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(dòng)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(qǐng)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(jiàn)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(shuō)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(shí)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(gè)基因和一種細(xì)菌的一個(gè)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(dòng)物基因工程前景廣闊 思考題 1 如何利用動(dòng)物基因工程技術(shù)提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速率 2 怎樣能在其他營(yíng)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(dòng)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(zhǎng)激素和a 抗胰蛋白酶 科學(xué)家是怎樣獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的 乳腺 房 生物反應(yīng)器 用動(dòng)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(jiǎn)述乳房生物反應(yīng)器的操作過(guò)程 乳房生物反應(yīng)器的操作過(guò)程與轉(zhuǎn)基因動(dòng)物操作過(guò)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(dòng)子構(gòu)成表達(dá)載體 因?yàn)楫a(chǎn)品在奶中形成 需要乳腺組織中特異表達(dá)的啟動(dòng)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(dòng)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(zhǎng)激素并分泌到尿液中 請(qǐng)回答 1 將人的生長(zhǎng)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(cè)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(shí) 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(zhǎng)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(gè)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(duì)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(wèn)題 英國(guó)科學(xué)家已經(jīng)研究用動(dòng)物的器官作為器官移植的器官來(lái)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(kāi)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(guò)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(duì)豬來(lái)說(shuō) 應(yīng)導(dǎo)入其細(xì)胞最有效 在這項(xiàng)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(gè)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(guò)多代繁殖 使轉(zhuǎn)入的基因穩(wěn)定化 這種西紅柿培育歷時(shí)十年 先是在實(shí)驗(yàn)室生長(zhǎng) 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(dòng)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(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題 1 此圖表示的是采取 方法獲取 基因的過(guò)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(guò)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 將正常基因?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(duì)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(huì)性病死亡 經(jīng)過(guò)研究證實(shí) SCID病人細(xì)胞的一個(gè)常染色體上編碼腺苷酸脫氨酶的基因發(fā)生了突變 1 請(qǐng)你利用所學(xué)知識(shí) 設(shè)想一個(gè)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(lái)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(shí)驗(yàn)室中通過(guò)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(wàn)個(gè)重組的轉(zhuǎn)基因T細(xì)胞注射到SCID患者的個(gè)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(guò)程中必須使用基因探針才能達(dá)到檢測(cè)疾病的目的 這里的基因探針是指 A 用于檢測(cè)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(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全