人教版选修3生物第三节：基因工程的应用ppt
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
糖蛋白 和人细胞膜有很多是不同的。 （2）改造猪细胞膜主要是通过 基因工程 技术进行，具体操作步 骤：第一步，获得控制目的基因（人体细胞膜上蛋白质合成的基 因），所用_基__因__文__库_、__反__转__录__法_、__化__学__合__成_法_____。第二步，将目 的基因与运__载_体______结合；第三步，将目的基因导入受体细胞，对 猪来说，应导入其受__精__卵_____细胞最有效。在这项技术中，必须使 用的两种工具酶是限__制__酶_____和DN_A__连_接__酶______。
二、动物基因工程前景广阔
4.用转基因的动物作器官移植的供体
例2、器官移植是治疗人类某些疾病的有效治疗方法，如对大 面积烧伤病人采取的皮肤移植，肾衰竭病人的肾移植，冠心病人的 心脏移植等。下面就器官移植的话题，回答相关问题：英国科学家 已经研究用动物的器官作为器官移植的器官来源，科学家发现猪的 内脏器官与人的内脏器官大小、形态均差不多，他们从20世纪80年 代就开始研究。研究的重点是改造猪细胞膜。 （1）猪细胞膜的基本结构和人的细胞膜是相同的，但其上的
• 操作过程大致归纳为：获取目的基因（例如血清白蛋白基因）→ 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（只有在产下的雌性个体中，转入的基 因才能表达）。
• 用动物乳房作为反应器生产的蛋白质比工厂生产优越性体现：产 量高、质量好、成本低、易提取
转基因生物
目的基因
从何来
抗虫棉基因
Bt毒蛋白基因
Байду номын сангаас苏云金芽孢杆菌
抗病毒转基因小麦
病毒外壳基因和病毒复制酶基因
抗立枯丝核菌(真菌)的烟草 几丁质酶基因和抗毒素合成基因
抗盐碱和干旱作物
调节细胞渗透压的基因
耐寒的番茄
抗冻蛋白基因
鱼
抗除草剂的大豆
抗除草剂基因
富含赖氨酸的转基因玉米 富含赖氨酸的蛋白质编码基因
转基因延迟番茄
二、动物基因工程前景广阔
4.用转基因的动物作器官移植的供体
• 人器官移植现状态：人体移植器官短缺。 • 人器官移植思路：把目光移向寻求可替代的移植器官，由于猪的
内脏构造、大小、血管分布与人极为相似，而且猪体内隐藏的， 可导致人类疾病的病毒要远远步于灵长类动物，用猪的器官来解 决人类器官的来源问题。 • 人器官移植存在问题：最大难题是免疫排斥。 • 解决方法：科学家正试图利用基因工程方法对猪的器官进行改造， 采用的方法是将器官供体基因组导人某种调节因子，以抑制抗原 决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结台克隆技术， 培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
控制番茄果实成熟的基因
转基因牵牛花
植物花青素代谢有关的基因
降低乳糖的奶牛
乳糖酶基因
生产胰岛素的工程菌
人胰岛素基因
人
二、动物基因工程前景广阔
阅读P20-21并思考以下问题:
1、如何利用动物基因工程技术提高动物的生长速率? 2、怎样能在其他营养成分不受影响的情况下,降低乳糖的含
量? 3、目前科学家已在山羊等动物乳腺生物反应器中表达了抗
生物（选修3) 现代生物科技专题
专题一：基因工程
第三节 基因工程的应用
一、植物基因工程硕果累累
主要有转基因作物应用：大豆、玉米、棉花、油菜已 进入大规模商业化应用阶段。
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。
一、植物基因工程硕果累累
1.抗虫转基因植物
• 产物：抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、α-抗胰蛋白酶
二、动物基因工程前景广阔
3、用转基因动物生产药物(乳腺（房）生物反应器)
例1、继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器的 研究也取得了一定进展。最近，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。请回答： （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_。 （2）进行基因转移是，通常要将外源基因转___受__精__卵____中，原因 是 受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达 。 （3）通常采用 DNA分子杂交 技术检测外源基因是否插入了小鼠的 基因组。 （4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的膀胱上皮 细 胞中特异表达。 （5）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠细胞的 ___细__胞__核___转入 去核的__卵 细胞中构成重组细胞，使其发育成与 供体具有相同性状的个体。该技术称为 核移植（或克隆） 。
• 什么是乳腺（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 要的药品，因而称为乳腺生物反应器或乳房生 物反应器。
二、动物基因工程前景广阔
3、用转基因动物生产药物(乳腺（房）生物反应器)
• 乳腺（房）生物反应器原理：科学家将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，通过显微注射等方法。导 入哺乳动物的受精卵中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长 发育成转基因动物，转基因动物进入泌乳期后，提取乳汁中的药 物（基因的选择性表达）
目前用于杀虫的转基因抗虫植物基因 有哪些?
Bt毒蛋白基因、蛋白酶抵制剂基因、 淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。
2.抗病转基因植物
抗病转基因植物所采用的基 因使用最多的是什么?
抗病毒转基因植物所采用的 基因，使用最多的是病毒外壳 蛋白(CP)基因和病毒的复制酶 基因；抗真菌转基因植物中可 使用的基因有几丁质酶基因和 杭毒素合成基因。
豆类中哪种必需氨基酸较少?大米、玉米、 小麦中哪种必需氨基酸较少?举例说明科学 家如何提高氨基酸的含量?
豆类含有蛋氨酸比较少，大米、玉米、 小麦则含赖氨酸比较少。科学家将必需氨 基酸含量多的蛋白质编码基因，导入植物 中，或者改变这些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。
转基因植物与目的基因的关系
一、植物基因工程硕果累累
3.其他抗逆转基因植物
造成低产、减产的常见环境因素有哪些?使烟草抗盐碱和抗干旱、 番茄的耐寒能力提高措施是什么?
盐碱、干旱，低温、涝害等不利的环境条件是建成低产、减 产的常见因素；将调节渗透压基因、鱼的抗冻蛋白质基因导入相 应作物中。
一、植物基因工程硕果累累
4.利用转基因改良植物的品质
凝血酶、血清白蛋白、生长激素和a-抗胰蛋白酶,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
1、提高动物生长速度
原理：由于外源生长激素基因 的表选可以使转基因动物生长 得更快，因此，科学家们将这 类基因导入动物体内，以提高 动物的生长速率。
2、改善畜产品质量 3、用转基因动物生产药物(乳腺（房）生物反应器)
二、动物基因工程前景广阔
4.用转基因的动物作器官移植的供体
例2、器官移植是治疗人类某些疾病的有效治疗方法，如对大 面积烧伤病人采取的皮肤移植，肾衰竭病人的肾移植，冠心病人的 心脏移植等。下面就器官移植的话题，回答相关问题：英国科学家 已经研究用动物的器官作为器官移植的器官来源，科学家发现猪的 内脏器官与人的内脏器官大小、形态均差不多，他们从20世纪80年 代就开始研究。研究的重点是改造猪细胞膜。 （1）猪细胞膜的基本结构和人的细胞膜是相同的，但其上的
• 操作过程大致归纳为：获取目的基因（例如血清白蛋白基因）→ 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（只有在产下的雌性个体中，转入的基 因才能表达）。
• 用动物乳房作为反应器生产的蛋白质比工厂生产优越性体现：产 量高、质量好、成本低、易提取
转基因生物
目的基因
从何来
抗虫棉基因
Bt毒蛋白基因
Байду номын сангаас苏云金芽孢杆菌
抗病毒转基因小麦
病毒外壳基因和病毒复制酶基因
抗立枯丝核菌(真菌)的烟草 几丁质酶基因和抗毒素合成基因
抗盐碱和干旱作物
调节细胞渗透压的基因
耐寒的番茄
抗冻蛋白基因
鱼
抗除草剂的大豆
抗除草剂基因
富含赖氨酸的转基因玉米 富含赖氨酸的蛋白质编码基因
转基因延迟番茄
二、动物基因工程前景广阔
4.用转基因的动物作器官移植的供体
• 人器官移植现状态：人体移植器官短缺。 • 人器官移植思路：把目光移向寻求可替代的移植器官，由于猪的
内脏构造、大小、血管分布与人极为相似，而且猪体内隐藏的， 可导致人类疾病的病毒要远远步于灵长类动物，用猪的器官来解 决人类器官的来源问题。 • 人器官移植存在问题：最大难题是免疫排斥。 • 解决方法：科学家正试图利用基因工程方法对猪的器官进行改造， 采用的方法是将器官供体基因组导人某种调节因子，以抑制抗原 决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结台克隆技术， 培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
控制番茄果实成熟的基因
转基因牵牛花
植物花青素代谢有关的基因
降低乳糖的奶牛
乳糖酶基因
生产胰岛素的工程菌
人胰岛素基因
人
二、动物基因工程前景广阔
阅读P20-21并思考以下问题:
1、如何利用动物基因工程技术提高动物的生长速率? 2、怎样能在其他营养成分不受影响的情况下,降低乳糖的含
量? 3、目前科学家已在山羊等动物乳腺生物反应器中表达了抗
生物（选修3) 现代生物科技专题
专题一：基因工程
第三节 基因工程的应用
一、植物基因工程硕果累累
主要有转基因作物应用：大豆、玉米、棉花、油菜已 进入大规模商业化应用阶段。
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。
一、植物基因工程硕果累累
1.抗虫转基因植物
• 产物：抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、α-抗胰蛋白酶
二、动物基因工程前景广阔
3、用转基因动物生产药物(乳腺（房）生物反应器)
例1、继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器的 研究也取得了一定进展。最近，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。请回答： （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_。 （2）进行基因转移是，通常要将外源基因转___受__精__卵____中，原因 是 受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达 。 （3）通常采用 DNA分子杂交 技术检测外源基因是否插入了小鼠的 基因组。 （4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的膀胱上皮 细 胞中特异表达。 （5）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠细胞的 ___细__胞__核___转入 去核的__卵 细胞中构成重组细胞，使其发育成与 供体具有相同性状的个体。该技术称为 核移植（或克隆） 。
• 什么是乳腺（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 要的药品，因而称为乳腺生物反应器或乳房生 物反应器。
二、动物基因工程前景广阔
3、用转基因动物生产药物(乳腺（房）生物反应器)
• 乳腺（房）生物反应器原理：科学家将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，通过显微注射等方法。导 入哺乳动物的受精卵中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长 发育成转基因动物，转基因动物进入泌乳期后，提取乳汁中的药 物（基因的选择性表达）
目前用于杀虫的转基因抗虫植物基因 有哪些?
Bt毒蛋白基因、蛋白酶抵制剂基因、 淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。
2.抗病转基因植物
抗病转基因植物所采用的基 因使用最多的是什么?
抗病毒转基因植物所采用的 基因，使用最多的是病毒外壳 蛋白(CP)基因和病毒的复制酶 基因；抗真菌转基因植物中可 使用的基因有几丁质酶基因和 杭毒素合成基因。
豆类中哪种必需氨基酸较少?大米、玉米、 小麦中哪种必需氨基酸较少?举例说明科学 家如何提高氨基酸的含量?
豆类含有蛋氨酸比较少，大米、玉米、 小麦则含赖氨酸比较少。科学家将必需氨 基酸含量多的蛋白质编码基因，导入植物 中，或者改变这些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。
转基因植物与目的基因的关系
一、植物基因工程硕果累累
3.其他抗逆转基因植物
造成低产、减产的常见环境因素有哪些?使烟草抗盐碱和抗干旱、 番茄的耐寒能力提高措施是什么?
盐碱、干旱，低温、涝害等不利的环境条件是建成低产、减 产的常见因素；将调节渗透压基因、鱼的抗冻蛋白质基因导入相 应作物中。
一、植物基因工程硕果累累
4.利用转基因改良植物的品质
凝血酶、血清白蛋白、生长激素和a-抗胰蛋白酶,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
1、提高动物生长速度
原理：由于外源生长激素基因 的表选可以使转基因动物生长 得更快，因此，科学家们将这 类基因导入动物体内，以提高 动物的生长速率。
2、改善畜产品质量 3、用转基因动物生产药物(乳腺（房）生物反应器)