专题13基因工程的应用.ppt

学习目标 1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 2.关注基因工程的进展。 3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。 同步学案 1.抗虫转基因植物 （1）杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、 抑制剂基因、 抑 制剂基因、 基因等。 成果：抗虫植物： 棉、玉米、马铃薯、番茄等。 （2）抗病转基因植物 植物的病原微生物： 、真菌和细菌等。 抗病基因种类 a.抗病毒基因：病毒 基因和病毒的复制酶基因。 b.抗真菌基因： 基因和抗毒素合成基因。 c.成果：烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、 甜椒、番茄等。 （3）抗逆转基因植物 抗逆基因：调节细胞 基因使作物抗碱、抗旱；鱼的基因 使作物耐寒； 基因，使作物抗除草剂。 成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。 （4）转基因改良植物品质 优良基因：必需氨基酸的蛋白质 基因、控制番茄果实 成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。 成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。 【答案】（1）蛋白酶、淀粉酶、植物凝集素（2）病毒、外 壳蛋白、几丁质酶（3）渗透压、抗冻蛋白、抗除草剂（4） 编码 2.动物基因工程的成果 （1）提高动物的生长速度 生长基因：外源 基因。 成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。 （2）改善畜产品的品质 优良基因：肠乳糖酶基因。 成果：转基因牛 含量少。 （3）转基因动物生产药物 基因来源：药用 基因+ 蛋白基因+启动子。 成果：乳腺生物反应器。 （4）转基因动物作器官移植的供体 器官供体：抑制或除去 决定基因。 成果：利用克隆技术培育没有的猪器官。 （5）基因工程药物 来源：转基因 。 成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 【答案】生长激素、乳糖、蛋白、乳腺、抗原、免疫排斥反 应、工程菌 3.基因治疗 概念：把 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。 成果：将腺苷脱氢酶基因导入患者的淋巴细胞。 【答案】正常基因 知识与技能 1.植物基因工程成果 （1）抗虫转基因植物 杀虫基因：主要有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抵制剂基因、淀粉 酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。 优点：减小生产成本，减少环境污染 （2）抗病转基因植物 抗病基因：使用最多的是病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶 基因；抗真菌转基因植物中可使用的基因有几丁质酶基因抗 毒素合成基因。 （3）其他抗逆转基因植物： 抗逆基因：调节渗透压的基因（使植物细胞渗透压升高以适 应盐碱或干旱环境）、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因。 作用：以提高植物对环境适应能力。 （4）利用转基因改良植物的品质 举例：将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中， 或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高 植物氨基酸含量。 2.动物基因工程 （1）用于提高动物生长速度（生长激素基因） （2）用于改善畜产品的品质 （3）用转基因动物生产药物（乳腺生物反应器） 优点：产量高；质量好；成本低；易提取。 缺点：只能是雌性个体在泌乳期时才行。 提示：乳腺蛋白基因的启动子是一种特异性表达的启动子 ；受体细胞为受精卵。有些可以导入膀胱壁细胞，从尿液 中提取。 （4）用转基因动物作器官移植的供体 原理：使移植物的器官没有抗原，就不会发生免疫排斥反应 方法：将某种调节因子导入器官供体基因组，以抑制抗原决 定基因的表达，可设法除去抗原决定基因。 （5）基因工程药品 3.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，这是治疗遗传病的最有 效手段。 种类：体外基因治疗和体内基因治疗。 原理：遗传病患者一般缺少正常基因，所以导入正常基因 后，使其表达，即可对病情起到缓解作用。 提示：受体细胞一般为体细胞而不是受精卵，基因治疗后只 有一部分细胞含有正常基因。基因治疗没有影响原有基因， 所以细胞中两种基因同时存在。 典例精析 例1 以下有关基因工程的叙述，正确的是（ ） A.基因工程是细胞水平上的生物工程 B.基因工程的产物对人类都是有益的 C.基因工程产生的变异属于人工诱变 D.基因工程育种的优点之一是目的性强 【解析】基因工程是指在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和 “拼接”，对生物的基因进行改造（目的性强）和重新组合（基因重组 ），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 ，产生出人类所需要的基因产物，但并不是所有的基因产物对人类都是 有益的。 【答案】 D 变式练习1 在人类染色体DNA不表达的碱基对中，有一部分是 串联重复的短序列。它们在个体之间已有显著的特异性，这种 短序列可用于（ ） A.生产基因工程药物 B.侦查罪犯 C.遗传病的产前诊断 D.基因治疗 【答案】 B 例2 下列不属于基因工程产物的是（） A.干扰素 B.胰岛素 C.青霉素 D.乙肝疫苗 【解析】基因工程在医药卫生领域的应用非常广泛，主要包括生产基因工 程药品、用于基因诊断和基因治疗。在药品生产中，用基因工程的方法制 造的“工程菌”可以高效率地生产出高质量、低成本的药品，如胰岛素是 1979年科学家将动物体内能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重 组，并在大肠杆菌内表达而合成的基因药物。19801982年，科学家用基 因工程的方法在大肠杆菌及酵母菌的细胞中合成了干扰素。除此以外，预 防乙肝、狂犬病的各种疫苗也是基因工程药物，而青霉素是青霉菌发酵的 产物。 【答案】 C 变式练习2 基因工程生产胰岛素的主要原因是（ ） A. 工艺简单，容易操作 B. 生产量大，价格较低 C. 所生产的胰岛素可以用于口服 D. 所生产的胰岛素疗效大大提高 【答案】 B 例3 随着科学技术的发展，化学农药的产量和品种逐年增加 ，但害虫的抗药性也不断增强，对农作物危害仍然很严重。 如近年来，棉铃虫在我国大面积暴发成灾，造成经济损失每 年达100亿以上。针对这种情况，江苏农科院开展“转基因 抗虫棉”的科技攻关研究，成功地将某种能产生抗虫毒蛋白 细菌的抗虫基因导入棉花细胞中，得到的棉花新品种对棉铃 虫的毒杀效果高达80%以上。 就以上材料，分析回答： （1）抗虫基因之所以能接到植物体内去，原因是 （2）“转基因抗虫棉”具有抗害虫的能力，这表明棉花体内 产生了抗虫 的物质。这个事实说明，害虫和植物共用 一套 ，蛋白质合成的方式是的。 （3）“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可表示为 。 （4）该项科技成果在环境保护上的作用是 。 （5）科学家预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以 后，也将出现不抗虫的植株，此现象来源于 。 【解析】细菌的DNA分子结构组成与植物DNA结构组成是相同的，这是实现 基因片段转移的结构基础。棉花具有了抗虫能力，证明了细菌的抗虫基因 “嫁接”在棉花DNA上获得成功，并得以表达，产生了抗虫毒蛋白，这个 事实说明了细菌和棉花共有一套遗传密码（信使RNA）。遗传信息的传递 过程遵循“中心法则”。由于棉花本身具有了抗害虫的能力，可以减少