高中生物 专题1 1.3 1.4基因工程的应用 蛋白质工程的崛起课件 新人教版选修3.ppt

专题1 课前预习 巧设计 名师课堂 一点通 创新演练 大冲关 重点突破 课堂强化 知识清单 案例师说 1 31 4 每课一练 1 基因工程在农业和医疗等方面的应用2 蛋白质工程的原理3 基因治疗 一 植物基因工程硕果累累1 抗虫转基因植物与抗病转基因植物 杀虫活性 抗病基因 bt毒蛋白 外壳蛋 白 几丁质酶 2 其他抗逆转基因植物 1 抗逆基因 利用调节细胞的基因使作物抗碱抗旱 导入鱼的蛋白基因使作物抗寒 导入抗基因使作物抗除草剂 2 成果 抗盐碱 抗干旱的烟草 抗寒的番茄 抗的大豆 玉米等 3 利用转基因改良植物的品质如我国科学家将富含赖氨酸的导入玉米 获得的转基因玉米中赖氨酸的含量比对照组提高30 渗透压 抗冻 除草剂 除草 蛋白质编码基因 剂 二 动物基因工程前景广阔 克隆技术 生长激素 肠乳糖酶 蛋白 乳 器官移植 腺 基因 抗原决定 免疫排斥反应 三 基因工程与人体健康1 基因工程药物 1 概念 基因工程药物是指利用生产的药物 2 原理 通过基因工程技术 使外源基因在工程菌细胞内高效表达 3 成果 人胰岛素 细胞因子 抗体 疫苗 激素等 4 作用 预防和治疗人类肿瘤 心血管疾病 各种传染病 类风湿等疾病 转基因的工程菌 遗传病 糖尿病 2 基因治疗 1 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 2 成果 将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的淋巴细胞 3 途径 分为和 4 现状 处于初期的临床实验阶段 四 蛋白质工程的崛起1 基因工程的不足基因工程只能生产的蛋白质 但天然蛋白质不一定符合人类生产和生活的需要 正常基因 体内基因治疗 体外基因治疗 自然界中已存在 2 蛋白质工程 1 概念 指以蛋白质分子的及其与的关系作为基础 通过或 对现有蛋白质进行改造 或制造一种新的蛋白质 以满足人类的生产和生活的需求 2 目标 根据人们对的特定需求 对进行分子设计 3 手段 通过基因修饰或基因合成 进而指导合成所需蛋白质 结构规律 生物功 能 基因修饰 基因合成 蛋白质功能 蛋 白质的结构 4 途径 预期蛋白质功能 设计预期的 推测应有的序列 找到相对应的序列 基因 5 蛋白质工程流程图 蛋白质结构 氨基酸 脱氧核苷酸 3 蛋白质工程的进展和前景蛋白质工程是一项难度很大的工程 目前成功的例子不多 主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的 这种十分复杂 蛋白质工程前景诱人 但还需经过艰辛探索 高级结构 高级结构 1 阅读教材p17 19 探讨下列问题 1 培育抗虫转基因植物 可用于杀虫的目的基因主要有哪些 提示 bt毒蛋白基因 蛋白酶抑制基因 淀粉酶抑制基因 植物凝集素基因 2 从环境保护角度分析 抗虫转基因植物推广种植 有什么意义 提示 减少农药的使用 降低生产成本 减少环境污染 3 利用转基因技术改良植物品质的途径有哪些 提示 直接导入控制该性状的结构蛋白基因 导入与该性状有关的某种酶的基因或者改变关键酶的活性 2 读教材p20 21 探讨下列问题 1 动物基因工程的应用主要在哪些方面 提示 主要体现在提高动物的生长速度 改善畜产品的品质 用转基因动物生产药物等方面 2 试从产品产量 质量 提取 生产成本角度分析动物乳腺生物反应器具有哪些优点和限制 提示 优点 产量高 且易收获目标产品 可以随乳汁分泌而排到动物体外 产品质量好 成本低 易提取 限制 受性别的限制 若从动物尿液中提取目的基因产物则不受性别限制 3 试区分基因治疗和基因诊断 提示 基因诊断是以dna分子杂交为原理 利用基因探针 快速 准确检测人类疾病 基因治疗是把正常基因导入有基因缺陷的细胞中 达到治疗疾病的目的 3 读教材p26 27 观察分析图1 29 探讨下列问题 1 填表比较蛋白质工程与基因工程 2 分析通过对基因的操作实现对天然蛋白质改造的原因 提示 任何一种天然蛋白质都是由基因编码的 改造了基因即对蛋白质进行了改造 而且改造过的基因可以遗传下去 如果对蛋白质直接改造 即使改造成功 被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的 对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作 难度要小得多 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 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 通常采用 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 细胞中特异表达 解析 显微注射技术是转基因动物中采用最多的 也是最有效的一种方法 转基因动物的受体细胞一般是选用受精卵 因为受精卵具有最高的全能性 目的基因容易表达 检测目的基因是否导入时一般是采用dna分子杂交技术 就是将转基因生物的基因组dna提取出来 在含有基因的dna 片段上用放射性同位素标记 作为探针 使探针与基因组dna杂交 如果显示出杂交带 就表明目的基因已经插入染色体dna中了 研制的是膀胱生物反应器 也就是在尿液中提取产物 所以要让外源基因在小鼠的膀胱上皮细胞中特异性表达 答案 1 显微注射 2 受精卵 或早期胚胎 受精卵 或早期胚胎细胞 具有最高的全能性 可使外源基因在相应组织细胞表达 3 dna分子杂交 核酸探针 4 膀胱上皮 1 利用动物乳腺生物反应器技术时 受体细胞应为受精卵 并且目的基因在乳腺中表达 为了性状能稳定遗传应选用克隆技术繁殖 2 若从尿液中提取目的基因产物 则膀胱上皮细胞应具有合成并分泌目的基因产物的能力 使之直接进入尿液 因为肾小球的过滤能力是不允许蛋白质通过的 下图为蛋白质工程操作的基本思路 请据图回答下列问题 1 代表蛋白质工程操作思路的过程是 代表中心法则内容的是 填写数字 2 写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容 3 蛋白质工程的目的是 通过 实现 4 从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是 的 解析 天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的 而蛋白质工程的基本途径与之相反 即从预期的蛋白质功能出发 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序