3.3基因工程的應(yīng)用課件-高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

第三章

基因工程第二節(jié)

基因工程的應(yīng)用醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域食品工業(yè)方面農(nóng)牧業(yè)方面基因工程的應(yīng)用一、基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用減少化學(xué)殺蟲(chóng)劑使用量（生物防治）增加作物產(chǎn)量增加經(jīng)濟(jì)收益轉(zhuǎn)基因作物的優(yōu)點(diǎn)1.植物方面2.動(dòng)物方面①有些成果正在進(jìn)入實(shí)用化和商業(yè)化開(kāi)發(fā)的階段；②2015年11月，第一種用于食用的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物——轉(zhuǎn)基因大西洋鮭（俗稱(chēng)“三文魚(yú)”）在美國(guó)獲得批準(zhǔn)上市。轉(zhuǎn)基因鮭魚(yú)（后排）和正常鮭魚(yú)（前排）轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)植物農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用轉(zhuǎn)基因抗病植物轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物改良植物的品質(zhì)提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速率改良畜產(chǎn)品的品質(zhì)抗逆性基因工程在農(nóng)牧業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展迅速。已被廣泛用于改良動(dòng)植物品種、提高作物和畜產(chǎn)品產(chǎn)量等方面。閱讀及勾畫(huà)為什么要做怎么做成效如何（優(yōu)點(diǎn)）舉例轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)植物轉(zhuǎn)基因抗病植物轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物改良植物的品質(zhì)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速率改良畜產(chǎn)品的品質(zhì)讓轉(zhuǎn)基因哺乳動(dòng)物批量生產(chǎn)藥物用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為器官移植的供體基因改造微生物或動(dòng)植物的細(xì)胞生產(chǎn)藥物醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用二、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用①干擾素的化學(xué)本質(zhì)是什么?

糖蛋白

②干擾素的作用機(jī)理是怎樣的?

干擾病毒復(fù)制③干擾素用于哪些疾病的治療?病毒感染性疾病、乳腺癌、淋巴癌、多發(fā)骨髓瘤和某些白血病等④傳統(tǒng)生產(chǎn)干擾素的方法是什么?從人血液中的白細(xì)胞內(nèi)提取⑤目前大量生產(chǎn)干擾素的方法是什么?用基因工程方法從大腸桿菌及酵母菌細(xì)胞內(nèi)獲得⑥我國(guó)批準(zhǔn)生產(chǎn)的第一個(gè)基因工程藥物的名稱(chēng)叫什么?用于治療哪些疾病?重組人干擾素a-1b主要用于治療慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等1.獲得乳腺生物反應(yīng)器的步驟？與普通轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的步驟有什么區(qū)別？2.器官移植面臨哪兩大難題？為什么豬的器官可以成為替代的移植器官？3.怎樣應(yīng)用基因工程技術(shù)解決移植時(shí)可能產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)的問(wèn)題？2.讓轉(zhuǎn)基因哺乳動(dòng)物批量生產(chǎn)藥物①實(shí)例：乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器②培育過(guò)程：獲取藥用蛋白基因乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件基因表達(dá)載體顯微注射受精卵泌乳期分泌乳汁轉(zhuǎn)基因動(dòng)物藥物發(fā)育目的基因？啟動(dòng)子？受體細(xì)胞？藥用蛋白基因乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子受精卵思考：1.與普通轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的步驟有什么區(qū)別？2.為什么將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組在一起？3.藥用蛋白基因存在于轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的哪些細(xì)胞中？4.生物反應(yīng)器除了用乳腺，還可以用什么器官？讓藥用蛋白基因只在乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)幾乎所有細(xì)胞膀胱需要在目的基因前加上在乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子。5.膀胱生物反應(yīng)器哪些方面優(yōu)于乳腺生物反應(yīng)器？6.研制膀胱生物反應(yīng)器時(shí)，應(yīng)如何處理目的基因**？7.與發(fā)酵工程生產(chǎn)醫(yī)藥蛋白相比用生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥物的優(yōu)點(diǎn)是什么？將目的基因與膀胱上皮細(xì)胞中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子重組

(1)有完整的蛋白質(zhì)加工系統(tǒng)，生產(chǎn)的蛋白質(zhì)活性高、更穩(wěn)定（2）產(chǎn)物容易提取不局限于性別與生長(zhǎng)期（乳腺生物反應(yīng)器必須是雌性，且泌乳期才會(huì)分泌）3.用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為器官移植的供體①器官移植面臨的兩大難題？②如何解決？③為什么選擇豬作為器官移植供體？

a.豬的內(nèi)臟構(gòu)造、大小、血管分布與人極為相似b.豬體內(nèi)隱藏的、可導(dǎo)致人類(lèi)疾病的病毒遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物器官短缺免疫排斥3.用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為器官移植的供體④對(duì)豬的器官進(jìn)行改造的方法*：①在器官供體的_______中導(dǎo)入某種_________，以_________________②設(shè)法

，然后再結(jié)合______技術(shù)，培育出

的_____________基因組調(diào)節(jié)因子抑制抗原決定基因的表達(dá)除去抗原決定基因克隆不會(huì)引起免疫排斥反應(yīng)轉(zhuǎn)基因克隆豬器官三、基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用1.基因工程菌用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達(dá)的菌類(lèi)。利用基因工程菌，除了可以生產(chǎn)藥物，還能生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、氨基酸和維生素等①概念：②應(yīng)用：常用的基因工程菌有酵母菌、大腸桿菌等選用大腸桿菌的優(yōu)點(diǎn)：①遺傳物質(zhì)少②單細(xì)胞③繁殖快④易培養(yǎng)2.實(shí)例：阿斯巴甜凝乳酶脂酶淀粉酶與原核生物相比，用真核生物生產(chǎn)蛋白質(zhì)有什么優(yōu)勢(shì)？真核生物可通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體對(duì)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工和修飾，從而產(chǎn)生有活性的蛋白質(zhì)。比較項(xiàng)目乳腺（房）生物反應(yīng)器基因工程菌生產(chǎn)藥物含義基因結(jié)構(gòu)產(chǎn)物提取④乳腺生物反應(yīng)器與工程菌生產(chǎn)藥物的區(qū)別（在生產(chǎn)人的藥物蛋白方面）使外源基因在哺乳動(dòng)物的乳腺中特異表達(dá)，利用動(dòng)物的乳腺組織生產(chǎn)藥物蛋白用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達(dá)的菌類(lèi)動(dòng)物基因的結(jié)構(gòu)與人類(lèi)基因的結(jié)構(gòu)基本相同細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)和酵母菌等生物基因的結(jié)構(gòu)與人類(lèi)基因的結(jié)構(gòu)有較大差異從微生物的細(xì)胞或培養(yǎng)液中提取、相對(duì)復(fù)雜從哺乳動(dòng)物的乳汁中提取基因產(chǎn)物受體細(xì)胞

導(dǎo)入方式

生產(chǎn)條件合成的藥物蛋白與天然蛋白質(zhì)完全相同細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)缺乏內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等，合成的蛋白質(zhì)可能不具有生物活性哺乳動(dòng)物的受精卵微生物細(xì)胞

顯微注射法Ca2+處理法（感受態(tài)細(xì)胞法）不需要嚴(yán)格滅菌，溫度等外界條件對(duì)其影響不大需嚴(yán)格滅菌、嚴(yán)格控制工程菌生長(zhǎng)繁殖所需的溫度、pH、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度等外界條件練習(xí)與應(yīng)用二、拓展應(yīng)用1.除草劑的有效成分草甘膦能夠?qū)Ｒ坏匾种艵PSP合酶的活性，從而使植物體內(nèi)多種代謝途徑受到影響而導(dǎo)致植物死亡。草甘膦沒(méi)有選擇性，它在除掉雜草的同時(shí)也會(huì)使作物受損。解決這個(gè)問(wèn)題的方法之一就是培育抗草甘膦的作物。（1）下面是探究“轉(zhuǎn)入外源EPSP合酶基因能否使矮牽?？共莞熟ⅰ钡牧鞒?，請(qǐng)補(bǔ)充完整。①用

等處理含有目的基因的DNA片段和T質(zhì)粒,構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒；②將重組Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌中；限制酶和DNA連接酶

結(jié)果：對(duì)照組植株死亡，轉(zhuǎn)基因植株存活，但也受到了影響。結(jié)論：

。③利用含有重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌侵染

細(xì)胞，再通過(guò)培育得到轉(zhuǎn)基因植株；④用草甘瞬同時(shí)噴酒轉(zhuǎn)基因植株和對(duì)照組植株。轉(zhuǎn)基因矮牽牛對(duì)草甘膦產(chǎn)生了一定的抗性矮牽牛（2）請(qǐng)思考并回答下列問(wèn)題。①在該實(shí)驗(yàn)中，對(duì)照組是怎樣設(shè)計(jì)的？②如果增加轉(zhuǎn)入的外源EPS