选修3 13基因工程的应用PPT课件
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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3专题一课题113基因工程的应用课件共39张PPT[可修改版ppt]
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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%!
用转基因的植物生产药物
转基因抗乙肝西红柿(中国)，虽然不能治愈 乙肝，但一年只吃几个抗乙肝西红柿，就完全能 代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食 品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经过多代繁 殖，使转入的基因稳定化。
注意事项： 要用同一种限制酶切取目的基因
和运载体，并用DNA连接酶连接。 1、常用的受体细胞： 大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植 物细胞等 2、常用微生物作受体细胞的原因：
微生物增殖快、代谢快、目的产物多
一般检测：标记基因是否表达
1、基因工程与作物育种
抗虫转基因植物
生长快、肉质好的转基因 乳汁中含有人生长激素的
甚至还可以吸收和转化污染物。
“金大米”
转基因草莓
有玫瑰花和柠檬的香味 转基因西红柿
转基因植物的安全性争论
• 支持派认为：如果转基因农业生物技术得 不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且 强调，迄今为止并没有发现转基因食品危 害人体健康和环境的确切证据。
转基因生物有利的一面:
⑴改变传统的育种方式缩短育种时间。培育 出高产优质、抗病虫害、抗旱、抗盐碱，抗除 草剂等特性的作物新品种。
2、“基因针线”——DNA连接酶
连 GCATTACGAT接酶TAGCTATAATATCGCGGCTAATGCTATAAATTCGCGCGTAATAT
连接酶的作用：将脱氧核糖和磷酸交 替连接的DNA骨架
连接的部位： 的缺口“缝合”。 生成磷酸二酯键
2023选修3第二节《基因工程的应用》ppt
乳腺生物反应器
✓本质： 转基因动物 ✓功能： 生产药品 ✓过程：简述培育生产人生长激素的转基因牛的步骤。
① 用限制酶从人的DNA中获取生长激素基因; ② 将生长激素基因和乳腺蛋白基因的启动子等
调控组件同时插入质粒，构建基因表达载体； ③ 通过显微注射的方法导入牛的受精卵； ④ 检测筛选出成功转化的受精卵，培养成胚胎； ⑤ 将胚胎植入代孕母牛,使其生长发育成转基因牛。
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3、器官移植 ——用转基因动物作器官移植的供体
－导入某种调节因子，抑制或清除抗原决定基因 消除异种器官供体的免疫排斥反应
三、基因工程药物异军突起
工程菌生产药用蛋白
1、工程菌——用基因工程的方法，使外源基因得 到高效表达的菌类细胞株系。
2、用大肠杆菌生产动物的干扰素
① 用反转录的方法获取干扰素的基因; ② 将干扰素基因、启动子、终止子、插入含抗四环素基因的
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、
人教版生物选修三13 基因工程应用 教学课件 共63张PPT
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）
• 为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？
产量高、质量好、成本低、易提取
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。
三、基因工程药物异军突起
四、基因治疗曙光初照
1、什么是基因治疗？ 2、基因治疗分为哪两种途径？
一、基因工程在农业上的应用：
1）培育高产、稳产和具优良品质的品种 用基因工程的方法可以改善粮食作物的蛋白质含量。如“向日葵豆”植株。
2）培育抗逆性品种 将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，
工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。
我国已生产的产品
白细胞介素-2、 干扰素、 乙肝疫苗等
近20种，年产值达30亿
基因工程药品 —— 胰岛素
作用：胰岛素是治疗糖尿病的特效药。 传统生产方法： 主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4~5g胰岛素。产 量低，价格昂贵。 基因工程方法：1979年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，并在 大肠杆菌内实现了表达。
蛋白酶,科学家是怎样获得转基因动物的?
二、动物基因工程前景广阔 • 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。
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）
• 为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？
产量高、质量好、成本低、易提取
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。
三、基因工程药物异军突起
四、基因治疗曙光初照
1、什么是基因治疗？ 2、基因治疗分为哪两种途径？
一、基因工程在农业上的应用：
1）培育高产、稳产和具优良品质的品种 用基因工程的方法可以改善粮食作物的蛋白质含量。如“向日葵豆”植株。
2）培育抗逆性品种 将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，
工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。
我国已生产的产品
白细胞介素-2、 干扰素、 乙肝疫苗等
近20种，年产值达30亿
基因工程药品 —— 胰岛素
作用：胰岛素是治疗糖尿病的特效药。 传统生产方法： 主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4~5g胰岛素。产 量低，价格昂贵。 基因工程方法：1979年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，并在 大肠杆菌内实现了表达。
蛋白酶,科学家是怎样获得转基因动物的?
二、动物基因工程前景广阔 • 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。
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
《基因工程的应用》课件(人教版选修3)
质粒的特点
1. 细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自 主复制的小型环状DNA分子；
2. 质粒的存在对宿主细胞无影响； 3.质粒的复制只能在宿主细胞内完成。
练习
1.以下说法正确的是
（C ）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷 酸序列
B、质粒是基因工程中唯一的运载体
C、运载体必须具备的条件之一是：具有多 个限制酶切点，以便与外源基因连接
基因工程又叫基因拼接技术或DNA重 组技术。该技术是在生物体外，通过对 DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”， 对生物的基因进行改造和重新组合，然后 导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基 因在受体细胞内表达，产生出人类所需要 的基因产物。
（一）基因工程的概念
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
• 如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶 来切割，会怎样呢？ 会产生相同的黏性末端，然后让两者的黏性 末端黏合起来，就似乎可以合成重组的DNA 分子了。
（二）基因操Байду номын сангаас的工具
• 基因的针线——DNA连接酶
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝 隙“缝合”起来，是把梯子两边扶手的 断口连接起来，这样一个重组的DNA分 子才能形成。
D、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形 成氢键
练习
2.不属于质粒被选为基因运载体的理由是
A、能复制
（ D）
B、有多个限制酶切点
C、具有标记基因
D、它是环状DNA
练习
3.有关基因工程的叙述中，错误的是（ B D ） A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传性状，
培育生物新品种 B、重组DNA的形成在细胞内完成 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、质粒都可作为运载体
人教版高中生物选修三1.3《基因工程的应用》课件(共28张PPT)
2、实例：
(1)对严重复合型免疫缺陷症的治疗
将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋 巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。
3、基因治疗的类型
体外基因治疗：先从病人体内获得某种细 胞，进行培养，然后在体外完成基因转移， 再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重 新输入患者体内。 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。（如将治疗囊性纤维 病的正常基因转入患者肺组织） 4、基因治疗的发展现状：处于初期的临床 试验阶段
基因工程药品 —— 胰岛素
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%!
四、基因治疗曙光初照
1、基因治疗概念：
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，是治 疗遗传病的最有效的手段。 （把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中， 从而达到治疗疾病的目的）
可长人耳的裸鼠
三、基因工程药品异军突起
• 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？ 药品直接从生物的组织、细胞或血液中提取。
• 传统生产方法的缺点
由于受原料来源的限制，价格因工程方法制造“工程菌”，可高效 率地生产出各种高质量、低成本的药品。
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
生产上培育无子番茄、青霉素高产菌株、杂交 培育矮秆抗锈病小麦、抗虫棉的培育原理依次是 ①生长素促进果实发育 ②染色体变异 ③基因 重组④基因突变⑤基因工程 A．①②③④ B．①④③② C．①④②⑤ D．①④③⑤
人教版生物选修3 1.3 基因工程的应用 课件 (共27张PPT)
用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞
株系称为“工程菌”
18
基因工程药品 —— 胰岛素
胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床 上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中 提取，每100kg胰腺只能提取4~5g胰岛素。用 该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不 能满足社会需要。1979年，科学家将动物体内 的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，并 在大肠杆菌内实现了表达。1982年，美国一家 基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市 场，售价降低了30%~50%。
23
(2)体内基因治疗: 用基因工程的方法,直接向人体组织中转移基因。
例如：1994年科学家利用经过修饰的腺病毒做载体,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。
（此方法称为病毒感染法）
3.用于基因治疗的基因种类： (1)从健康人体中分离得出的功能正常的基因 (2)反义基因 (3)编码可以杀死癌变细胞的蛋白酶基因（自杀基因）
1.3 基因工程的应用
1、植物基因工程硕果累累 2、动物基因工程前景广阔 3、基因工程药物异军突起 4、基因治疗曙光初照
1
一、植物基因工程硕果累累源自植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力,以及
改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
2
1.抗虫转基因植物
1）方法： 从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因,将其
有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分
解DDT等毒害物质。
26
六、基因工程与食品业
基因工程为食品工业中提供了什么前景？
基因工程为人类开辟新的食物来源。 1）鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中表达获
得成功。这表明，未来能用发酵罐培养的大肠杆 菌或酵母菌来生产人类所需要的卵清蛋白。
人教版高中生物选修313：基因工程的应用PPT
3、抗逆转基因植物
涝 灾
抗盐碱、
干旱基因 。
盐 碱 地
干 旱
调节细胞 渗透压
抗盐碱、 抗旱、耐 寒、抗除 草剂。
人教版高中生物选修313：基因工程的 应用【 公开课 课件】
人教版高中生物选修313：基因工程的 应用【 公开课 课件】
4、利用转基因改良植物品质
豆类： 赖氨酸多 。
食品营养 不均衡
富含氨基酸 的蛋白质编 码基因
2、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。
人教版高中生物选修313：基因工程的 应用【 公开课 课件】
乳糖酶基因
人教版高中生物选修313：基因工程的 应用【 公开课 课件】
超级动物
• 导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠
人教版高中生物选修313：基因工程的 应用【 公开课 课件】
杀虫基因
Ｂt毒蛋白基因； 淀粉酶抑制基因； 植物凝集素基因。
抗虫植物
人教版高中生物选修313：基因工程的 应用【 公开课 课件】
2、抗病转基因植物
人教版高中生物选修313：基因工程的 应用【 公开课 课件】
花 叶 病
抗几病病
抗
毒丁毒毒 素质复外
病 合酶制壳
基 成基酶蛋
因
基因基白 因；因基
。
；因
；
人教版高中生物选修313：基因工程的 应用【 公开课 课件】
胰岛素分子结构
人教版高中生物选修313：基因工程的 应用【 公开课 课件】
胰岛素
• 1978年，将合成的胰岛素基因导入 大肠杆菌，每1000L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%!
涝 灾
抗盐碱、
干旱基因 。
盐 碱 地
干 旱
调节细胞 渗透压
抗盐碱、 抗旱、耐 寒、抗除 草剂。
人教版高中生物选修313：基因工程的 应用【 公开课 课件】
人教版高中生物选修313：基因工程的 应用【 公开课 课件】
4、利用转基因改良植物品质
豆类： 赖氨酸多 。
食品营养 不均衡
富含氨基酸 的蛋白质编 码基因
2、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。
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乳糖酶基因
人教版高中生物选修313：基因工程的 应用【 公开课 课件】
超级动物
• 导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠
人教版高中生物选修313：基因工程的 应用【 公开课 课件】
杀虫基因
Ｂt毒蛋白基因； 淀粉酶抑制基因； 植物凝集素基因。
抗虫植物
人教版高中生物选修313：基因工程的 应用【 公开课 课件】
2、抗病转基因植物
人教版高中生物选修313：基因工程的 应用【 公开课 课件】
花 叶 病
抗几病病
抗
毒丁毒毒 素质复外
病 合酶制壳
基 成基酶蛋
因
基因基白 因；因基
。
；因
；
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胰岛素分子结构
人教版高中生物选修313：基因工程的 应用【 公开课 课件】
胰岛素
• 1978年，将合成的胰岛素基因导入 大肠杆菌，每1000L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%!
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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（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
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——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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（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)：
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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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11
4、利用转基因改良植物的品质
延长果实的储藏期
乙烯是催熟果实
的一种激素，在其形
成过程中需要乙烯形
成酶。通过基因工程
可以获得能抑制乙烯
形成酶基因表达的植
物新品种，这些转基
因植物的果实既保持
了原有的品质，又延
长了储藏期。
12
二、动物基因工程前景广阔
特点：发展较迟，应用方面广
1、提高生长速度 2、改善畜产品的品质 3、生产药物 4、作为器官移植的供体
⑶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。
17
过程： 1、重组药用蛋白基因与乳腺蛋白基因 的启动子 2、用显微注射法导入到受精卵 3、将受精卵送入母体生长发育 4、转基因动物进入泌乳期后，提取乳 汁
产物：
抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、
α-抗胰蛋白酶
18
基因工程在畜牧养殖业上的主要应用
13
1.用于提高动物生长速度
原因：外源生长激素基因的表达可以使转基 因动物生长更快
转基因鲤鱼
14
2、用于改善畜产品的品质
有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化 或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适 症状，科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基 因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁，在 其他营养成分不受影响的情况下，乳糖的 含量大大减低。
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”。
19
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。
29
基因诊断技术的应用
在诊断遗传性疾病方面发展迅速。目前 已经可以对几十种遗传病进行产前诊断。
举例
⑴β—珠蛋白的DNA探针 → 镰刀状细胞贫血症
⑵苯丙氨酸羧化酶基因探针 → 苯丙酮尿症
24
DNA
胰岛素基因
1
限制酶
人体细胞
DNA 质粒 2
限制酶
胰岛素
细菌细胞
利用生物工程获得胰岛素 25
基因工程药品 —— 干扰素
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
人 造 血
能合成人干扰素
液
的大肠杆菌，每
生
扰素
产 26
四、基因治疗曙光初照
优点：减少环境污染、减低生产成本、提高产量
例子： 棉、玉米、马铃薯、番茄、大 豆、蚕豆、烟草、苹果、核桃、 杨、菊花等。
主要杀虫基因： 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
典型例子：转基因抗虫棉——Bt毒蛋白基因3
4
2.抗病转基因植物
已问世的转基因抗病植物： 小麦、甜椒、番茄。
基因诊断：
也称为DNA诊断或基因探针技术，即 在DNA水平分析检测某一基因，从而对特 定的疾病进行诊断。
探针制备：放射性同位素(如32P)、荧光
分子等标记的DNA分子；
原 理：利用DNA分子杂交原理； 27
基因探针：
基因探针就是一段与目的基因或DNA互 补的特异核苷酸序列。它包括整个基因， 或基因的一部分；可以是DNA本身，也可 以是由之转录而来的RNA。
28
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。
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 450L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。
20
4、用转基因动物作器官移植的供体
可长人耳的裸鼠
21
5、各式各样的转基因动物
22
三、基因工程药品异军突起
• 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组织、细胞或血液中 提取。
基因工程的实际应用领域有： 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
1
一、植物基因工程
转基因工程技术主要用于提高农作 物的抗逆能力,以及改良农作物的品质和 利用植物生产药物等方面。
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质
2
1.抗虫转基因植物
抗病基因： 病毒外壳蛋白基因、 病毒的复制酶基因.
抗真菌基因： 几丁质酶基因、 抗毒素合成基因.
5
3.抗逆转基因植物
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
6
转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
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
7
4.利用转基因改良植物的品质
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
8
优点： 提高花卉的观赏价值
转基因蓝玫瑰
9
转基因矮牵牛 优点： 提高花卉的观赏价值
10
4、利用转基因改良植物的品质
提高植物的光合作用效率
改造光合作用中起关键作用的 CO2固定酶，能提高植物对CO2的固 定效率；还可以通过增强植物对光 能吸收与转化的功能来提高光合作 用效率，提高作物的产量。
• 传统生产方法的缺点:由于受原料来源的限 制，价格十分昂贵。
• 可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。
23
基因工程药品 —— 胰岛素
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%!
乳糖 乳糖酶
半乳糖
15
3.用转基因的动物生产药物（重点）
优点： 产量高、质量好、 成本低、易提取
方法： 乳腺生物反应器 膀胱生物反应器
16
★为什么乳腺能成为基因药物最理想的 表达场所呢？
⑴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。
⑵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。
4、利用转基因改良植物的品质
延长果实的储藏期
乙烯是催熟果实
的一种激素，在其形
成过程中需要乙烯形
成酶。通过基因工程
可以获得能抑制乙烯
形成酶基因表达的植
物新品种，这些转基
因植物的果实既保持
了原有的品质，又延
长了储藏期。
12
二、动物基因工程前景广阔
特点：发展较迟，应用方面广
1、提高生长速度 2、改善畜产品的品质 3、生产药物 4、作为器官移植的供体
⑶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。
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过程： 1、重组药用蛋白基因与乳腺蛋白基因 的启动子 2、用显微注射法导入到受精卵 3、将受精卵送入母体生长发育 4、转基因动物进入泌乳期后，提取乳 汁
产物：
抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、
α-抗胰蛋白酶
18
基因工程在畜牧养殖业上的主要应用
13
1.用于提高动物生长速度
原因：外源生长激素基因的表达可以使转基 因动物生长更快
转基因鲤鱼
14
2、用于改善畜产品的品质
有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化 或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适 症状，科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基 因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁，在 其他营养成分不受影响的情况下，乳糖的 含量大大减低。
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”。
19
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。
29
基因诊断技术的应用
在诊断遗传性疾病方面发展迅速。目前 已经可以对几十种遗传病进行产前诊断。
举例
⑴β—珠蛋白的DNA探针 → 镰刀状细胞贫血症
⑵苯丙氨酸羧化酶基因探针 → 苯丙酮尿症
24
DNA
胰岛素基因
1
限制酶
人体细胞
DNA 质粒 2
限制酶
胰岛素
细菌细胞
利用生物工程获得胰岛素 25
基因工程药品 —— 干扰素
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
人 造 血
能合成人干扰素
液
的大肠杆菌，每
生
扰素
产 26
四、基因治疗曙光初照
优点：减少环境污染、减低生产成本、提高产量
例子： 棉、玉米、马铃薯、番茄、大 豆、蚕豆、烟草、苹果、核桃、 杨、菊花等。
主要杀虫基因： 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
典型例子：转基因抗虫棉——Bt毒蛋白基因3
4
2.抗病转基因植物
已问世的转基因抗病植物： 小麦、甜椒、番茄。
基因诊断：
也称为DNA诊断或基因探针技术，即 在DNA水平分析检测某一基因，从而对特 定的疾病进行诊断。
探针制备：放射性同位素(如32P)、荧光
分子等标记的DNA分子；
原 理：利用DNA分子杂交原理； 27
基因探针：
基因探针就是一段与目的基因或DNA互 补的特异核苷酸序列。它包括整个基因， 或基因的一部分；可以是DNA本身，也可 以是由之转录而来的RNA。
28
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。
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 450L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。
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4、用转基因动物作器官移植的供体
可长人耳的裸鼠
21
5、各式各样的转基因动物
22
三、基因工程药品异军突起
• 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组织、细胞或血液中 提取。
基因工程的实际应用领域有： 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
1
一、植物基因工程
转基因工程技术主要用于提高农作 物的抗逆能力,以及改良农作物的品质和 利用植物生产药物等方面。
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质
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1.抗虫转基因植物
抗病基因： 病毒外壳蛋白基因、 病毒的复制酶基因.
抗真菌基因： 几丁质酶基因、 抗毒素合成基因.
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3.抗逆转基因植物
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
6
转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
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
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4.利用转基因改良植物的品质
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
8
优点： 提高花卉的观赏价值
转基因蓝玫瑰
9
转基因矮牵牛 优点： 提高花卉的观赏价值
10
4、利用转基因改良植物的品质
提高植物的光合作用效率
改造光合作用中起关键作用的 CO2固定酶，能提高植物对CO2的固 定效率；还可以通过增强植物对光 能吸收与转化的功能来提高光合作 用效率，提高作物的产量。
• 传统生产方法的缺点:由于受原料来源的限 制，价格十分昂贵。
• 可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。
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基因工程药品 —— 胰岛素
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%!
乳糖 乳糖酶
半乳糖
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3.用转基因的动物生产药物（重点）
优点： 产量高、质量好、 成本低、易提取
方法： 乳腺生物反应器 膀胱生物反应器
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★为什么乳腺能成为基因药物最理想的 表达场所呢？
⑴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。
⑵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。