高中生物《基因工程的應(yīng)用》課件六（22張PPT）（人教版選修3）

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歡迎進(jìn)入生物課堂 1 3基因工程的應(yīng)用 1 3基因工程的應(yīng)用 1 植物基因工程碩果累累2 動物基因工程前景廣闊3 基因工程藥物異軍突起4 基因治療曙光初照 植物基因工程碩果累累 大豆 玉米 棉花 油菜已進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段 主要用于 提高農(nóng)作物抗逆能力 改良農(nóng)作物品質(zhì) 利用植物生產(chǎn)藥物 請同學(xué)們閱讀P17 19思考以下幾題 1 目前用于殺蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲植物基因有哪些 2 抗病轉(zhuǎn)基因植物所采用的基因 使用最多的是什么 3 造成低產(chǎn) 減產(chǎn)的常見環(huán)境因素有哪些 使煙草 番茄的耐寒能力提高措施是什么 4 豆類中哪種必需氨基酸較少 大米 玉米 小麥中哪種必需氨基酸較少 舉例說明科學(xué)家如何提高氨基酸的含量 5 閱讀相關(guān)內(nèi)容后完成下表 轉(zhuǎn)基因生物與目的基因的關(guān)系 Bt毒蛋白基因 蘇云金芽孢桿菌 病毒外殼基因和病毒復(fù)制酶基因 幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因 調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因 抗凍蛋白基因 魚 抗除草劑基因 富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因 控制番茄果實成熟的基因 植物花青素代謝有關(guān)的基因 乳糖酶基因 人胰島素基因 人 改良植物的品質(zhì) 金米的故事 將水仙花的兩個基因和一種細(xì)菌的一個基因一起植入一種名為T309的水稻中 獲得一種水稻新品種 這樣獲得的新水稻富含鐵元素 鋅元素和可轉(zhuǎn)化為維生素A的胡蘿卜素 能防止貧血和維生素A缺乏癥 大米又呈金黃色 動物基因工程前景廣闊 思考題 1 如何利用動物基因工程技術(shù)提高動物的生長速率 2 怎樣能在其他營養(yǎng)成分不受影響的情況下 降低乳糖的含量 3 目前科學(xué)家已在山羊等動物乳腺生物反應(yīng)器中表達(dá)了抗凝血酶 血清白蛋白 生長激素和a 抗胰蛋白酶 科學(xué)家是怎樣獲得轉(zhuǎn)基因動物的 乳腺 房 生物反應(yīng)器 用動物乳房作為反應(yīng)器生產(chǎn)的蛋白質(zhì)比工廠生產(chǎn)有何優(yōu)越性 簡述乳房生物反應(yīng)器的操作過程 乳房生物反應(yīng)器的操作過程與轉(zhuǎn)基因動物操作過程有何不同之處 并闡述原因 要在編碼蛋白質(zhì)的基因序列前加上乳腺組織中特異表達(dá)的啟動子構(gòu)成表達(dá)載體 因為產(chǎn)品在奶中形成 需要乳腺組織中特異表達(dá)的啟動子 基因的選擇性表達(dá) 產(chǎn)量高 質(zhì)量好 成本低 易提取 例1 繼哺乳動物乳腺發(fā)生器研發(fā)成功后 膀胱生物發(fā)生器的研究也取得了一定進(jìn)展 最近 科學(xué)家培養(yǎng)出一種轉(zhuǎn)基因小鼠 其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中 請回答 1 將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細(xì)胞 常用方法是 2 進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移是 通常要將外源基因轉(zhuǎn) 中 原因是 3 通常采用技術(shù)檢測外源基因是否插入了小鼠的基因組 4 在研制膀胱生物反應(yīng)器時 應(yīng)使外源基因在小鼠的細(xì)胞中特異表達(dá) 5 為使外源基因在后代長期保持 可將轉(zhuǎn)基因小鼠細(xì)胞的轉(zhuǎn)入細(xì)胞中構(gòu)成重組細(xì)胞 使其發(fā)育成與供體具有相同性狀的個體 該技術(shù)稱為 顯微注射 受精卵 受精卵具有全能性 可使外源基因在相應(yīng)組織細(xì)胞表達(dá) DNA分子雜交 膀胱上皮 細(xì)胞核 去核的卵 核移植 或克隆 例2 器官移植是治療人類某些疾病的有效治療方法 如對大面積燒傷病人采取的皮膚移植 腎衰竭病人的腎移植 冠心病人的心臟移植等 下面就器官移植的話題 回答相關(guān)問題 英國科學(xué)家已經(jīng)研究用動物的器官作為器官移植的器官來源 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)豬的內(nèi)臟器官與人的內(nèi)臟器官大小 形態(tài)均差不多 他們從20世紀(jì)80年代就開始研究 研究的重點(diǎn)是改造豬細(xì)胞膜 1 豬細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)和人的細(xì)胞膜是相同的 但其上的和人細(xì)胞膜有很多是不同的 2 改造豬細(xì)胞膜主要是通過技術(shù)進(jìn)行 具體操作步驟 糖蛋白 基因工程 第一步 獲得控制目的基因 人體細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)合成的基因 所用的方法有 第二步 將目的基因與結(jié)合 第三步 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 對豬來說 應(yīng)導(dǎo)入其細(xì)胞最有效 在這項技術(shù)中 必須使用的兩種工具酶是和 鳥槍法 反轉(zhuǎn)錄法 化學(xué)合成法 運(yùn)載體 受精卵 限制酶 DNA連接酶 基因工程藥物異軍突起 轉(zhuǎn)基因抗乙肝西紅柿 雖然不能治愈乙肝 但一年只吃幾個抗乙肝西紅柿 就完全能代替注射乙肝疫苗 抗乙肝西紅柿屬于轉(zhuǎn)基因食品 就是將乙肝疫苗植入西紅柿內(nèi) 經(jīng)過多代繁殖 使轉(zhuǎn)入的基因穩(wěn)定化 這種西紅柿培育歷時十年 先是在實驗室生長 等各種安全因素達(dá)標(biāo)后 才移至戶外 進(jìn)行封閉種植 例3 1997年 科學(xué)家將動物體內(nèi)的能夠合成胰島素的基因與大腸桿菌的DNA分子重組 并且在大腸桿菌中表達(dá)成功 如右圖 請據(jù)圖回答問題 1 此圖表示的是采取 方法獲取 基因的過程 人工合成基因 胰島素 目的 2 圖中 DNA是以 為模板 形成單鏈DNA 在酶的作用下合成雙鏈DNA 從而獲得了所需要的 3 圖中 代表的是 酶 在它的作用下將質(zhì)粒切出 末端 4 圖中 代表重組DNA 含 基因 5 圖中 表示的過程是 胰島素mRNA 逆轉(zhuǎn)錄 胰島素 目的 基因 限制性核酸內(nèi)切酶 黏性 胰島素基因 重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞 基因治療的概念 將正?；?qū)氩∪梭w內(nèi) 使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功效 從而達(dá)到治療疾病的目的免疫系統(tǒng)發(fā)揮正常作用的必須物質(zhì)腺苷酸脫氨酶腺苷酸脫氨酶基因 基因治療曙光初照 體外基因治療 從病人體內(nèi)獲取某種細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng) 然后 在體外完成基因轉(zhuǎn)移 再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)大培養(yǎng) 最后重新輸入患者體內(nèi) 體內(nèi)基因治療 用基因工程的方法 直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治療方法 例4 基因治療是指 A 把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中 達(dá)到治療目的B 對有缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù) 從而使其恢復(fù)正常 達(dá)到治療的目的C 運(yùn)用人工誘變的方法 使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因突變 從而恢復(fù)正常D 運(yùn)用基因工程技術(shù) 把有缺陷的基因切除 達(dá)到治療疾病的目的 A 例5 患者缺乏正常的人體免疫功能 只要稍被細(xì)菌或病毒感染 就會性病死亡 經(jīng)過研究證實 SCID病人細(xì)胞的一個常染色體上編碼腺苷酸脫氨酶的基因發(fā)生了突變 1 請你利用所學(xué)知識 設(shè)想一個治療SCID病的方案 第一步 發(fā)現(xiàn)人體正常ada基因克隆后用來替換反轉(zhuǎn)錄病毒的原有基因 構(gòu)建重組載體 第二步 從SCID病人體內(nèi)分離出免疫系統(tǒng)有缺陷的T淋巴細(xì)胞第三步 第四步 2 還有哪些遺傳病可用基因治療的方案進(jìn)行治療 試舉例 將這些T淋巴細(xì)胞與攜帶了正常ada基因的反轉(zhuǎn)錄酶病毒混合在一起 讓病毒感染T淋巴細(xì)胞 使正常的ada基因擴(kuò)增并插入到T細(xì)胞的基因中 在實驗室中通過細(xì)胞培養(yǎng)并確認(rèn)轉(zhuǎn)入的基因成功表達(dá)后 用注射器將成千上萬個重組的轉(zhuǎn)基因T細(xì)胞注射到SCID患者的個體組織中 血友病 鐮刀型細(xì)胞貧血癥 例6 應(yīng)用基因工程技術(shù)診斷疾病的過程中必須使用基因探針才能達(dá)到檢測疾病的目的 這里的基因探針是指 A 用于檢測疾病的醫(yī)療器械B 用放射性同位素或螢光分子等標(biāo)記的DNA分子C 合成球蛋白的DNAD 合成苯丙羥化酶的DNA片段 B 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全