高中生物人教版 (2019)选择性必修3第3节 基因工程的应用试讲课教学ppt课件

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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，科学家将鳊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。除了生产胰岛素，基因工程还有哪些应用呢?
一、基因工程在农牧业方面的应用
(1)技术方法：从某些生物中分离出具有_____________________的基因，将它导入作物中，培育出具有抗虫性的作物。
(2)实例：抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等。
(1)技术方法：将来源于________________________的抗病基因导入植物中，培育出转基因抗病植物。
(2)实例：转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。
3．转基因抗除草剂植物
(1)技术方法：将________________________________的基因导入作物，可培育抗除草剂的作物品种。
(2)实例：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。
(1)技术方法：将_______________________________________编码基因导入植物中，可以提高这种氨基酸的含量。
必需氨基酸含量多的蛋白质
(2)实例：转基因玉米中赖氨酸的含量比对照高30%。
5．提高动物的生长速率
(1)技术方法：将___________________基因导入动物体内，提高动物的生长速率。
(2)实例：转基因鲤鱼。
(1)技术方法：将_______________________基因导入奶牛基因组。
(2)实例：乳汁中乳糖含量大大降低的转基因奶牛。
二、基因工程在医药卫生领域的应用
①对微生物或动植物的细胞进行__________________，使它们能够生产药物。
②利用乳腺生物反应器生产药物：将_________________基因与乳腺中特异表达的基因的__________________等调控元件重组在一起，通过_____________________导入哺乳动物的受精卵中，培育出的转基因动物通过___________________生产所需要的药物。
假如某位心脏病病人换上经过改造的猪心脏后，过上了健康人的生活。在生活中，他会遭到歧视吗?对此你怎么看?
提示：生命和健康是人最宝贵的东西， 如果一个病人换上了经过改造的就心胜后重获了健康，我们不仅不能歧视他。还应该从他身上看到现代生物技术在维持人体健康、治疗疾病等方面的应用价值。
乳腺生物反应器的操作过程
获取目的基因（如血清蛋白白基因）
构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前家乳腺蛋白基因的启动子）
显微注射导入哺乳动物受精卵中
发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达）
乳腺生物反应器与工程菌生产药物的区别
指让外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白
指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系
动物基因结构与人类的基因结构基本相同
细菌和酵母菌的基因结构与人类有较大差异
合成的药物蛋白与天然蛋白质相同
细菌合成的药物蛋白可能没有活性
不需严格灭菌；温度等外界条件对其影响不大
需严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件
从微生物细胞或其培养液中提取
③培育移植器官：在器官供体的基因组中导入某种_______________抑制___________________基因的表达或设法除去__________________基因，然后再结合___________技术，培育出不会引起________________反应的转基因克隆器官。
(2)实例：重组人干扰素、促红细胞生成素、抗凝血酶、血清白蛋白等。
三、基因工程在食品工业方面的应用
(1)技术方法：利用基因工程菌生产食品工业用___________、氨基酸和_________________等。例如将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因组中，再通过_________________生产凝乳酶。
(2)实例：淀粉酶、脂酶、天冬氨酸和苯丙氨酸。
转基因技术自诞生以来，发展迅速，研发对象已涵盖至少35科、200 多种的植物，涉及大豆、玉米和棉花等重要作物，以及牧草、花卉和林木等。请调查:1.目前我国批准发放了哪些转基因作物的生产应用安全证书和进口安全证书?
提示：截至2019年年底，我国批准发放过转基因耐储藏番描、转基因抗虫棉、改变花色的转达因矮牵牛、转基因抗病辣椒、转基因抗病番木瓜、转基因抗虫水稻、转植酸麟基因玉米以及转基因耐除草剂大豆的生产应用安全证书；批准了转基因棉花、大豆、玉米、油菜、甜菜和番木瓜的进口安全证书，但我国进口的基本上是转基因棉花的纤维，其他进口转基因作物的用途仅限于用作加工原料;我国没有批准任何一种转基因粮食作物种子进口到我国境内商业化种植。
1．抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是(　　)A．抗病毒转基因植物可以抵抗所有病毒B．抗病毒转基因植物对病毒的抗性具有局限性或特异性C．抗病毒转基因植物可以抗害虫D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异
提示：由于外源抗病毒基因具有特异性，因而其表达产物具有特异性或局限性，只能抵抗某种或某类病毒，不可能抵抗所有病毒，更不能抗害虫。目的基因导入受体细胞后，可以随受体内的自身遗传物质稳定遗传，也会同自身遗传物质一样发生变异。
2．下列有关乳腺生物反应器的叙述错误的是(　　)A．动物基因结构与人类基因结构相同B．乳腺生物反应器生产的药物是自然界没有的C．可从具有目的基因的转基因雌性动物乳汁中提取药物D．乳腺生物反应器是转基因技术在畜牧业中的应用
提示：乳腺生物反应器生产的药物在自然界中可以找到，只不过在转基因动物体内更容易提取到较大量的药物。
3.糖尿病已经成为危害人类健康的严重疾病之一，注射胰岛素是目前治疗糖尿病最为有效的途径和手段。如何生产优质而不昂贵的人胰岛素，是当下医药界急需攻克的科学难题。下图为利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请回答：
(1)在基因表达载体中，______________________是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA。