苏教版基因工程应用 PPT课件

课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
课 时 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
SJ ·生物 选修3 现代生物科技专题
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
课 时 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课
时
作
演示结束
业
SJ ·生物 选修3 现代生物科技专题
课
课
时
堂
教
互
法
动
分
探
析
究
课标解读
重点难点
1.举例说出基因工程的应用。
1.基因工程的应用。
教 学
2.关注转基因生物的安全性问题，理 (重点)
当 堂
方 性看待转基因技术。
案 设
3.举例说出生物武器的危害。
SJ ·生物 选修3 现代生物科技专题
课
课
时
堂
教 法
第二节 基因工程的应用
互 动
分
探
析
教师用书独具演示
究
教
当
学 方
●课标要求
堂 双
案
基
设 计
1．关注转基因生物的安全性问题。
达 标
2．举例说出生物武器对人类的威胁。
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
SJ ·生物 选修3 现代生物科技专题
课 ●课标解读

C．运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细
胞发生基因突变，从而恢复正常
D．运用基因工程技术，把有缺陷的基因切 除，达到治疗疾病的目的
【思路点拨】
本题考查基因治疗的有关知
识，解答本题注意突破以下几点：
①正确理解基因治疗的原理。
②注意基因治疗和基因诊断的区别。基因诊
断是在 DNA 水平上分析检测某一基因，从 而对特定的疾病进行诊断。
________________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， 容易储存 便于携带 这些微生物可能被制造成 ____________ 、 _____________、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
基因 研制创造了条件。例如，对不同 种群 组成 ________
要点突破讲练互动
要点突破
基因工程的应用
转 基 因 动 物
外源基因类 成果举例 型及举例 抗猪瘟病毒基因 抗猪瘟病毒的转基 提高抗 和抗口蹄疫病毒 因猪和抗口蹄疫病 病能力 基因 毒的转基因兔 提高产 生长激素基因 转基因鲑鱼 品质量 改善产 乳糖酶基因 转乳糖酶基因奶牛 品品质 药用蛋白基因＋ 生产药 乳腺蛋白基 乳腺“反应器” 用蛋白 因的启动子等调 控组件
实现表达
解析：选 B 。将草鱼的生长激素基因导入鲤
鱼体内是提高鲤鱼的生长速度。导入肠乳糖
酶基因的奶牛的牛奶中不含有乳糖，改善了
牛奶的品质。将人血清蛋白的基因改造后在
山羊的乳腺中表达是乳腺“反应器”的应用. Bt基因是抗虫基因能够提高植物的抗性。
基因诊断和基因治疗
1.基因诊断 (1) 原理：探针与被测基因片段按照碱基互 补配对原则杂交。 (2)工具：探针。

32、命好不如习惯好。养成好习惯，一辈子受用不尽。
•
33、比别人多一点执着，你就会创造奇迹。
•
15、如果没有人为你遮风挡雨，那就学会自己披荆斩棘，面对一切，用倔强的骄傲，活出无人能及的精彩。
•
16、成功的秘诀在于永不改变既定的目标。若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。幸福不会遗漏任何人，迟早有一天它会找到你。
基因的剪刀（分子手术刀） ——限制性核酸内切酶（限制酶）
到哪里去寻找这种酶
基因的针线（分子缝合针） ——DNA连接酶
基因的运输工具（分子运输车） ——运载体
（1）限制酶
与我们学过的 DNA酶相同吗？
①分布：主要在原核生物中。
作用是什么
②作用特点:专一性，识别特定核苷酸序列， 切割特定切点。
•
5、付出努力却没能实现的梦想，爱了很久却没能在一起的人，活得用力却平淡寂寞的青春，遗憾是每一次小的挫折，它磨去最初柔软的心智、让我们懂得累积时间的力量；那些孤独沉寂的时光，让我们学会守候内心的平和与坚定。那些脆弱的不完美，都会在努力和坚持下，改变模样。
•
11、失败不可怕，可怕的是从来没有努力过，还怡然自得地安慰自己，连一点点的懊悔都被麻木所掩盖下去。不能怕，没什么比自己背叛自己更可怕。
1.1 DNA重组技术的基本工具
分析概念：
为什么 要加工
是在生物体外，通过对DNA分子进行人工
工 “剪切” 和“拼接”，对生物的基因进行 具 改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行
无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，
产 品生出人类所需用导什要入么的新的生物类什型表么达和是生物产
基因操作的工具
2、现状：成功的例子不多，主要是因为蛋白质 发挥其功能需要依赖于正确的空间结构，而科 学家目前对大多数蛋白质的空间结构了解很少。

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。
我国生产的部分基因工程疫苗和药物
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%。
四、基因治疗曙光初照：源自（一）基因诊断： 也称为DNA诊断或基因探针技术，即是
用放射性同位素（如32P）、荧光分子等标
记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交
原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到
检测疾病的目的。
探针制备：放射性同位素(如32P)、荧光
分子等标记的DNA分子；
原理：利用DNA分子杂交原理；
• 基因工程药品 ——乙肝疫苗 传统的乙肝疫苗生产：
具体方法：从乙肝病毒携带者的血液中提取
特点： 生产周期长，产量低、价格昂贵。
现代的乙肝疫苗生产：
具体方法： 乙肝病 毒基因
细菌细胞 哺乳动 物细胞
乙肝 疫苗
成就： 我国研制的生物工程乙肝疫苗于1992年投放市 场，并在预防乙肝中发挥了重要的作用。
[小结]:基因工程在农业上的应用：
1）获得高产、稳产和具优良品质的品种 用基因工程的方法可以改善粮食作物的 蛋白质含量。如“向日葵豆”植株。 2）培育出具有各种抗逆性作物新品种 将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗 盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作 物体内，将从根本上改变作物的特性。如转 基因抗虫棉。

第二节 基因工程的应用
新课导入
转基因食品安全吗？ 民意调查显示，66%的法国人认
为转基因食品对健康有害，在英
国只有14%的消费者愿意接受转
基因食品，大多数消费者对转基
因生物的安全性持怀疑态度。我 们该如何科学地认识转基因生物的安全性呢？
学习目标
1.举例说出基因工程在农业、医疗、环境保护 等方面的广泛应用及其发展前景。 2.关注转基因生物的安全性问题。 3.举例说出生物武器的危害。
强，污染面积广，不易被发现，有一定的潜伏
期，受自然条件影响大，如风速、气温等对传 播速度影响较大，大雪、低温、干燥、日晒等 能加速病菌消亡。 答案：A
退 出
分，因此，假单胞杆菌是才“超级细菌”。
（× ）
6、与常规武器相比，生物武器具有( ①传染性强
) ③
②污染面积广，不易被发现
有一定的潜伏期
④像核武器一样破坏建筑物
⑤自然条件下的大雪、低温、干燥、日晒等不
影响生物武器的杀伤力
A．①②③
C．①②③④⑤
B．②③④⑤
D．①②③④
解析：生物武器的特点为：致病力强，传染性
2．人类基因组计划的完成也为生物武器的研制创造
基因组成 的特性的阐明，就 了条件。对不同种群 __________ 有可能被用于研制针对特定种群的生物武器。 3．科学技术是一把“双刃剑”，生物科学技术也不 例外，它既能在许多方面造福人类，也可能因用于 法律 和道 制造生物武器 而造成灾难。必须要用______ ______________ 德规范管好它，这样生物科学才能真正朝着健康的
1．转基因生物与食物安全 (1)对食物安全性检测不仅检测其主要成分是 否发生改变，还包括其他方面的测试结果。

次生代谢 产物的产率 (3)提高植物_________ 通过基因工程可以提高植物次生代谢产物的产率。例如，将 产碱杆菌的有关基因 ___________________转入拟南芥，这种植物就可以产生大 塑料 的物质，从而消除_____ 量的用于生产可降解_____ 白色 污染。 (4)提高植物的_____ 抗性 抗虫毒素蛋白基因 转入植物，使植物(如烟草) 将苏云金杆菌_________________
病毒外壳蛋 白酶基因、 病毒复制酶 抗病转 基因、几丁 基因植物 质酶基因、 抗毒素合成 基因
引起植物生 前两种为抗 病的微生物 病毒作用； 烟草(抗病毒)、 有病毒、细 后两种为抗 小麦(抗病毒) 菌、真菌三 真菌作用 大类 ①通过改变 细胞内渗透 压，提高抗 盐碱、抗旱 能力 ②提高耐寒 能力 ③抗除草剂
CO2的固定效率；还可以通过增强植物对光能_____ 吸收与_____ 转化
的效率来提高光合作用效率，提高作物的产量。
储藏期 (2)延长果实的_______ ____是催熟果实的一种激素，在其形成过程中需要乙烯形成 ________ 乙烯 酶 __。通过基因工程可以获得能抑制乙烯形成酶基因 ______________表达的植 品质 ， 物新品种，这些转基因植物的果实既保持了原有的_____ 又延长了储藏期。
基因工程的应用
1．转基因生物 (1)概念 基因工程 技术导入_________ 外源基因 培育出 转基因生物是指利用_________ 新性状 稳定地遗传给后代的基因工程生物。 的、能够将_______ (2)优点 打破_________ 物种 之间的界限。 常规育种 难以突破的_____
(3)结果
①调节细胞 渗透压基因 ②抗冻蛋白 抗逆转 基因(从鱼 基因植物 体内获取) ③抗除草剂 基因

应用示例
1．番茄营养丰富，是人们喜爱的蔬菜。普通番茄细胞中含 有多聚半乳糖醛酸酶的控制基因，控制细胞产生多聚半乳糖 醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。科学 家通过基因工程将一种抗多聚半乳糖醛酸酶的基因导入番茄 细胞，获得了抗软化番茄。下列关于培育抗软化番茄的叙述， 错误的是 ( )
A．运载工具是质粒 B．受体细胞是番茄细胞 C．目的基因为多聚半乳糖醛酸酶基因 D．目的基因的表达延缓了细胞的软化
(2)转基因作物减少了化学农药的使用，降低了生产成本，减少了
环境污染，但增加了对人体健康的损害。( × )
(3)利用小型猪来解决人类移植器官短缺问题，首先要解决免疫排
斥难题。( √ )
(4)利用动物乳腺生物反应器技术时，受体细胞应为受精卵或体细
胞。( × )
(5)乳腺生物反应器，需将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动
因 植物凝集素基
取)；③抗除草
因
合成基因
剂基因
花青素代谢昆虫 的肠上皮细胞的特 异性受体结合，形 前两种为抗 ①通过改变细胞 作 成穿孔，细胞肿胀 病毒基因； 内渗透压，提高 ①控制合成的蛋白 用 裂解致死；②蛋白 后两种为抗 抗盐碱、抗干旱 质含必需氨基酸多 酶抑制剂和淀粉酶 真菌基因 能力； 抑制剂分别抑制相 应酶活性，影响消 化；
抗逆转基因植 转基因改良植物
抗病转基因植物
目物
物
的品质
①含必需氨基酸
Bt毒蛋白基因、
①调节细胞渗
目 蛋白酶抑制剂 病毒外壳蛋白基 透压的基因； 较多的蛋白质编
因、病毒的复制
码基因；②控制
的 基因、淀粉酶 酶基因、几丁质 ②抗冻蛋白基 番茄果实成熟的
基 抑制剂基因、

③若大面积种植转基因植物，其_残__体__分__解__物__、_根__际__分__泌__物__等 是否会对生态与环境造成大规模的负面效应等。 2.转基因生物安全性的保障措施 (1)保障公众对所购食品是否来源于转基因生物拥有_知__情__权__。 (2)国家应建立相应的_评__估__及__预__警__机制。
7.某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，导致转基 因农作物营养成分改变。( √ ) 【分析】这种情况在转基因植物体内可能存在，从而影响到转 基因植物的安全性。
考点 一 基因工程的应用 1.比较转基因动、植物 (1)区别：
比较项目
转基因植物
受体细胞
受精卵或体细胞
目的基因常用 的导ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ方法
土壤农杆菌转化法
木瓜等
2.动、植物基因工程的应用
类型
意义
举例
动 物
提高_抗__病__能力
提高动物对疾病的 抗性
抗猪瘟病毒的转基 因猪和抗口蹄疫病 毒的转基因兔
基 因
提高_产__品__产__量__
为提高产品产量奠 定了基础
转基因鲑鱼
工 程 应
改善_产__品__品__质__
在某些方面转基因 动物的产品品质明 显改善
转基因牛生产无乳 糖的牛奶
用
生产_药__用__蛋__白__
能大量生产药用蛋 白
生物“反应器”
类型
植 提高植物的__光__合__作_ 物 _用__效__率__
基
因 延长果实的__储__藏__期_
工 提高植物_________
程
次生代谢
_____的产率
应 产物
用 提高植物的抗性
意义
举例
提高对CO2的固定效 率、增强对光能的 吸收和转化效率

PCR 循环第二步 ：引物与靶序列退火
③延伸 —— 中温延伸
DNA模板－引物结合物在Taq DNA聚合 酶的作用下以脱氧核苷酸为原料，以母链为 模板，按碱基互补配对的原则与半保留复制 的原理，合成一条新的DNA链。
PCR 循环第三步 ：引物延伸
第1个PCR循环完成后 ：得到两个靶序列
3、30次循环后靶序列扩增的数量
PCR仪
微量离心管
微量移液器
推动按钮 调节轮
一次性 吸液枪头
卸枪头器
卸枪头按钮
（NA扩增数目的计算
1 、一条DNA，复制n次， DNA为2n 2 、 a条DNA，复制n次， DNA为a x2n
（二）实验中DNA含量的测定原理
可以通过计算DNA含量来评价扩增的效 果，DNA在260nm的紫外线波段有一强烈的 吸收峰，峰值的大小与DNA的含量有关。
5、原材料 脱氧核苷酸
6、基本条件 酶、ATP、原料、模板
7、复制过程 ① DNA的解旋 亲代DNA分子利用细胞提供的能量在解旋 酶的作用下氢键断裂，部分双螺旋链解旋为两 条平行的双链
② RNA引物的合成 以单股DNA为模板，在引物酶的作用下合
成小段的RNA引物。
③ DNA的生成 以单股的DNA为模板，在DNA聚合酶的作
广泛应用于遗传病的诊断、刑侦破案、 古生物学、基因克隆和DNA序列测定等。
二、DNA分子的结构
1、基本组成单位——脱氧核苷酸
脱 磷酸 氧 核 苷 脱氧核苷 酸
脱氧核糖
含氮 碱基
腺嘌呤（A） 嘌呤
鸟嘌呤（G）
嘧啶 胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T）
5
3
脱氧核苷酸结构式
2、多脱氧核苷酸链的形成
一个核苷酸上的磷酸基团上的“－OH”和 另一个核苷酸分子的第三位碳原子上的羟基之 间失去一分子水，形成磷酸二脂键，即在相邻 的两个脱氧核苷酸的 3’和5’碳原子之间形成磷 酸二脂键。数量庞大的四种脱氧核苷酸通过3’、 5’、磷酸二脂键彼此连接起来形成脱氧核苷酸 链。通常将DNA的羟基 “－OH”末端称为 3’ 端，而磷酸基团的末端称为5’端。

(1) 基因的“剪刀”
黏性末端
被限制酶切开的DNA两条单链 的切口，带有几个伸出的核苷酸， 他们之间正好互补配对，这样的切 口叫黏性末端。
黏性末端
EcoRI限制酶的切割
2、基因工程的基本工具
(1)基因的
“ ” 指“ 限制性核酸内切酶 ”
①特点:
一种限制酶只能识别一种特定的 核苷酸序列,并在特定切点切割
A. ①③；②④ C. ①④；②③
B. ①②；③④ D.以上都不对
这可不是普通 的细菌，它是 嫁接了人胰岛 素基因的工程 菌，能大量合 成人胰岛素。
细菌和人是差异非常大的两种生物, 通过基因重组后,细菌能够合成人体的胰 岛素，这说明了什么？
人和细菌共用一套遗传密码
所有生物共用一套遗传密码
谢 谢！
用的运载体( √ )
（4）运载体的作用是携带目的基因导入受体细胞
√ 中，使之稳定存在并表达( )
反馈训练---知识再现，能力提升
2.下列是由限制酶切割形成的DNA片段， 能用相应DNA连接酶将它们恢复连接的
组合是( A )
①…CTGCA …G
②…G
③
G…
…CTTAA
ACGTC…
④ AATTC… G…
①对象：两个具有相同的黏性末端 的DNA片段
②连接的部位: 磷酸二酯键
2、基因工程的基本工具
(3)基因工程的运载体：
① 常 用 的 运 载 体质：粒、噬菌体和 动、植物病毒等
2、基因工程的基本工具
(3) 基因的运载体： 如质粒 ：
质粒运存载在体于应许多细菌 和酵母该菌具等备生的物中,是 拟核或细条胞件核外能够自 主复制的很小的环状 DNA分子。
(目的基因自身环化) (重组DNA)