3.3基因工程的应用（课件）课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

【学习目标】1.列举基因工程在农牧业方面、医药卫生领域、食品工业方面的具体应用及取得的丰硕成果，培养科学思维能力，树立社会责任意识。2.认同基因工程的应用价值。第3节基因工程的应用一、基因工程在农牧业的应用：优点：意义：目的性强，育种周期短。克服远缘杂交不亲和性。课堂活动一：知识配对二、基因工程在医药卫生领域的应用：从社会中来胰岛素是治疗糖尿病的特效药物。传统生产胰岛素的方法是从猪、牛等动物的胰腺中提取。曾经生产供一位糖尿病病人使用一年的胰岛素，需要上千头牛，生产的成本非常高。1978年，科学家将编码人胰岛素的基因导入大肠杆菌细胞中，使大肠杆菌表达重组人胰岛素。我国拥有自主知识产权的基因工程药物-重组人胰岛素已经研制成功并得到广泛应用。该大肠杆菌是______________菌，请概述其培育过程：目的基因质粒重组质粒大肠杆菌大量可生产胰岛素的大肠杆菌人胰岛素基因转基因细培养构建导入在医药卫生的应用深挖教材：课本90页：资料卡目的基因质粒重组质粒大肠杆菌大量可生产干扰素的大肠杆菌人干扰素基因培养构建导入1.干扰素的化学本质是______;干扰素的作用机理是_______________。2.传统生产干扰素的方法是_______________________提取。3.干扰素用于___________________________________________________疾病的治疗。4.目前大量生产干扰素的方法是什么？5.利用转基因大肠杆菌能直接生产有活性的干扰素等化学本质为糖蛋白的药物吗？为什么？糖蛋白干扰病毒复制病毒感染性疾病、乳腺癌、淋巴癌、多发骨髓瘤和某些白血病从人血液中的白细胞内用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得不能。转基因细菌是原核生物，细胞中只有核糖体，可以合成蛋白质，糖蛋白需在内质网加工。酵母菌酵母比较项目基因结构基因表达受体细胞导入目的基因的方式生产条件药物提取基因工程菌细菌等生物基因的结构与人类基因的结构有较大差异细菌细胞内没有内质网、高尔基体等细胞器，产生的药用蛋白可能没有活性微生物细胞Ca2＋处理（大肠杆菌）需要严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件大从微生物细胞中提取乳腺生物反应器动物基因的结构与人类基因的结构基本相同合成的药用蛋白与天然蛋白质相同动物的受精卵显微注射法不需要严格灭菌，温度等外界条件对其影响不从动物乳汁中提取归纳总结：乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较易错提醒基因工程应用的三个易混点(1)动物基因工程的目的主要是改善畜产品的品质或者是用转基因动物生产药物。（2）高产青霉菌是诱变产生的，不属于基因工程菌。(3)乳腺生物反应器的操作过程中，构建基因表达载体时，目的基因首端要连接乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件，否则目的基因在乳腺细胞中不能转录。将构建好的基因表达载体导入受精卵，而不是乳腺细胞，这样由受精卵发育成的个体体细胞中均含有目的基因（如药用蛋白基因），但该基因只在乳腺细胞中表达。三、基因工程在食品工业及其他方面的应用一、概念检测1．将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新导入大肠杆菌的细胞内，再通过发酵工程就能大量生产人生长激素。下列相关叙述正确的是（）A．转录生长激素基因需要解旋酶和DNA连接酶B．发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初生代谢物C．大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传D．大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤和尿密啶的含量相等2．基因工程应用广泛，成果丰硕。下列不属于基因工程应用的是（）A．培育青霉菌并从中提取青霉素B．利用乳腺生物反应器生产药物C．制造一种能降解石油的"超级细菌"D．制造一种能产生干扰素的基因工程菌当堂训练二：课本92页CA二、拓展应用1．除草剂的有效成分草甘磷能够专一地抑制EPSP合酶的活性，从而使植物体内多种代谢途径受到影响而导致植物死亡。草甘磷没有选择性，它在除掉杂草的同时也会使作物受损。解决这个问题的方法之一就是培育抗草甘磷的作物。(1）下面是探究"转入外源EPSP合酶基因能否使矮牵牛抗草甘磷"的流程，请补充完整。①用____________________等处理含有目的基因的DNA片段和Ti质粒，构建重组Ti质粒；②将重组Ti质粒转入农杆菌中；③利用含有重组Ti质粒的农杆菌侵染__________细胞，再通过培育得到植株；④用草甘磷同时喷洒植和对照组植株。结果：_________________________________________________________限制酶和DNA连接酶矮牵牛对照组植株死亡，植株存活，但也受到了影响结论：矮牵牛对草甘腾产生了一定的抗性。课本92页二、拓展应用1．除草剂的有效成分草甘磷能够专一地抑制EPSP合酶的活性，从而使植物体内多种代谢途径受到影响而导致植物死亡。草甘磷没有选择性，它在除掉杂草的同时也会使作物受损。解决这个问题的方法之一就是培育抗草甘磷的作物。(2）请思考并回答下列问题。①在该实验中，对照组是怎样设计的？②如果增加转入的外源EPSP合酶基因的数量，矮牵牛对草甘磷的抗性是否会增加？请你给出进一步探究的思路。对照组为非转基因矮牵牛理论上增加转入的外源EPSP合酶基因的数量，矮牵牛体内EPSP合酶的表达水平会升高，它对草甘磷的抗性会增强。将不同拷贝数的EPSP合酶基因分别转入矮牵牛细胞中，培育植株，比较它们对草甘磷抗性的差异。（2020全国三卷）W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示回答下列问题：(1）步骤①中需要使用的工具酶有________________________________。步骤②和③所代表的操作分别是___________________和_______________________。步骤④称为__________________________。(2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的________________________（答出2点即可）的限制。限制性内切核酸酶、DNA连接酶显微注射体外早期胚胎培养胚胎移植性别、年龄(3）一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息__________（填"相同"或"不同")，原因是____________________________________________________