生物选修三第一章基因工程的应用优秀课件 (2)
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人教版高二选修三生物1.3：基因工程的应用(共43张PPT)
知识回顾：基因诊断
DNA分子杂交是基因诊断最基本的方法之一。 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。
1.生产上培育无籽番茄、青霉素高产菌株、杂 细胞因子（即淋巴因子如白细胞介素—2、干扰素）、抗体、疫苗、激素等
复合型免疫缺陷症
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
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. （四）利用转基因改良植物的品质
植物基因工程硕果累累
大豆、玉米、棉花、 油菜已进入大规模 商业化应用阶段
主要用于： 1.提高农作物抗逆能力 2.改良农作物品质 3.利用植物生产药物
(一)抗虫转基因植物
1.虫害给农作物带来了哪些影响? 传统农业如何防治 害虫? 有哪些不足?（P17）
基因工程药品包括：
细胞因子（即淋巴因子如白细胞介素—2、 干扰素）、抗体、疫苗、激素等
基因工程药品 —— 胰岛素
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%。
转基因延熟番茄的目的基因是什么？ 控制番茄果实成熟的基因
生产上培育无籽番茄、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（ ）
人教版高中选修3生物-1-3 基因工程的应用(共59张PPT)
2288
其它基因工程药物
人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因 工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦， 提高人类的健康水平发挥了重大的作用。
人 造 血 液 及 其 生 产
2299
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。
专题1 基因工程
1.3 基因工程的应用
11
基因工程的应用
植物方面
提高植物的抗虫、抗病、抗逆性 改良植物的品质
动物方面
提高动物生长速度 改善畜产品的品质 用转基因动物生产药物 用转基因动物作器官移植的供体
研制药物 基因治疗
22
一、植物基因工程硕果累累
70%
68%
主要在抗病虫害、 60% 50%
1166
提高生长速度
比较：普通鲤鱼和转生长激素基因鲤鱼 比较：混有激素的饲料饲养鲤鱼
导入生长激素基因的转基因鲤鱼
1177
改良畜产品
1188
用转基因的动物生产药物
药用蛋白基因 导入 受精卵发育成 转基因动物
分泌
乳汁 （含药用蛋白）
乳腺生物反应器
1199
为什么乳腺能成为基因药物最理想的 表达场所呢？
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 450 L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。
3300
3311
3322
3333
基因工程方法生产蛋白质 药物的优势是非常明显的
3344
四、基因治疗曙光初照
基因治疗是根本性的治疗
其它基因工程药物
人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因 工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦， 提高人类的健康水平发挥了重大的作用。
人 造 血 液 及 其 生 产
2299
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。
专题1 基因工程
1.3 基因工程的应用
11
基因工程的应用
植物方面
提高植物的抗虫、抗病、抗逆性 改良植物的品质
动物方面
提高动物生长速度 改善畜产品的品质 用转基因动物生产药物 用转基因动物作器官移植的供体
研制药物 基因治疗
22
一、植物基因工程硕果累累
70%
68%
主要在抗病虫害、 60% 50%
1166
提高生长速度
比较：普通鲤鱼和转生长激素基因鲤鱼 比较：混有激素的饲料饲养鲤鱼
导入生长激素基因的转基因鲤鱼
1177
改良畜产品
1188
用转基因的动物生产药物
药用蛋白基因 导入 受精卵发育成 转基因动物
分泌
乳汁 （含药用蛋白）
乳腺生物反应器
1199
为什么乳腺能成为基因药物最理想的 表达场所呢？
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 450 L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。
3300
3311
3322
3333
基因工程方法生产蛋白质 药物的优势是非常明显的
3344
四、基因治疗曙光初照
基因治疗是根本性的治疗
人教-选修3-专题1-基因工程的应用幻灯片PPT
（3）降低生产成本，减少生产人员和管理人员。
四、基因治疗曙光初照
1、体外基因治疗：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。
2、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。
• 用于基因治疗的基因种类
A.从健康人体上分离得到的功能正常的基因， 用以取代病变基因，或依靠其表达产物。
2、用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的 操作过程是怎样的？
获取目的基因
构建基因表达载体
（例如血清蛋白基因） （在血清白蛋白基因前
显微注射导入哺 乳动物受精卵中
加特异表达的启动子）
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）
思考讨论： 利用微生物生产药物的优越性何在?
人教-选修3-专题1-基因工程的 应用幻灯片PPT
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二、植物基因工程硕果累累
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杀虫活性的基因， 目的基将因其包导括入：作物中，使其具有抗虫性
所谓利用微生物生产蛋白质类药物，是指将人们 需要的某种蛋白质的编码基因，构建成表达载体后导 入微生物，然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药物。 优越性： （1）利用活细胞作为表达系统，表达效率高，无需大 型装置和大面积厂房就可以生产出大量药品。 （2）可以解决传统制药中原料来源的不足。（如，生 长素是治疗侏儒症患者的药物，治疗一名侏儒症患者 每年需要从80具尸体的脑下垂体中提取生长素。利用 基因工程菌发酵生产就不需要从动物或人体上获取原 料。 ）
四、基因治疗曙光初照
1、体外基因治疗：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。
2、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。
• 用于基因治疗的基因种类
A.从健康人体上分离得到的功能正常的基因， 用以取代病变基因，或依靠其表达产物。
2、用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的 操作过程是怎样的？
获取目的基因
构建基因表达载体
（例如血清蛋白基因） （在血清白蛋白基因前
显微注射导入哺 乳动物受精卵中
加特异表达的启动子）
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）
思考讨论： 利用微生物生产药物的优越性何在?
人教-选修3-专题1-基因工程的 应用幻灯片PPT
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二、植物基因工程硕果累累
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杀虫活性的基因， 目的基将因其包导括入：作物中，使其具有抗虫性
所谓利用微生物生产蛋白质类药物，是指将人们 需要的某种蛋白质的编码基因，构建成表达载体后导 入微生物，然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药物。 优越性： （1）利用活细胞作为表达系统，表达效率高，无需大 型装置和大面积厂房就可以生产出大量药品。 （2）可以解决传统制药中原料来源的不足。（如，生 长素是治疗侏儒症患者的药物，治疗一名侏儒症患者 每年需要从80具尸体的脑下垂体中提取生长素。利用 基因工程菌发酵生产就不需要从动物或人体上获取原 料。 ）
人教版高中生物选修三1.3 基因工程的应用(共73张PPT)
（四）用转基因动物作器官移植的供体
利用基因工程对猪的器官进行改造
方法：将器官供体基因组导入某种调节因子， 以抑制 抗原决定基因 的表达或设法除 去 抗原决定基因 ，再结合克隆技术， 培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆 猪器官
及时检测 1、器官供体抵制或除去 抗原决定基因。
2、成果(预期)：结合克隆技术培育没 有 免疫排斥反应 的猪器官。
基因工程药品 —— 干扰素
干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生 的一种糖蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引 起的感染，是一种抗病毒的特效药。此外干扰 素对治疗癌症和某些白血病也有一定疗效。传 统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内 提取，每300L血液只能提取出1mg干扰素。1980 －1982年，科学家用基因工程方法在大肠杆菌 及酵母菌细胞内获得了干扰素，是传统的生产 量的12万倍。1987年上述干扰素大量投放市场。
——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)：
（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。
（二）抗病转基因植物
1.什么是病原微生物？植物的病原 微生物有哪些种类？
引起生物生病的微生物，主要有病 毒、真菌和细菌等
2、方法：将 抗病基因 导入植物中， 使其具有抗病特性。
3、抗病基因种类。 ①抗病毒基因：病毒 外壳蛋白 基 因和病毒的复制酶基因。 ②抗真菌基因：几丁质酶 基因和 抗毒素合成基因。
植物基因工程技术主要用于哪些方面?
生物：基因工程及其应用(极品课件)2
当人类拥有了只有大自然才拥有的改造生 创造生物的能力时,我们是否感到很坦然呢? 物,创造生物的能力时,我们是否感到很坦然呢?
转基因食品
安全吗?! 安全吗
目前,大多数专家认为, 目前,大多数专家认为,已经投入 商品化生产的转基因番茄, 商品化生产的转基因番茄,玉米等 农产品都是安全的. 农产品都是安全的.迄今为止尚无 食用转基因生物产品引起任何严重 问题的科学报道. 问题的科学报道.
基因工程在畜牧养殖业上的应用 繁殖具有抗病能力 抗病能力, 1,繁殖具有抗病能力, 高产仔率, 高产仔率,高产奶率和 高质量的皮毛等优良品 高质量的皮毛等优良品 转基因动物. 质的转基因动物 质的转基因动物.
超级羊
将人的生长激素基因和牛的生长激素 基因分别注射到小白鼠受精卵中, 基因分别注射到小白鼠受精卵中,得到 的"小超级鼠".
胰岛素——治疗糖尿病的特效药 胰岛素——治疗糖尿病的特效药. 治疗糖尿病的特效药. 干扰素——抗病毒的特效药 干扰素——抗病毒的特效药. 抗病毒的特效药.
基因工程药品
白细胞介素,溶血栓剂, 白细胞介素,溶血栓剂,凝 血因子, 血因子,人造血液代用品
人造血液及其生产 人造血液及其生产
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物 疫苗: 疫苗: 乙肝,狂犬病,百日 乙肝,狂犬病, 霍乱,伤寒, 咳,霍乱,伤寒,疟 疾
标记 基因
二,基因工程的应用
基因工程在农业上的应用: 基因工程在农业上的应用: 1)高产,稳产和具优良品质的品种 高产,稳产和具优良品质的品种 和具优良品质
用基因工程的方法可以改 善粮食作物的蛋白质含量. 善粮食作物的蛋白质含量. 向日葵豆"植株. 如"向日葵豆"植株.
高中生物选修三课件 第一章 基因工程第2节 基因工程的应用2
生物武器的危害 性
科学技术是一把“双 刃剑”，生物科学技 术也不例外。
法
道德
律
规范
(3)污染面积大，危害时间长；可以对军队和 平民造成大规模杀伤后果；
(4)传播途径多； (5)生物武器造价低，技术难度不大。 (6)受自然条件影响大。生物武器主要指病原
生物武器的危害 3．基因工程与新性型生物武器的关
（系1。）利用转基因技术，在一些不致 病的微生物体内插入致病基因，或 在一些致病的细菌或病毒中插入能 对抗普通疫苗或药物的基因，就会 培育出新的致病微生物或新的抗药 性增强的微生物，这些微生物可能 被制造成容易储存、便于携带、毒 性更强的生物武器。 （2）人类基因组计划的完成也为生 物武器的研制创造了条件。利用转
【例1】英国前首相布莱尔发表了一篇 文章，文中说：“毫无疑问，转基因作 物对人类健康和环境有可能带来危害， 保护公众和环境的安全，现在是，将来 也是政府的首要任务。但与此同时，这 种新的科技成果将给人类带来更B多的利 益，这也是毋庸置疑的。”
就以上材料你认为下列说法不正确的是
() A．转基因技术应用的基本原理是基
(3)在战争中，为预防敌方使用生物武器， 你使认参为战参人战员部体队内采产取生的相最应有的效抗措体施和是 _当_记_病_忆_原_细_体_胞。侵，请入简时述，这会一迅措速施产的生原强理烈：
_的__免__疫__反__应_________________________
__________________________________
转基因生物的安全性 问题
转基因生物的安全 1．为什么性有问人题认为转基因生物存
在安（全1）性目问前题对基呢因？的结构、调控机制及
基因间的相互作用了解有限。
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
人教版高中生物选修三 基因工程 (共50张PPT)
2020/7/11
21
EcoRI 剪切目的基因
CTTCATG GAAGTACTTAA
AATTCCCTAA GGGATT
黏性末端
目的基因 AATTCCGTAG
GGCATCTTAA
2020/7/11
22
小结：每种限制酶只能识别双链 DNA分子的某种________________； 并使每一条链中特定部位的两个核 苷酸之间的____________断开，
第2节
基因工程及 其应用
2020/7/11
6
基因工程
即 （ 基因拼接技术或D）NA重组技术
通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种
基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细 胞里，
地改造生物的
。
定向
遗传性状
2020/7/11
7
【例1】科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴 的生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的
19
EcoRI 剪切目的基因
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAA GGGATT
2020/7/11
20
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAA GGGATT
作用于： 磷酸二酯键
• Content
第2节 基因工程及其应用
1
“嫁接”了人胰岛素基因的大肠杆菌
2020/7/11
2
1982年第一例转基因动物问世。科学家将大鼠的生 长激素基因导入小鼠体内，使小鼠体重为正常个体 的二倍，被称为"超级小鼠"。
2020/7/11
高中生物课件：选修三 1.3基因工程的应用优质课 (共30张PPT)
【典例】抗病毒转基因植物成功表达后,以下说法
正确的是( B )
A.抗病毒转基因植物可以抵抗所有病毒 B.抗病毒转基因植物对病毒的抗性具有局限性或 特异性 C.抗病毒转基因植物可以抗害虫 D.抗病毒转基因植物可以稳定遗传,不会变异
【典例】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 显微注射技术。 （2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入_受__精__卵__ 中，原因是_具_全__能__性_，可__使__外源基因在相应的组织。细胞中表达 （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）膀胱生物发生器比乳腺生物反应器有什么优点？
3.用转基因动物生产药物
（1）乳房（乳腺）生物反应器：
转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳
汁来生产所需药品
。
（2）具体做法：
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 方法，导入哺乳动物的
受精卵 中，将其送入母体，使其发育成转基因动物
（3）优点：①产量高②质量好③成本低④易提取 。
表达载体时要在目的基因序列前加上乳腺组织中特异表
达的启动子： 乳腺蛋白基因的启动子
。
5若是膀胱生物反应器，为何更容易得到目的基因的产物
的原因是 不受性别和发育时期的限制
。
4.用转基因动物做器官移植的供体
（1）供体动物： 猪 。
（2）存在难题：存在 免疫排斥 反应。 （3）解决办法：将供体基因组导入某种基因调节因子，
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。
新版人教版高中生物选修三专题一 基因工程的应用 (共23张PPT)学习演示PPT课件
外源基因导入靶细胞，以纠正缺陷基因， 目前都处于初期的临床试验阶段
19
练一练
B 1、抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是
A．抗病毒转基因植物，可以抵抗所有病毒 B．抗病毒转基因植物，对病毒的抗性具有局限性或特异性 C．抗病毒转基因植物可以抗害虫 D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异
D 2．下列各项不属于基因工程在实际中的应用的是
疗的目的 3、用转基因动物生产药物
治疗方法：先将患者的淋巴细胞取出，体外培养，然后将正常的腺苷酸脱氨酶基因转入人工培养的淋巴细胞中，使淋巴细胞能够产生 腺苷酸脱氨酶，再将这种细胞注射到患者的体内，经过多次注射，患者的免疫功能趋于正常。
将基富因含 工赖程C氨操、酸作的程运蛋序白的用质四编个人码步基骤工因：导诱入玉变米，的提高方玉米法赖氨，酸含量使。 有基因缺陷的细胞发生基因突
D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异 如：导入肠乳糖酶基因的转基因奶牛
也称为DNA诊断或基因探针技术，是用放 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
D．将C4植物细胞内的叶绿体移入C3植物细胞内 D．将C4植物细胞内的叶绿体移入C3植物细胞内
射性同位素(如 P) 、荧光分子等标记的DNA分 32 4、利用转基因改良农作物品质
（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。
提高作物抗旱和抗盐碱能力； C治、疗合方成法球：蛋先白将的患D者N的A 淋巴细胞取出，体外培养，然后将正常的腺苷酸脱氨酶基因转入人工培养的淋巴细胞中，使淋巴细胞能够产生
选修3 专题1 1[1].3 基因工程的应用2_PPT幻灯片
![选修3 专题1 1[1].3 基因工程的应用2_PPT幻灯片](https://img.taocdn.com/s1/m/8e829e9b767f5acfa0c7cd6f.png)
形成氨基酸序列的多肽
链
形成具有高级结构的蛋白质
行使生物功能
基因工程
蛋白质工程
遵循中心法则，
区
途 径
从DNA→mRNA→多肽 链→折叠发挥功能
与之相反
别结 果
基本上是生产 出自然界已有 的蛋白质
可以创造自然界 不存在的蛋白质
联系 以基因工程为基础，是延伸出来的 第二代基因工程
二、动物基因工程前景广阔
1.用于提高动物生长速度
• 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，价格十分昂贵。
• 可利用什么方法来解决上述问题？ 利用基因工程方法制造“工程菌”，可
基因工程产生的蛋白质是否完全 符合人类生产和生活的需要？
一、蛋白质工程崛起的缘由
基因工程在原则上只能生产自然界已存在 的蛋白质，生物产生的天然蛋白质是在长 期进化过程中产生的，它的结构和性能不 能完全满足人类生产生活的需要。
例如：
干扰素（半胱氨酸） 改造
体外很难保存
干扰素（丝氨酸）
体外可以保存半年
二、蛋白质工程的基本原理
1、目标：根据人们对 蛋白质 功能的特定需求，
对蛋白质的
结进构行分子设计。
2、原理：改造基因（基因 修饰 或基因合成 ） 。
蛋白质工程的流程
DNA合成
分子设计
基因
氨基酸序列
蛋白质
DNA
mRNA 多肽链
转录 翻译
三维结构 折叠
预期功能 生物功能
天然蛋白质的合成途径：
基因
表达（转录和翻译）
高中生物人教选修三基因工程的应用优选PPT课件
四、基因治疗曙光初照
1.基因治疗是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。可分为体外基因治疗和体内基因治疗 两种。
2.无论哪一种基因治疗,目前都处于初期的临床试验阶段。
预习交流
1.患者通过基因治疗后,其后代还患遗传病吗?为什么? 提示:其后代很可能还患有这种遗传病。对患者进行相关细胞的基 因替换,但这种局部细胞的基因替换,并没有改变其他部位细胞的基因, 如精原细胞。其后代很可能还会患遗传病。 2.基因治疗现在应用于临床治疗了吗? 提示:基因治疗的很多技术还不成熟,目前只是处于临床试验阶段。
高中生物人教选B修.抗三课病件基毒因工转程基的应因用 植物对病毒的抗性具有局限性或特异性
高中生物人教选修三课件基因工程的应用
高高中中生 生物物人人教教选选C修修.抗三三课课病件件基基毒因因工工转程程基的的应应因用用 植物可以抵抗害虫
高高中中生 生物物人人教教选选D修修.抗三三课课病件件基基毒因因工工转程程的的基应应因用用 植物可以稳定遗传,不会变异
高高中中生 生物物人人教教选选解修修三三析课课:件件抗基基因因病工工毒程程的的转应应用用基因植物只可以抵抗某些病毒,不是能抵抗所有病
高高中中生 生毒物物人人,不教教选选可修修三三以课课件件抗基基因因虫工工。程程的的抗应应用用病毒基因和植物体的其他基因一样存在基因突变的
高中生物人教选修三课件基因工程的应用
二、动物基因工程前景广阔
1.动物基因工程在动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等
很多方面显示了广阔的应用前景。
高高中中生 生物物人人教教选选2修修.用三三课课于件件基基提因因高工工程程动的的应应物用用 生长速度:将外源的生长激素基因导入动物体内成 高高中中生 生功物物人人表教教选选达修修三三,可课课件件以基基提因因工工高程程的的动应应用用物的生长速率。 高高中中生 生物物人人教教选选3修修.用三三课课于件件基基改因因善工工程程畜的的应应产用用 品的品质:科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组, 高高中中生 生获物物人人得教教选选的修修三三转课课基件件基基因因因工工牛程程的的分应应泌用用 的乳汁中,乳糖的含量大大降低,而其他营养成分
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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 450 L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。
• 基因工程药物 —— 乙型肝炎疫苗
其它基因工程药物
人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实 现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健 康水平发挥了重大的作用。
ADA缺乏症：一种严重的免疫缺陷症,腺苷脱氨酶的缺乏
可使T淋巴细胞因代谢产物的累积而死亡,从而导致严重的联合性 免疫缺陷症(SCID)。通常导致婴儿出生几个月后死亡。三、ຫໍສະໝຸດ 因工程与生态环境保护产菌株
单倍体
染色体 秋水仙素处理单倍体 倍减 使其染色体加倍
小麦新品 种
多倍体
染色体 秋水仙素处理使染色 倍增 体加倍
无籽西瓜
优点
组合优良性状
提高变异频率， 出现新性状
缩短育种进程， 得到纯合体 器官大，营养 成分含量高
一、基因工程与遗传育种
杂交育种
1、传统的遗传育种方法有哪些？诱变育种 单倍体育种
• 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。
• 可利用什么方法来解决上述问题？ 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。
• 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%!
• 基因工程药物 —— 干扰素
干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖 蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感 染，是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对 治疗某些癌症和白血病也有一定疗效。
传统的干扰素生产方法是从人血液中的 白细胞内提取，每300L血液只能提取出1mg 干扰素。1980~1982年，科学家用基因工程 方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰 素，是传统的生产量的12万倍。1987年上述 干扰素大量投放市场。
我国第一个基因重组新药------α-干扰素（安达 芬），安达芬具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节 人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多 种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的 首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。
• 基因工程药物 —— 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。
学科网
4. 某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫 苗，开展了前期研究工作。其简要的操作 流程如下：
则下列有关叙述错误的是（ C ）
A．步骤①所代表的过程是逆转录 B．步骤②需使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶 C．步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，以增加大肠 杆菌细胞膜的通透性 D．检验S蛋白的免疫反应特性，可用S蛋白与SARS 康复病人的血清进行抗原－抗体特异性反应试验
多倍体育种
优点：
时间长、 缺点：
远缘亲本难以杂交（优良性状的重组 只能限制于同种生物之间）
“超级植物”
《浙科版》配图 《人教版》配图
2
、
转
学科网
基
因
植
物
：
解决了植物传统育种所需时间长，而且远缘亲本难 以杂交的缺陷。应用表现在获得高产，优质农作物和培 养各种抗性的作物新品种
学科网
转基因抗虫棉花
基因操作的 基本步骤
剪切
拼接
学科网
导入
筛选
表达
第三节 基因工程的应用
一、基因工程与遗传育种 二、基因工程与疾病治疗 三、基因工程与生态环境保护
1.传统育种方式比较
方法 原理
原因
实例
杂交
基因 非同源染色体上的非 抗倒伏抗 重组 等位基因自由组合 锈病小麦
诱变
基因 人工使DNA复制过程 青霉素高
突变 发生差错
乳汁中含有人生 长激素的转基因牛。 (阿根廷)
改善畜产品的品质
导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠
转基因的动物作器官移植的供体
导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
二、基因工程与疾病治疗
1、基因工程生产药物
2、基因治疗
二、基因工程与疾病治疗
在传统的药品生产中，某些药品如胰岛 素、干扰素、生长激素等是直接从生物体的 组织、细胞或血液中提取得到的。
人 造 血 液 及 其 生 产
2、基因治疗
（1）概念：向目标细胞引入正常功能的基因， 以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。
（2）实例：
1990年，美国 重度免疫缺陷症的临床基因治疗
1990年9月14日，安德森对一例患腺甘脱氨酶缺乏症（ADA缺 乏症）的4岁女孩进行基因治疗。这个4岁女孩由于遗传基因有缺 陷，自身不能生产ADA，先天性免疫功能不全，只能生活在无菌的 隔离帐里。他们将这个女孩的白血球进行基因改造，使有缺陷的 基因被健康的基因替代，然后把含正常白血球的血液输入她左臂 的一条静脉血管中。在以后的10个月内她又接受了7次这样的治疗， 同时也接受酶治疗。后来，她的免疫功能日趋健全，能够走出隔 离帐，过上了正常人的生活，并进入普通小学上学。
生物选修三第一章基因工程的 应用
3.下列关于基因工程的叙述，错误的是（ D）
A. 目的基因的受体细胞均可来自动、植物或微生物
B. 限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工
具酶
C. 人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无
生物活性
D. 载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞
和促进目的基因的表达
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。
• 什么叫显微注射技术？
用口径为1μm 的DNA注射器，将 大量的目的基因片 段注入到受精卵的 核内，然后把经过 注射的受精卵移植 到另一只雌性动物 的子宫内，使受精 卵发育为转基因动 物。
学科网
生长快、肉质好 的转基因鱼 (中国)
转入苏云金杆菌 的一个抗虫基因， 是中国目前最主要 的转基因作物
抗虫棉
普通棉
科学家从苏云金芽孢杆菌中提取出 毒蛋白基因，并成功的导入棉细胞内使 之合成毒蛋白。
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
转鱼抗寒基 因的番茄
不会引起过敏的转基因大 豆
3、转基因动物：
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指转入外源基因 的动物，解决了传统 的杂交育种方法费时 费力的缺陷。
• 基因工程药物 —— 乙型肝炎疫苗
其它基因工程药物
人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实 现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健 康水平发挥了重大的作用。
ADA缺乏症：一种严重的免疫缺陷症,腺苷脱氨酶的缺乏
可使T淋巴细胞因代谢产物的累积而死亡,从而导致严重的联合性 免疫缺陷症(SCID)。通常导致婴儿出生几个月后死亡。三、ຫໍສະໝຸດ 因工程与生态环境保护产菌株
单倍体
染色体 秋水仙素处理单倍体 倍减 使其染色体加倍
小麦新品 种
多倍体
染色体 秋水仙素处理使染色 倍增 体加倍
无籽西瓜
优点
组合优良性状
提高变异频率， 出现新性状
缩短育种进程， 得到纯合体 器官大，营养 成分含量高
一、基因工程与遗传育种
杂交育种
1、传统的遗传育种方法有哪些？诱变育种 单倍体育种
• 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。
• 可利用什么方法来解决上述问题？ 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。
• 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%!
• 基因工程药物 —— 干扰素
干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖 蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感 染，是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对 治疗某些癌症和白血病也有一定疗效。
传统的干扰素生产方法是从人血液中的 白细胞内提取，每300L血液只能提取出1mg 干扰素。1980~1982年，科学家用基因工程 方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰 素，是传统的生产量的12万倍。1987年上述 干扰素大量投放市场。
我国第一个基因重组新药------α-干扰素（安达 芬），安达芬具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节 人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多 种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的 首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。
• 基因工程药物 —— 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。
学科网
4. 某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫 苗，开展了前期研究工作。其简要的操作 流程如下：
则下列有关叙述错误的是（ C ）
A．步骤①所代表的过程是逆转录 B．步骤②需使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶 C．步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，以增加大肠 杆菌细胞膜的通透性 D．检验S蛋白的免疫反应特性，可用S蛋白与SARS 康复病人的血清进行抗原－抗体特异性反应试验
多倍体育种
优点：
时间长、 缺点：
远缘亲本难以杂交（优良性状的重组 只能限制于同种生物之间）
“超级植物”
《浙科版》配图 《人教版》配图
2
、
转
学科网
基
因
植
物
：
解决了植物传统育种所需时间长，而且远缘亲本难 以杂交的缺陷。应用表现在获得高产，优质农作物和培 养各种抗性的作物新品种
学科网
转基因抗虫棉花
基因操作的 基本步骤
剪切
拼接
学科网
导入
筛选
表达
第三节 基因工程的应用
一、基因工程与遗传育种 二、基因工程与疾病治疗 三、基因工程与生态环境保护
1.传统育种方式比较
方法 原理
原因
实例
杂交
基因 非同源染色体上的非 抗倒伏抗 重组 等位基因自由组合 锈病小麦
诱变
基因 人工使DNA复制过程 青霉素高
突变 发生差错
乳汁中含有人生 长激素的转基因牛。 (阿根廷)
改善畜产品的品质
导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠
转基因的动物作器官移植的供体
导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
二、基因工程与疾病治疗
1、基因工程生产药物
2、基因治疗
二、基因工程与疾病治疗
在传统的药品生产中，某些药品如胰岛 素、干扰素、生长激素等是直接从生物体的 组织、细胞或血液中提取得到的。
人 造 血 液 及 其 生 产
2、基因治疗
（1）概念：向目标细胞引入正常功能的基因， 以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。
（2）实例：
1990年，美国 重度免疫缺陷症的临床基因治疗
1990年9月14日，安德森对一例患腺甘脱氨酶缺乏症（ADA缺 乏症）的4岁女孩进行基因治疗。这个4岁女孩由于遗传基因有缺 陷，自身不能生产ADA，先天性免疫功能不全，只能生活在无菌的 隔离帐里。他们将这个女孩的白血球进行基因改造，使有缺陷的 基因被健康的基因替代，然后把含正常白血球的血液输入她左臂 的一条静脉血管中。在以后的10个月内她又接受了7次这样的治疗， 同时也接受酶治疗。后来，她的免疫功能日趋健全，能够走出隔 离帐，过上了正常人的生活，并进入普通小学上学。
生物选修三第一章基因工程的 应用
3.下列关于基因工程的叙述，错误的是（ D）
A. 目的基因的受体细胞均可来自动、植物或微生物
B. 限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工
具酶
C. 人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无
生物活性
D. 载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞
和促进目的基因的表达
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。
• 什么叫显微注射技术？
用口径为1μm 的DNA注射器，将 大量的目的基因片 段注入到受精卵的 核内，然后把经过 注射的受精卵移植 到另一只雌性动物 的子宫内，使受精 卵发育为转基因动 物。
学科网
生长快、肉质好 的转基因鱼 (中国)
转入苏云金杆菌 的一个抗虫基因， 是中国目前最主要 的转基因作物
抗虫棉
普通棉
科学家从苏云金芽孢杆菌中提取出 毒蛋白基因，并成功的导入棉细胞内使 之合成毒蛋白。
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
转鱼抗寒基 因的番茄
不会引起过敏的转基因大 豆
3、转基因动物：
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指转入外源基因 的动物，解决了传统 的杂交育种方法费时 费力的缺陷。