件 免费课 件PPT
人教版高中生物选修三1.3 基因工程的应用(共73张PPT)课件PPT 部编版 课件统 编版课 件优质 课课件 免费课 件PPT
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（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。
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（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。
(1)优良基因：肠乳糖酶基因。 (2)成果：转基因牛分泌的乳汁中乳糖 含量少
人教版高中生物选修三1.3 基因工程的应用(共73张PPT)课件PPT 部编版 课件统 编版课 件优质 课课件 免费课 件PPT
——动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等
（一）用于提高动物生长速度 （1）基因：导入外源生长激素基因
(2)成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。
转基因动物生产过程图解(以转基因牛 生产过程为例)：
人教版高中生物选修三1.3 基因工程的应用(共73张PPT)课件PPT 部编版 课件统 编版课 件优质 课课件 免费课 件PPT
1.3 基因工程的应用
[目标导航] 1.结合教材实例，说出基因工 程的应用及取得的丰硕成果。 2.了解基因工程的新进展。 3.了解基因工程在农业、医疗 等方面的应用。
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喷洒除草剂时，杀死田间的杂草而不损伤作物
4.利用转基因改良植物品种
使食品的营养成分均衡
将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因， 导入植物，或改变这种氨基酸合成途径 中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的 含量。
将富含氨基酸的蛋白质编码基因导入玉米， 获得的转基因玉米中赖氨酸的含量提高30%。
转基因高赖氨酸玉米
设想
建立器 官移植 工厂
现实
用动物的 器官解决 人类器官 来源问题
三、基因工程药物异军突起
在传统的药品生产中，某些药品如胰 岛素、干扰素直接生物体的哪些结构 中提取？
从生物的组织、细胞或血液中提取。
缺点
由于受原材料 来源的限制， 价格十分昂贵。
解决途径
利用基因工程方法 制造“工程菌”， 可高效率地生产出 各种高质量、低成 本的药品。
一、植物基因工程硕果累累
70%
2001年转基
60%
因作物种植
50%
面积最大的
40%
四个国家及
30% 20%
其所占比例
10%
美国 阿根廷 加拿大 中国
主要 用于
提高农作物抗逆能力、改良农作 物品质、利用植物生产药物
1.抗虫转基因植物
使用化学农药的弊端
污染环境，损害 人类健康，增加 生产成本。
将具有杀虫活性的 解决这些弊端的途径 基因导入作物中，
方法： 乳腺生物反应器
（乳房生物反应器）
优点： 产量高、质量好、 成本低、易提取
获取目的基因 （例如血清蛋白基因）
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）
显微注射导入哺乳动物受精卵中 形成胚胎
将胚胎送入母体动物
发育成转基因动物（只有在产下的雌性动 物个体中，转入的基因才能表达）
4.用于转基因动物作器官移植的供体
使其具有抗虫性。
抗虫目的基因
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
应用举例
抗虫水稻、棉花、玉米、 马铃薯、烟草、番茄、大 豆、苹果、核桃、菊花等
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
课堂小结
植物基因工程 应用
抗虫转基因植物、抗病转基因植 物、抗逆转基因植物、改良植物 品种。
基因工程胰岛素（一）
胰岛素是治疗糖尿 病的特效药，长期 以来只能依靠从猪、 牛等动物的胰腺中 提取，100Kg胰腺 只能提取4-5g的胰 岛素，其产量之低 和价格之高可想而 知。
胰岛素分子结构
基因工程胰岛素（二）
胰岛素生产车间
将合成的胰岛素基 因导入大肠杆菌， 每2000L培养液就能 产生100g胰岛素！ 大规模工业化生产 不但解决了这种比 黄金还贵的药品产 量问题，还使其价 格降低了30%-50%!
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。
3、抗逆转基因植物
抗逆基因
作用
成果
调节细胞渗透压 改变细胞内渗透 抗盐、抗旱烟草
基因
压，提高抗盐碱、
抗旱能力
抗冻蛋白基因 耐寒能力提高 耐寒番茄
抗除草剂基因 抗除草剂
抗除草剂玉米
特点： 导入另一种
生物的优良性 状基因，获得 新性状抵抗恶 劣环境因素， 从根本上改变 作物的特性
转基因抗除草剂玉米
不会引起过敏的转基因大豆
优点： 改善粮食作物的营养成分含量，如氨基酸、蛋白质
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
丰富花品颜色，提高观赏价值。
将与植物花青素代谢有关的基因导入花卉 植物矮牵牛中，转基因矮牵牛呈现出自然 界没有的颜色。
普通矮牵牛
转基因矮牵牛
其它基因工程药物
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，均为解除人类的病 苦，提高人类的健康水平发挥 了重大的作用。
四、基因治疗曙光初照
基因治疗： 把正常基因导入病人体内，
使该基因的表达产物发挥功能， 从而达到治疗疾病的目的，这是 治疗遗传病的最有效的手段。
举例： 复合型免疫缺陷
基因工程干扰素（一） 从人血中提取干扰素，
300L血才提取1mg！
通过基因工程 的方式创造了能合 成人干扰素的大肠 杆菌，每1Kg的培 养液可提取20— 40mg干扰素
基因工程干扰素（二）
基因工程人工干扰素α-2b（安达芬） 是我国第一 个全国产化基因工程人干扰素α-2b，具有抗病 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，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。
患者生存在无菌环境中
复合型免疫缺陷症 患者缺乏正常的人体 免疫功能，只要稍被 细菌或者病毒感染， 就会发病死亡。这个 病的机理是细胞的一 个常染色体上编码腺 苷酸脱氨酶的基因发 生了突变。可以通过 基因工程的方法治疗。
基因治疗的形式： 体外基因治疗 体内基因治疗
用于基因治疗的基因种类：
1）用正常基因代替缺陷基因，或依靠其表 达产物来弥补病变基因带来的缺陷。如血友 病、地中海贫血病的治疗。 2）反义基因。产生mRNA分子与病变的 mRNA分子进行互补，阻断蛋白质的合成。 3）自杀基因。编码可杀死癌变细胞的蛋白 酶基因。
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
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
盐碱、干旱对农作物的危害与什么有关 与细胞内渗透压调节有关
抗逆目的基因 抗盐碱和干旱作物：调节细胞渗透压的基因
耐寒的番茄：鱼的抗冻蛋白基因 抗除草剂的大豆：抗除草剂基因
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
异想天开
二、动物基因工程前景广阔
1.用于提高动物生长速度
转基因 鲤鱼
2.用于改善畜产品的品质
优点：避免食物过敏、腹泻、恶心等不适
将肠乳糖酶基 因导入奶牛基 因组，获得转 基因牛的乳汁， 降低乳糖含量
3.用转基因动物生产药物 （重点）
4.利用转基因改良植物品种
使食品的营养成分均衡
将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因， 导入植物，或改变这种氨基酸合成途径 中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的 含量。
将富含氨基酸的蛋白质编码基因导入玉米， 获得的转基因玉米中赖氨酸的含量提高30%。
转基因高赖氨酸玉米
设想
建立器 官移植 工厂
现实
用动物的 器官解决 人类器官 来源问题
三、基因工程药物异军突起
在传统的药品生产中，某些药品如胰 岛素、干扰素直接生物体的哪些结构 中提取？
从生物的组织、细胞或血液中提取。
缺点
由于受原材料 来源的限制， 价格十分昂贵。
解决途径
利用基因工程方法 制造“工程菌”， 可高效率地生产出 各种高质量、低成 本的药品。
一、植物基因工程硕果累累
70%
2001年转基
60%
因作物种植
50%
面积最大的
40%
四个国家及
30% 20%
其所占比例
10%
美国 阿根廷 加拿大 中国
主要 用于
提高农作物抗逆能力、改良农作 物品质、利用植物生产药物
1.抗虫转基因植物
使用化学农药的弊端
污染环境，损害 人类健康，增加 生产成本。
将具有杀虫活性的 解决这些弊端的途径 基因导入作物中，
方法： 乳腺生物反应器
（乳房生物反应器）
优点： 产量高、质量好、 成本低、易提取
获取目的基因 （例如血清蛋白基因）
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）
显微注射导入哺乳动物受精卵中 形成胚胎
将胚胎送入母体动物
发育成转基因动物（只有在产下的雌性动 物个体中，转入的基因才能表达）
4.用于转基因动物作器官移植的供体
使其具有抗虫性。
抗虫目的基因
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
应用举例
抗虫水稻、棉花、玉米、 马铃薯、烟草、番茄、大 豆、苹果、核桃、菊花等
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
课堂小结
植物基因工程 应用
抗虫转基因植物、抗病转基因植 物、抗逆转基因植物、改良植物 品种。
基因工程胰岛素（一）
胰岛素是治疗糖尿 病的特效药，长期 以来只能依靠从猪、 牛等动物的胰腺中 提取，100Kg胰腺 只能提取4-5g的胰 岛素，其产量之低 和价格之高可想而 知。
胰岛素分子结构
基因工程胰岛素（二）
胰岛素生产车间
将合成的胰岛素基 因导入大肠杆菌， 每2000L培养液就能 产生100g胰岛素！ 大规模工业化生产 不但解决了这种比 黄金还贵的药品产 量问题，还使其价 格降低了30%-50%!
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。
3、抗逆转基因植物
抗逆基因
作用
成果
调节细胞渗透压 改变细胞内渗透 抗盐、抗旱烟草
基因
压，提高抗盐碱、
抗旱能力
抗冻蛋白基因 耐寒能力提高 耐寒番茄
抗除草剂基因 抗除草剂
抗除草剂玉米
特点： 导入另一种
生物的优良性 状基因，获得 新性状抵抗恶 劣环境因素， 从根本上改变 作物的特性
转基因抗除草剂玉米
不会引起过敏的转基因大豆
优点： 改善粮食作物的营养成分含量，如氨基酸、蛋白质
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
丰富花品颜色，提高观赏价值。
将与植物花青素代谢有关的基因导入花卉 植物矮牵牛中，转基因矮牵牛呈现出自然 界没有的颜色。
普通矮牵牛
转基因矮牵牛
其它基因工程药物
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，均为解除人类的病 苦，提高人类的健康水平发挥 了重大的作用。
四、基因治疗曙光初照
基因治疗： 把正常基因导入病人体内，
使该基因的表达产物发挥功能， 从而达到治疗疾病的目的，这是 治疗遗传病的最有效的手段。
举例： 复合型免疫缺陷
基因工程干扰素（一） 从人血中提取干扰素，
300L血才提取1mg！
通过基因工程 的方式创造了能合 成人干扰素的大肠 杆菌，每1Kg的培 养液可提取20— 40mg干扰素
基因工程干扰素（二）
基因工程人工干扰素α-2b（安达芬） 是我国第一 个全国产化基因工程人干扰素α-2b，具有抗病 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，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。
患者生存在无菌环境中
复合型免疫缺陷症 患者缺乏正常的人体 免疫功能，只要稍被 细菌或者病毒感染， 就会发病死亡。这个 病的机理是细胞的一 个常染色体上编码腺 苷酸脱氨酶的基因发 生了突变。可以通过 基因工程的方法治疗。
基因治疗的形式： 体外基因治疗 体内基因治疗
用于基因治疗的基因种类：
1）用正常基因代替缺陷基因，或依靠其表 达产物来弥补病变基因带来的缺陷。如血友 病、地中海贫血病的治疗。 2）反义基因。产生mRNA分子与病变的 mRNA分子进行互补，阻断蛋白质的合成。 3）自杀基因。编码可杀死癌变细胞的蛋白 酶基因。
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
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
盐碱、干旱对农作物的危害与什么有关 与细胞内渗透压调节有关
抗逆目的基因 抗盐碱和干旱作物：调节细胞渗透压的基因
耐寒的番茄：鱼的抗冻蛋白基因 抗除草剂的大豆：抗除草剂基因
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
异想天开
二、动物基因工程前景广阔
1.用于提高动物生长速度
转基因 鲤鱼
2.用于改善畜产品的品质
优点：避免食物过敏、腹泻、恶心等不适
将肠乳糖酶基 因导入奶牛基 因组，获得转 基因牛的乳汁， 降低乳糖含量
3.用转基因动物生产药物 （重点）