生物：1.3《基因工程的应用》课件(新人教版选修3)

例：1990年，美国正式开始首例重度免疫缺陷症的临床 基因治疗，患者是一个小女孩，因为她编码的腺苷酸脱氨 酶（简称ADA）基因发生了突变。研究人员首先克隆了人 体正常的腺苷酸脱氨酶基因（ada），然后将其转入患者 有缺陷的T淋巴细胞中，经过培养、转化后的T淋巴细胞 可以产生ADA，最后将成千上万的这种转基因的T淋巴细 胞注射到患者骨髓组织中。3年后，这个女孩体内50％的 T淋巴细胞出现了新的ada，并能合成ADA，患者的免疫 功能得到修复，症状明显缓解，治疗取得成功。
问题1：传统的育种方法有哪些？ 杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种 问题2：传统的育种方法能否解决不同种生物之 间优良性状的重组问题？
问题3：基因工程技术如何解决不同种生物之间 优良性状的重组问题？
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1、转基因植物
转基因植物的产生过程
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1）抗虫转基因植物
转基因抗虫水稻（绿色）与对照（枯黄）
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6、下列属于利用基因工程技术培育的新品种的是 （） Ａ、耐寒的小黑麦 Ｂ、抗棉铃虫的转基因抗虫棉 Ｃ、太空椒 Ｄ、试管牛
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7、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
转鱼抗寒基 因的番茄
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4）利用转基因改良植物的品 质
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• 基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么？
繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶 率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。
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。
将人的生长激素 基因和牛的生长素基 因分别注射到小白鼠 受精卵中，得到的 “超级小鼠”。

(2)成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。
3．利用转基因改良植物的品质 (1)优良性状基因：必需氨基酸含量多的蛋白质编码 基因、控制番茄果实成熟的基因和与植物花青素代谢有 关的基因。 (2)成果：富含赖氨酸的转基因玉米、转基因延熟番 茄和转基因矮牵牛。
要点二 动物基因工程前景广阔
应用
基因来源或处理
成果
其次是对患者进行相关细胞的基因替换，如对于遗传性 糖尿病患者，只对胰腺的胰岛B细胞进行基因替换，该 个体就能正常分泌胰岛素，使糖尿病得以治疗。但这种 局部细胞的基因替换，并没有改变患者其他部位细胞的 基因，如精原细胞，因此其后代很可能会患遗传性糖尿 病。
(3)基因治疗目前还处于初期的临床试验阶段。可以 说，在没有完全解释人类基因组的运转机制，充分了解 基因调控机制和疾病的分子机理之前，进行基因治疗是 十分困难的。
【例题3】 下列关于基因工程应用的叙述，正确的 是( )
A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 B．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 C．一种基因探针能检测水体中的各种病毒 D．原核生物的基因不能用来进行真核生物的遗传 改良
2．操作过程
3．乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较
比较项目 乳腺生物反应器
工程菌
哺乳动物基因的结构 细菌或酵母菌等生物
基因结构 与人类基因的结构基 基因的结构与人类基
本相同
因的结构有较大差异
细菌细胞内没有内质
基因表达
合成的药物蛋白与天 网、高尔基体等细胞 然蛋白质相同 器，合成的药物蛋白
可能没有活性
(3)金茶花叶片细胞具有抗病性，说明抗病基因已完成了 表达。
答案 (1)PCR
(2)同种限制性核酸内切酶
—G —CTTAA

1．抗虫的基因能抗病吗？为什么？
【提示】 不能。因为每一种基因都有其特定的结构和 功能。
动物基因工程及基因工程药物
1.动物基因工程应用的几个方面 项目应用 提高动物的 生长速度 改善畜产品 的品质 基因来源或处 理 成果
外源 生长激素 转基因绵羊、转基 基因 因鲤鱼 转基因牛分泌的 乳汁中乳糖含量 少
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。 2．类型： 体外 基因治疗和体内基因治疗。 3．成果：将腺苷酸脱氨酶基因导入患者的淋巴细胞，治 疗 复合型免疫缺陷症 。
2． 通过基因治疗的患者体内是否还存在与该病有关的缺 陷基因？
【提示】 有。因为基因治疗导入的是正常外源基因， 而没有剔除缺陷基因。
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。请回答下列问题。 (1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是 ________________。 (2) 进行基因转移时，通常要将外源基因转入 ________ 中，原因是_____________________________。
3.简述基因工程培育工 3.基因治疗和基因 程菌生产药品的过程。 检测。(难点)
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、 改 良农作物的品质、利用植物生产 药物 等方面。
1．抗虫和抗病转基因植物 抗虫转基因植物 抗病转基因植物 ①抗病毒基因：病毒 外壳蛋白基因和病毒
4．所有遗传病都可以通过基因治疗彻底治好。(×)
【提示】 染色体病不可进行基因治疗，如 21 三体综合 征。

(2)为保证耐盐基因的正常表达,需要专门的调控序列:启动子和 终止子,将表达载体导入单子叶植物细胞最常采用基因枪法。
(3)对耐盐基因转录的检测应采用DNA-mRNA分子杂交法,对翻 译的检测应采用抗原—抗体杂交法。
(4)阶段Ⅱ为组织培养,其核心过程就是脱分化和再分化。由植物 细胞发育成完整植株,则体现了植物细胞具有全能性。
探究点二
探究点三
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类型二 动物基因工程的应用 例2有关动物基因工程的说法,错误的是( ) A.将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物的生长速度 B.将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中,使获得的转基因牛分泌的 乳汁中,乳糖的含量大大降低 C.利用基因工程技术得到的乳腺生物反应器,可以解决很多重要 药品的生产问题 D.用转基因动物作为器官移植的供体时,导入的是调节因子,而不 是目的基因,因此无法抑制抗原的合成
答案(1)限制性核酸内切 构建耐盐基因表达载体 (2)启动子、终止子 基因枪 (3)DNA-mRNA分子杂交法 抗原—抗体杂交 (4)脱分化和再分化 全能性
探究点一
探究点二
探究点三
当堂检测
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特别提醒利用基因工程培育生物新品种,打破了常规育种中难以突 破的生殖隔离,实现了不同物种之间进行基因交流,从而大幅度改 良生物的遗传特性。
期的临床试验阶段
探究点一
探究点二
探究点三
当堂检测
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案例探究
类型一 植物基因工程的应用
例1我国有大量的盐碱地,科学家利用耐盐碱植物中的耐盐基因,
培育出了耐盐水稻新品系。下图是培育过程简图,请回答下面的问
题。
探究点一
探究点二
探究点三
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