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基因工程的应用 公开课

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基因工程的应用公开课

基因工程的应用公开课

医学研究
基因工程技术已被广泛应用于医 学研究，如基因测序、基因诊断 和基因治疗等领域。
癌症治疗
基因工程技术可利用免疫细胞浸 润和基因突变等信息，研发新型 肿瘤诊断和治疗方案。
Hale Waihona Puke 器官移植基因工程技术可用于创造与患者 基因相同的纯种动物器官供体， 解决器官移植的问题。
基因工程的伦理问题
道德伦理
基因工程技术引发的伦理问题众多，包括人类基因改造、基因歧视等问题。
社会风险
基因工程技术可能导致社会不公、道德沦丧等问题，需引起各方的重视和控制。
政策监管
基因工程技术发展的同时需要政策保障和监管，如法律规定、道德标准等。
基因工程的未来展望
1
科技进步
随着科技的进步和基因工程技术的发展，基因编辑、细胞克隆、肿瘤免疫等领域 能力会越来越强。
2
创新应用
未来，基因工程技术将应用于更多领域，如环境治理、微生物研究等。
基因工程的应用公开课
了解基因工程的历史、应用领域以及未来展望，探讨基因工程在农业和医学 领域中的实际应用以及所涉及的伦理问题。
什么是基因工程？
定义
基因工程是指通过 DNA 技 术修改生物的基因组成，实 现对生物遗传特性的改变和 控制。
历史
基因工程起源于 1970 年代 的科研实验，至今已成为一 门独立的学科。
3
全球合作
需要全球合作、国际伦理准则等方面的加强，共同推动基因工程技术的发展。
应用领域
基因工程已广泛应用于医学、 农业等多个领域。
基因工程在农业中的应用
1
优化品种
基因工程技术可用于改造作物、家畜等，
增强营养
2
提高其产量、品质和抗病性。

1.3 基因工程的应用 公开课课件

1.3 基因工程的应用 公开课课件
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：
发致病基因突变
2021/6/24
14
四、基因治疗曙光初照
1、基因治疗的概念:
是指是把正常基因（健康的外源基因）导入 有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。
2、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。 （操作复杂，但效果可靠。）
中不正确的是
( B)
A．基因治疗是治疗人类遗传病的最有效的手段
B．基因治疗是一种利用基因工程产品治疗人类疾病的方法
C．以正常基因替换致病基因属于基因治疗的一种方法
D．基因治疗的靶细胞可以是体细胞和生殖细胞
2021/6/24
17
【活学活用】
8．继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究 也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀
乳腺生物反应器的优点： ①产量高；②质量好；③成本低；④易提取。
2021/6/24
8
2．上海医学遗传研究所成功培育出第一头携
带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大
大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物
乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍，转基因动
物是指（ ）
A.提供基因的动物
B
B.基因组中增加外源基因的动物
1.3 基因工程的应用
2021/6/24
1
基因工程的实际应用领域有： 农牧业、工业、环境、能源、医学卫生等。
植物基因工程硕果累累：
2021/6/24
2
一、植物基因工程技术主要用于：
提高农作物的抗逆能力;
（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）

基因工程的应用--公开课

基因工程的应用--公开课
富含赖氨酸的转基因玉米
将控制果实成熟的基因导入番茄，获得转基因延熟番 茄
转基因延熟番茄
普通番茄
将与植物花青素代谢有关的基因导入花卉，改变花卉的 颜色，以提高观赏价值
2.动物基因工程前景广阔
1）用于提高动物生长速度 2）用于改善畜产品的品质 3）用转基因动物生产药物 4）用转基因动物作器官移植的供体
1）用于提高动物生长速度
导入外源生长激素基因，使转基因动物生长得更快
2）用于改善畜产品的品质
将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，转基因奶牛分泌的乳汁中 乳糖的含量大大减低，其它营养成分不变。
3）用转基因动物生产药物
乳腺生物反应器的操作过程
获取目的基因 （例如血清蛋白基因）
构建基因表达载体 （在血清白蛋白基因前加乳腺蛋白
②抗病转基因植物
所采用的抗病基因主要有：抗病毒的病毒外壳蛋白基因和病 毒的复制酶基因；抗真菌的几丁质酶基因和抗毒素合成基因
③其它抗逆(不良环境)转基因植物
调节渗透压的基因（抗盐碱、抗干旱）、抗冻蛋白基因（抗 寒）、抗除草剂基因等。
2）利用转基因改良植物的品质
将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物或改变必 需氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高必需氨基 酸的含量
4.基因治疗曙光初照
概念
基因治疗是把正常的基因导入病人体内，使该基因的表达产 物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病最 有效的手段。
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
操作复杂，
效果移可的细胞扩增培养，最后重新输入患者体
种
靠
内。
类
体内基因治疗：直接向Biblioteka 体组织细胞中转移基因的治 病方法。

基因工程的应用 课件

基因工程的应用 课件

官移植的供体 基因
免疫排斥反应的猪器官
三、基因工程药物 1.药物来源：转基因的“____工_程__菌___”。 2.成果：重组人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 四、基因治疗 1.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。
结合上述资料完善其操作过程：
受精卵
乳腺蛋白基因
将胚胎送入母体动物
雌性
(1)培育转基因动物，为什么不选用体细胞而选用受精卵作为受 体细胞？ 提示：动物已分化的体细胞全能性受到限制，而受精卵分化程 度低，全能性容易表达。 (2)基因工程药物与传统意义上的药物有什么区别？ 提示：基因工程药物生产效率高、针对性强、成本低、价格便 宜。
因、植物凝集素基因等
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
抗虫转基因植物
抗病转基因植物
抗烟草花叶病毒的转基因烟草
水稻、棉花、玉米、马铃
成果
和抗病毒的转基因小麦、甜椒、
薯、番茄等
番茄等
意义 减少化学农药的使用，降低生产成本，减少___环__境_污__染__等
方法。
三种转基因生物的生产过程
探究 1 转基因植物生产过程图解
目的基因
重组Ti质 粒
探究 2 转基因动物生产过程图解(以转基因牛生产过程为 例)
受精卵
探究 3 转基因微生物生产过程图解(以可生产干扰素的酵 母菌的培育过程为例)
重组 质粒
干 扰素
转基因作物中的目的基因 (1)目的基因都是来自其他生物的能表现出优良性状的外源基 因，并不都是来自细菌、病毒等微生物，如抗冻蛋白基因来自 鱼类。 (2)有的目的基因通过控制蛋白质的合成，直接控制生物的某种 性状，这反映了基因与性状的直接关系；有的目的基因通过控 制酶的合成来控制代谢，进而控制生物的性状，这体现的是基 因和性状的间接关系。 (3)注意“抗虫”和“抗病”的区别，二者可以分别通过害虫接 种和病毒接种来进行个体水平的检测。

1.3 基因工程的应用 课件 人教版高中生物选修三高中生物精品公开课

1.3 基因工程的应用 课件 人教版高中生物选修三高中生物精品公开课

动物基因工程前景 广阔
用于提高动物生长速度
美国食品和药物管理局2015年11月19日批准一种生长速度快 的转基因三文鱼用于人类消费，这是全球第一种获准上市供 人类食用的转基因动物。
此次获得批准的转基因三 文鱼，是通过在大西洋三 文鱼的受精卵中植入太平 洋奇努克三文鱼的生长激 素基因及大洋鳕鱼的抗冻 蛋白基因培育的。
1.3 素材：植物抗病毒基因工程研究进展_牙库甫江·阿西木.pdf
几丁质
壳多糖（chitin） 又称几丁质，为 N-乙酰葡糖胺通 过β连接聚合而 成的结构同多糖。
抗毒素
1.3 素材：植物抗真菌病害基因工程研究进展_易自力.pdf
抗逆转基因植物
逆境
盐碱
干旱
低温
涝害
除草剂
调节细胞渗透压 的基因
烟草
基因工程药物异军 突起
第一种基因工程药物： 重组人胰岛素
外源基因
细菌
工程菌 药物
干扰素
动物、人体细胞 病毒感染
干扰素（糖蛋白）
抵抗病毒
“中国干扰素”之父，是业内不少人对侯云德的尊称。20世纪七八十年 代，美国、瑞士等国的科学家以基因工程的方式，把干扰素制备成治疗 药物，很快成为国际公认的治疗肝炎、肿瘤等疾病的首选药，但价格极 为昂贵。 侯云德敏锐地捕捉到基因工程这一新技术，1977年，美国应用基因工程 技术生产生长激素释放因子获得成功，这一突破使侯云德深受启发：如 果将干扰素基因导入到细菌中去，使用这种繁衍极快的细菌作为“工厂” 来生产干扰素，将会大幅度提高产量并降低价格。20世纪80年代初，他 的实验室开发了一系列基因工程技术后，不少人到他的实验室取经，侯 云德乐于分享，从不留一手，常常还要赔上昂贵的试剂。有人认为他这 么做不利于保持本室的技术优势，他却不以为然。“我国科学家应当团 结起来，不能把持技术不外流，技术优势要靠不断创新，只有不断创新 才能使自己处于优势地位。”

《成才之路》高一生物必修2：6-2-基因工程及其应用市公开课获奖课件省名师示范课获奖课件

《成才之路》高一生物必修2：6-2-基因工程及其应用市公开课获奖课件省名师示范课获奖课件
[答案] D
[解析] 将重组DNA引入受体细胞中进行扩增属于基因 工程的第三个步骤：将目的基因导入受体细胞。
知识点 2 基因工程的应用
基因工程与作物育种：农业上获得高产、稳产、具优良 品质的农作物，畜牧业上获得人们所需要的、具优良品质的 转基因动物。
基因工程与药物研制：能高效地生产出各种高质量、低 成本药品。
通过学习，认识到科学技术是一把双刃剑，认识到生命 中的许多事实还有待于人类去探索，科学发展中仍有许多问 题有争议。(见教材P105页)
因为科学技术是一把双刃剑，在很多方面展示出美好的 应用前景，但另一方面，基因工程也给人们带来了许多潜在 的危险，因此要辩证地看待基因工程所引发的问题：如可能 制造超级细菌、超级杂草等；制造出难以制服的病原体、生 物武器；转基因动植物的出现引发物种入侵，有可能破坏原 有的生态平衡，对原有物种产生威胁；还可能带来转基因食 品的安全性问题等。
二、 1．(1)抗逆性 (2)抗棉铃虫 2．(2)DNA分子重组 表达 3．分解有毒有害的化合物 三、 1．严格控制 2.大范围推广 转基因
1.转基因抗虫棉对人体有毒害作用吗？ 提示：没有，转基因抗虫棉表达出的“毒蛋白”只特异 性的对鳞翅目的昆虫有毒害作用，不对人体产生毒害作用。
课堂合作探究
知识点 1 基因工程的原理
三、转基因生物和转基因食品的安全性 有两种观点 1．转基因生物和转基因食品不安全，要________。 2．转基因生物和转基因食品是安全的，应该 ______________。 我国的态度：十分重视______________生物及其产品的 安全性。
答案：一、 1．(1)目的基因 (2)定向 生物 2．(1)限制性内切酶 核苷酸序列 特定的切点 (2)DNA连接酶 脱氧核糖 磷酸 (3)①受体细胞 噬菌体和动植物病毒 ②细菌 自主复 制 环状DNA分子 3．(1)提取目的基因 运载体 受体细胞 目的基因的 检测与鉴定

基因工程及其应用(公开课)

基因工程及其应用(公开课)
我国研究人员正在制备用于基因治疗的基因工程细胞
单击此处添加小标题
四、基因工程的应用
单击此处添加小标题
⑵ 基因诊断与基因治疗
四、基因工程的应用
基因诊断——DNA探针
概念：是用已知序列的DNA或RNA片段作为探针与待测样品的DNA或RNA序列进行核酸分子杂交，用于对待测核酸样品中特定基因顺序的探测，是基因诊断最基本的技术之一。 条件：（1）必须是单链； 带有容易被检测出来的标记物。 原理：DNA分子杂交（碱基互补配对）
目的基因的检测和表达
检测：通过检测标记基因的有无，来判断目的基因是否导入。
表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。
三、基因操作的基本步骤
三、基因操作的基本步骤
受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗？
四、基因工程的应用
基因工程与作物育种 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 转基因抗虫棉花
G A A T T C
C T T A A G
G A A T T C
C T T A A G
G
C T T A A
A A T T C
G
G
C T T A A
A A T T C
G
G
C T T A A
A A T T C
目的基因与运载体结合
三、基因操作的基本步骤
01
02
常用的受体细胞：
大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。
导入方式：
主要借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径
目的基因导入受体细胞
三、基因操作的基本步骤
1）将细菌用CaCl2处理，以增大细菌细胞壁的通透性。 2）使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。 3）目的基因在受体细胞内，随其繁殖而复制，由于细菌繁殖的速度非常快，在很短的时间内就能获得大量的目的基因。

选修3生物专题一第3节《基因工程的应用_》公开课教案

选修3生物专题一第3节《基因工程的应用_》公开课教案

《基因工程的应用》教学设计
提问：请表述各组的实验操作，分析实验现象。

出示：1988年Agre等在分离纯化动物红细胞膜上的Rh因子多肽时，发现了一个28kD的疏水性跨膜蛋白（CHIP28
提问：如何从个体水平上进行检测？
设计过程中你的困惑是什么？
你所研究的实验现象是什么？
出示：科学家发现这种蛋白质也存在于动
讲述：我们把饮水量和排尿量远高于正常值所产生的症状称之为尿崩症。

越来越多的科学家认为尿崩症的产生很可能是由于肾脏细胞细胞膜表面的与水分跨膜运输的蛋白质结构改变有关。

出示：Hg诱导后细胞水分通透率变化的柱状图
提问：如何操作可以从植物个体水平上进行验证？出示：番茄水通道蛋白在干旱胁迫的条件下的过表达研究
提问：什么是过表达？操作过程中你的关。

基因工程及其应用公开课优秀课件

基因工程及其应用公开课优秀课件

三、基因操作的基本步骤
⑵人工合成基因法
①反转录法：以信使RNA为模板，在逆转录酶 的作用下将脱氧核苷酸合成合成DNA(基因)。 ②直接合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序推算 出信使RNA核苷酸顺序，再据此推算出基因 DNA的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直 接合成相应的基因。
DNA合成仪
三、基因操作的基本步骤
所以需要筛选。
作用：将外源基因送入受体细胞
三、基因操作的基本步骤
目的基因导入受体细胞 常用的受体细胞： 大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和 动植物细胞等。
导入方式：
主要借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径
三、基因操作的基本步骤
导入过程：运载体为质粒，受体细胞为细菌
1）将细菌用CaCl2处理，以增大细菌细胞壁的通 透性。 2）使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。 3）目的基因在受体细胞内，随其繁殖而复制， 由于细菌繁殖的速度非常快，在很短的时间内 就能获得大量的目的基因。
质粒可作为有何特点？
1、细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自主复制的小型环状 DNA分子；
2、质粒的存在对宿主细胞无影响； 3、质粒的复制只能在宿细胞中分离出DNA
提取目的基因
限制酶 DNA连接酶
从大肠杆菌中提 取质粒
目的基因与运载体结合
目的基因导入受体细胞
目的基因的表达与检测
三、基因操作的基本步骤
目的基因的检测和表达
检测：通过检测标记基因的有无，来判断目的基因是否导入。 表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。 大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真 正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。 将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的 基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物 的进一步培养、研究。

人教版高中生物必修二 基因工程及其应用 名师公开课省级获奖课件(36张)

人教版高中生物必修二 基因工程及其应用 名师公开课省级获奖课件(36张)

抗虫棉
抗CMV甜椒
抗虫转基因植物
生长快、肉质好的转基因 鱼(中国)
乳汁中含有人生长激素的 转基因牛(阿根廷)
转鱼抗寒基 因的番茄
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
2、基因工程与药物研制
许多药品的生产 是从生物组织中提取 的。受材料来源限制 产量有限，其价格往 往十分昂贵。
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
乙片段
DNA连接酶的作用位点是：相邻的两个脱氧 核苷酸的切口。即生成：磷酸二酯键。
3、基因的运载体
（1）概念
（2）常用 质粒、噬菌体和动、植物病毒等 的运载体：
①能够在宿主细胞中复制并稳定地保存 （3） 条件 ②具有多个限制酶切点，以便与外源基
因连接
③具有标记基因，便于进行筛选
标记基 因，便 于进行 检测。
微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工 业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导 入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但 能解决产量问题，还能大大降低生产成本。
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%!
Ａ
②连接酶 Ｂ．③④
③解旋酶 Ｃ．①④
④还原酶 Ｄ．②③
⒉实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从 供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限 制性内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切 点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的（ ） Ａ．高效性 Ｃ．多样性 Ｂ．专一性
Ｂ
Ｄ．催化活性易受外界影响
EcoRI 剪切目的基因
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAA GGGATT
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3.基因工程药物异军突起
利用基因工程制造转基因的工程菌，可高效率 地生产出各种高质量、低成本的药品
基因工程药品包括：
细胞因子（即淋巴因子如白细胞介素、干扰 素等）、抗体、疫苗、激素等
4.基因治疗曙光初照
概念
基因治疗是把正常的基因导入病人体内，使该 基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病 的目的，这是治疗遗传病最有效的手段。
发育成转基因动物（只有雌性动物个体的乳腺中，转入的 基因才能表达）
利用乳腺生物反应器产生的医药产品主要有： 抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、ａ -抗胰蛋白酶等
4）用转基因动物作器官移植的供体
存在的难题：免疫排斥 解决方法： 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
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 操作复杂， 移，再筛选成功转移的细胞扩增 效果可靠 培养，最后重新输入患者体内。
种 类
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。
第三节
基因工程的应用
1.植物基因工程硕果累累
1）提高农作物的抗逆能力
2）改良农作物的品质
3）利用植物生产药物
植物基因工程技术主要用于哪些方面?
1)提高农作物的抗逆能力
①抗虫转基因植物
优点
转基因抗虫水稻
转基因抗虫苹果
所采用的抗虫基因主要有：
Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑 制剂基因、植物凝集素基因等
富含赖氨酸的转基因玉米
将控制果实成熟的基因导入番茄，获得 转基因延熟番茄
转基因延熟番茄
普通番茄
将与植物花青素代谢有关的基因导入花卉， 改变花卉的颜色，以提高观赏价值
2.动物基因工程前景广阔
1）用于提高动物生长速度 2）用于改善畜产品的品质
3）用转基因动物生产药物 4）用转基因动物作器官移植的供体
②抗病转基因植物
所采用的抗病基因主要有：抗病毒的病毒外壳 蛋白基因和病毒的复制酶基因；抗真菌的几丁 质酶基因和抗毒素合成基因
③其它抗逆(不良环境)转基因物
调节渗透压的基因（抗盐碱、抗干旱）、抗冻蛋 白基因（抗寒）、抗除草剂基因等。
2）利用转基因改良植物的品质
将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植 物或改变必需氨基酸合成途径中某种关键酶的 活性，以提高必需氨基酸的含量
1）用于提高动物生长速度
导入外源生长激素基因，使转基因动物 生长得更快
2）用于改善畜产品的品质
将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，转基因奶牛 分泌的乳汁中乳糖的含量大大减低，其它营养 成分不变。
3）用转基因动物生产药物
乳腺生物反应器的操作过程
获取目的基因 （例如血清蛋白基因） 显微注射导入哺乳 动物受精卵中 构建基因表达载体 （在血清白蛋白基因前加 乳腺蛋白基因的启动子） 形成胚胎 将胚胎送入母体动物