人教版高中生物必修课件基因工程及其应用课件3

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人教版教学课件基因工程及其应用课件 3

基因工程
操作步骤：
1. 提取目的基因 2. 目的基因与运载体结合 3. 将目的基因导入受体细胞 4. 目的基因的表达和检测
基因工程的应用
1. 获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。 2. 高效率的生产出高质量、低成本的药品，如胰岛素、干扰素和乙肝疫苗等 3. 利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，保护环境。
人造血液及其生产
⑵ 基因诊断与基因治疗
运用基因工程设计制造的 “DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速。
通过基因工程给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。
3、基因工程与环境保护 ⑴ 环境监测：
基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。
胰岛素从猪、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。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！使其价格降低了30%-50%!
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—4mg干扰素
导入
扩增
4、目的基因的检测和表达
大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。
无表达产物
无表达产物
有表达产物
无表达产物
重播
连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。

人教版高一生物基因工程及其应用课件

科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分
解DDT等毒害物质的细菌。
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环境监测：利用基因工程培育的“指示生物”能十分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。
7
1998年小鼠食用转基因土豆后，肾、脾和消化道出现损伤，体重和器官减轻，免疫力遭到破坏。引起了人们对转基因食品的极度恐惧。
蛋白质组分。在血管出血时被激活，
和血小板粘连在一起并且补塞血管上
的漏口。
4
基因工程药物
获得目的基因构建基因工程菌工程菌大规模培养
产品分离纯化
成品检测成品加工半成品检测除菌过滤
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3、基因工程与环境保护
环境污染治理：基因工程做成的“超级细菌” 能吞食和分解多种污染环境的物质。
通常一种假单孢杆菌只能分解石油中的一种烃类．用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。
液中提取
“工程菌”发酵工业化生产
特点
产量低价格昂
贵
高质量低成本
胰岛素生长激素
4～5g/100kg 胰腺
100g/2000L 大肠杆菌培
养液
从450L大肠杆菌培养液中提取的相当于6万具尸体的全部
产量
干扰素
胰岛素
凝血因子
胰岛素：治疗糖尿病的特效药。
干扰素：抗病毒的特效药。
凝血因子：参与血液凝固过程的各种
生长快、肉质好的转基因鱼乳汁中含有人生长激素的转基
(中国)
因牛(阿根廷) 2
2、基因工程与药物研制
许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。
利用基因工程培育转基因生物（工程菌），利用转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品。

精品人教版高中生物必修3：专题1《基因工程的应用》课件

(1)研究人员将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的什么细胞？为什么不能转入其他的体细胞？
(2)如何鉴定该患者是否治疗成功？提示：(1)淋巴细胞。腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能所必需的，淋巴细胞中具有这种酶才能产生抗体等免疫物质。 (2)鉴定患者产生抗体的能力是否明显改善，免疫能力是否明显提高。
1
2
3
[自读教材·夯基础] 1．抗虫转基因植物与抗病转基因植物
类型项目
抗虫转基因植物
抗病转基因植物
从某些生物中分离出具
方法有杀虫活性的基，因将其导入植将抗病基因导入植物中
物中
蛋白酶
①抗病毒基因：病毒
外壳蛋白
基因和病毒的
基因
Bt毒蛋白基因、淀粉酶抑制剂基因、复制酶基因
种类抑制剂基因、植物凝集素基因等
应用实例
杀虫蛋白基因 (Bt毒蛋白基因)
苏云金芽孢杆菌
Bt毒蛋白基因编码的蛋白质进入害虫肠道，在消化酶的作用下，蛋白质被降解成有毒的多肽，多肽结合在肠上皮细胞的特异性受体上，导致细胞膜穿孔，细胞肿胀裂解，最后造成害虫死亡
转基因抗虫棉
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基因类型
来源
作用原理
应用实例
蛋白酶抑制剂基因
蛋白酶抑制剂基因控制产生的抑制剂，可与害
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[自读教材·夯基础] 1．动物基因工程应用的几个方面
项目应用提高动物的生长速度
改善畜产品的品质
基因来源或处理
成果
生长激素
外源基因
肠乳糖酶基因
转基因绵羊、转基因鲤鱼转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少
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项目应用转基因动物生产药物
转器基官因动移物植作的供体

新教材高中生物第3章基因工程第3节基因工程的应用pptx课件新人教版选择性必修3

在培育动物乳腺生物反应器时，为什么将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控元件重组在一起？
_____________________________________。【答案】为了保证目的基因只在乳腺细胞中表达
动物基因工程技术有可能使建立移植器官工厂的设想成
为现实，科学家正试图利用基因工程的方法对猪的器官进行改造，对猪
3．器官移植 (1)器官移植面临的问题：器官短缺和_免__疫__排__斥___。 (2)解决措施：在器官供体的基因组中导入某种___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___，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。
4．改良植物的品质 (1)将__必__需__氨__基__酸__含__量__多__的__蛋__白__质____编码基因导入植物中，可以提高这些氨基酸的含量。如科学家培育的某种转基因玉米中赖氨酸的含量提高30%。 (2)将__与__植__物__花__青__素__代__谢____相关的基因导入矮牵牛中，使它呈现出自然界没有的颜色变异，大大提高了它的观赏价值。
基因工程在医药卫生领域的应用
1．利用微生物或动植物的细胞作为受体细胞生产药物 (1)方法：对微生物或动植物进行_基__因__改__造___，使它们能够生产药物。 (2)药物种类：细胞因子、__抗__体____、__疫__苗____和激素等。 (3)用途：预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、__传__染__病___、糖尿病和___类__风__湿__关__节__炎___等。
2．转基因抗病植物 (1)过程：将来源于某些病毒、真菌等的___抗__病__基__因___导入植物中，培育出转基因抗病植物。 (2)成果：转基因抗病毒甜椒、番木瓜、烟草等。 3．转基因抗除草剂植物 (1)过程：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。 (2)成果：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。

基因工程的应用课件(共25张PPT)高二下学期生物人教版(2019)选择性必修3

药物
Q5：与工厂化生产药用蛋白相比，乳腺生物反应器生产的药用蛋白有哪些优势？
产量高，质量好，成本低，易提取，合成的蛋白质具有生物活性等。
Q6：为什么膀胱生物反应器会取代乳腺生物反应器，它有哪些优势？
乳腺生物反应器：雌性，泌乳期；膀胱生物反应器：雌雄均可，任何生长时期，
即不受性别和年龄的限制，周期短，易收集和提纯更高
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。
施用除草剂后的转基因抗除草剂玉米田种植转基因抗除草剂大豆的农田
1. 植物品质
营养价值
改良植物品质
富含赖氨酸的转基因玉米
观赏价值
转基因矮牵牛
Q4：如果想让马铃薯块茎在寒冷刺激下才启动抗寒基因的表达，需要什么类型启动子？块茎组织特异型启动子和寒冷刺激诱导型启动子
（1）培育过程药用蛋白基因
乳腺中特异表达的基因的启动子
等调控元件
基
早
因表显微达注射载体
受精卵
期胚胎培养
早期胚胎胚移植胎
转基因动物
泌乳期分泌乳汁
第3章基因工程
第三节基因工程的应用
基因工程还有哪些应用呢？
自20世纪70年代兴起后，基因工程得到飞速发展，展示出广阔前景。
基因工程在农牧业方面的应用
基因工程的应用
基因工程在医疗卫生领域的应用
基因工程在食品工业方面的应用
农
牧业
植物
方
面
的
应
用
动物
转基因抗虫植物转基因抗病植物转基因抗除草剂植物改良植物的品质提高动物的生长速率改良畜产品的品质

高中生物新人教版选择性必修3基因工程的应用课件(18张)

【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,不耐储藏。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解析:抗软化番茄的培育是以质粒作为载体,将目的基因(抗多聚半乳糖醛酸酶基因)与质粒结合形成重组DNA,利用含重组 DNA的农杆菌去侵染普通番茄,使目的基因整合到普通番茄细胞中的染色体DNA上,从而抑制多聚半乳糖醛酸酶的作用,延缓细胞的软化。
(3)生产疫苗的动物乳腺生物反应器的优点及限制有哪些? 提示:优点为产量高,且易收获目标产品,可以随乳汁分泌而排到动物体外;产品质量好;成本低。受性别和是否处于泌乳期的限制。
(4)在培育动物乳腺生物反应器时,为什么将目的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? 提示:为了保证目的基因只在乳腺细胞中表达。
【例4】下列有关乳腺生物反应器与大肠杆菌生产药物的叙述,错误的是( ) A.前者在乳汁中提取药物,后者在细胞中或细胞产物中提取 B.前者生产药物的过程不需要严格灭菌,后者需要严格灭菌 C.前者合成的蛋白质已加工成熟,后者合成的蛋白质一般未
加工成熟 D.两者的基因结构与人体基因结构均相同解析:动物基因的结构与人类基因的结构基本相同,大肠杆菌基因的结构与人类基因的结构不同。答案:D
第3章基因工程
第 3 节基因工程的应用
学习目标
1.通过查阅资料、同学之间的交流讨论,举例说明基因工程在农牧、食品及医药卫生等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。 2.结合基因工程对人类生活品质的改善,进一步关注基因工程的发展,认同基因工程的应用能够促进生产力的提高。关注基因工程的进展,培养社会责任感。

3-3 基因工程的应用(教学课件)——高中生物人教版(2019) 选择性必修3

5.目前大量生产干扰素的方法是什么？
用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得 6.我国批准生产的第一个基因工程药物的名称叫什么？用于治疗哪些疾病？重组人干扰素α-1b 主要用于治疗慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等
2、让转基因哺乳动物批量生产药物
乳腺生物反应器或乳房生物反应器
转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁来生产所需药品。
从社会中来
胰岛素是治疗糖尿病的特效药物。传统生产胰岛素的人使用一年的胰岛素需要上千头牛，生产的成本非常高。
1978年，科学家将编码人胰岛素的基因导入大肠杆菌细胞中，使大肠杆菌表达重组人胰岛素。
我国拥有自主知识产权的基因工程物---重组人胰岛素已经研制成功并得到广泛应用。
三、基因工程在食品工业方面的应用
利用基因工程菌除了可以生产药物，还能生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。
1、基因工程菌
概念
：用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。
获得方法;
细菌拟核质粒
质粒
核酸切割插入质粒
重组质粒
送入细胞
重组细菌
基因工程菌生产的优点：基因工程获得的工业用酶纯度更高，生产成本显著降低，生产效率较高。实例： ①阿巴斯甜——一种普遍使用的甜味剂，主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，这两种氨基酸可通过基因工程实现大规模生产。 ②加工转化糖浆需要的淀粉酶，加工烘烤食物需要的脂酶等也可通过构建基因工程菌，结合发酵技术大量生产。 ③凝乳酶——奶酪-生产需要凝乳酶来凝聚固化奶中的蛋白质。
有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DD21T等毒害物质。
1. 将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新导入大肠杆菌的细胞内，再通过发酵工程就能大量生产人生长激素。下列相关叙述正确的是 ( ) C A. 转录生长激素基因需要解旋酶和DNA连接酶 B. 发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初生代谢物 C. 大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传 D. 大肠杆菌质粒标记基因中腺瞟吟和尿囉曉的含量相等

人教版高中生物选修3专题1第3节基因工程的应用课件共34张PPT[可修改版ppt]

• 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。
• 基因工程在环保方面有什么应用？ 1）用于环境监测。 2）用于被污染环境的净化。
• 通过基因工程方法怎样进行环境监测？例如：用DNA探针可以检测饮用水中
病毒的含量。此方法的特点是快速、灵敏， 1吨水中有10个病毒也能检测出来。
• 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。
• 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。
• 什么叫转基因动物？是指把人或哺乳动物的某种基因导入到
哺乳动物(如鼠、兔、羊和猪)的受精卵里，目的基因若与受精卵染色体DNA整合，细胞分裂时，该基因随染色体的倍增而倍增，使每个细胞中都带有目的基因，使性状得以表达，并稳定地遗传给后代，从而获得基因产品。这样一种新的个体，称为转基因动物。
加特异表达的启动子）
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）
• 什么叫显微注射技术？
用口径为1μm的DNA 注射器，将大量的目的基因片段注入到受精卵的核内，然后把经过注射的受精卵移植到另一只雌性动物的子宫内，使受精卵发育为转基因动物。

生物人教版(2019)选择性必修三3.3基因工程的应用(共24张ppt)

③CRISPR-Cas9系统有时存在编辑对象出错而造成的“脱靶”现象，试从向导
RNA的角度分析“脱靶”的原因是其他DNA序列也含有与向导RNA互补的。序列，造成向导RNA错误结合
练一练
基因编辑技术（CRISPR/Cas9）可以按照人们的意愿精准剪切、改变任意靶基因的遗传信息，CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA（sgRNA）和Cas9蛋白两部分组成，sgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割，其机制如图所示。
资料三：血栓调节蛋白（TM）只能在血管内皮细胞中合成，具有调节凝血的功能。为了解决异种器官移植时引起凝血紊乱的问题，科研人员研究制备了猪血管内皮特异性表达人血栓调节蛋白（hTM）的转基因猪。
思考：如果你是科学家，你将如何获得大量的人血栓调节蛋白（hTM)基因？
PCR（聚合酶链式反应）技术
练一练
归功于抗排异药物的进步，器官移植的效果实现了质的突破
• 供体短缺仍是器官移植领域的主要问题
移植供体需求逐年增高，供体数量尤显不足，心脏移植领域最为突出
活动1 观看视频
异种器官移植解决供体短缺：下一次医学革命
异种器官移植被学术界认为是解决供体短缺的主要方法：需要解决瓶颈性问题
一、免疫排斥
资料一：α-Gal叫α-半乳糖基抗原，是半乳糖基与细胞膜上的蛋白或脂结合构成的一组完全抗原。除人、类人猿和旧世界猴以外，α-gal在所有哺乳动物中广泛存在。αgal是引起异种器官移植时超急性免疫排斥反应的主要靶抗原。
生物学（人教版2019）选择性必修三
基因工程的应用
——以异体器官移植为例
基因工程除了用于制作抗虫棉等农牧业、及食品工业方面上的应用外，在医疗领域也有着广阔的应用及前景，比如基因工程技术就可能使建立移植器官工厂的设想成为现实。

高中生物新人教版选择性必修3基因工程的应用课件(41张)(湖南辽宁山东)

(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)利用转基因改良植物品质，目的基因一定是控制该性状的基因
(×)
(4)基因工程育种比传统育种所需的时间短，并且可以解决远缘亲本难以杂交
的问题
( √)
(5)转基因抗虫植物培育成功后可防治各种害虫
(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
(×)
1．(科学思维)生产乳腺生物反应器构建基因表达载体时有什么特别要求？为什么？提示：必须把药用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。因为只有连接了乳腺蛋白基因的启动子，才能保证相应的目的基因在雌性动物泌乳期的乳腺细胞内得以表达。
第3节基因工程的应用
新课标
核心素养
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。
基因等
素合成基因
成果转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻等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
减少化学农药的使用，降低生产成本，减轻环境污染，降低了对人体健康意义的损害
2．关于转基因作物中目的基因的三点提醒 (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。 (3)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，这体现的是基因与性状的间接关系。