1、2021人人教版（教版（新教材新教材）必修二）必修二 遗传和进化遗传和进化第三章 基因工程第2节 基因工程的应用1.了解基因工程在植物、动物、制药、基因治疗等方面的应用2.掌握乳腺生物反应器的构建过程，转基因动物器官培育过程。3.掌握基因治疗方法，能解决实际应用问题。教学目标 基因工程可帮助人类解决当前存在的基因工程可帮助人类解决当前存在的一些重大问题。一些重大问题。粮食问题粮食问题环境污染问题环境污染问题 能源危机问题能源危机问题不治之症问题不治之症问题一、基因工程对农牧业方面的应用一、基因工程对农牧业方面的应用 植物基因工程在植物基因工程在农业农业中的应用发展迅速，主要用于中的应用发展迅速
2、，主要用于提高提高农作物的抗逆能力农作物的抗逆能力，以及，以及改良农作物的品质改良农作物的品质和和利用植物生利用植物生产药物产药物等方面。等方面。1 1、转基因抗虫植物、转基因抗虫植物（1）方法：）方法：从某些生物分离出具有杀虫活性的基因导入作物中，从某些生物分离出具有杀虫活性的基因导入作物中，使其具有抗虫性。使其具有抗虫性。（2）杀虫基因：）杀虫基因：Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因，淀粉酶抑制毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因，淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。剂基因、植物凝集素基因等。（3）成果：）成果：抗虫棉、抗虫水稻。抗虫棉、抗虫水稻。棉铃虫棉铃虫稻飞虱稻飞虱一、基因工程对农牧业方面的应
3、用一、基因工程对农牧业方面的应用抗虫棉的培育过程：抗虫棉的培育过程： 引起植物生病的微生物，称病原微生物；如病毒、真菌和细菌等目前人们已获得：目前人们已获得： 抗烟草花叶病毒的转基因烟草 抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。病毒外壳蛋白基因（病毒外壳蛋白基因（CPCP基因）基因）病毒的复制酶基因病毒的复制酶基因抗病毒基因：抗病毒基因：几丁质酶基因几丁质酶基因抗毒素合成基因抗毒素合成基因抗真菌基因：抗真菌基因：2 2、转基因抗病植物、转基因抗病植物一、基因工程对农牧业方面的应用一、基因工程对农牧业方面的应用（1 1）哪些）哪些环境条件会造成农作物低产、减产？环境条件会造成农作物低产、减产？盐碱、干
4、旱、低温和涝害等盐碱、干旱、低温和涝害等（2 2）盐碱）盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关？和干旱对农作物的危害与什么有关？细胞内的渗透压调节细胞内的渗透压调节（3 3）在）在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因？因？ 调节细胞渗透压的基因调节细胞渗透压的基因 3 3、抗逆转基因植物抗逆转基因植物一、基因工程对农牧业方面的应用一、基因工程对农牧业方面的应用鱼的抗冻蛋白基因鱼的抗冻蛋白基因 牛刀小试牛刀小试提高提高农作物抗盐碱和抗旱能力的目的基因是（农作物抗盐碱和抗旱能力的目的基因是（ ）A、抗除草剂基因、抗除草剂基因B、调节细胞渗透压的基因、调节细胞渗透压的基因C
5、、抗冻蛋白基因、抗冻蛋白基因D、Bt毒蛋白基因毒蛋白基因B B抗抗除草剂基因有何用途？除草剂基因有何用途？喷洒除草剂时，杀死田喷洒除草剂时，杀死田间的杂草而不损伤作物间的杂草而不损伤作物一、基因工程对农牧业方面的应用一、基因工程对农牧业方面的应用4 4、转基因抗除草剂植物、转基因抗除草剂植物(1) (1) ：使食品的营养成分均衡使食品的营养成分均衡 豆类食品含蛋氨酸蛋氨酸比较少，大米、玉米、小麦则含赖氨酸赖氨酸比较少。这些人体必需氨基酸的缺少对健康很不利。 科学家们将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，导入植物导入植物，或改变这种氨基酸合成途径中某种关键酶改变
6、这种氨基酸合成途径中某种关键酶的活性的活性，以提高氨基酸的含量。我国科学家培育出了赖氨酸含量提高30%的转基因玉米。 豆类食品含蛋氨酸蛋氨酸比较少，大米、玉米、小麦则含赖氨酸赖氨酸比较少。这些人体必需氨基酸的缺少对健康很不利。 科学家们将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，导入植物导入植物，或改变这种氨基酸合成途径中某种关键酶改变这种氨基酸合成途径中某种关键酶的活性的活性，以提高氨基酸的含量。 豆类食品含蛋氨酸蛋氨酸比较少，大米、玉米、小麦则含赖氨酸赖氨酸比较少。这些人体必需氨基酸的缺少对健康很不利。 科学家们将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，将必需氨基酸含
7、量多的蛋白质编码基因，导入植物导入植物，或改变这种氨基酸合成途径中某种关键酶改变这种氨基酸合成途径中某种关键酶的活性的活性，以提高氨基酸的含量。一、基因工程对农牧业方面的应用一、基因工程对农牧业方面的应用5 5、利用转基因改良植物品质利用转基因改良植物品质 番茄富含维生素，但不耐储存。 我国科学家将控制番茄成熟控制番茄成熟的基因的基因导入番茄，获得转基因延熟番茄。储存时间可延长1-2个月，有的可达80多天。（2 2）：）：转基因耐储存番茄转基因耐储存番茄一、基因工程对农牧业方面的应用一、基因工程对农牧业方面的应用5 5、利用转基因改良植物品质利用转基因改良植物品质(3) (3) ：转基因矮牵牛
8、花转基因矮牵牛花 将与植物花青素代谢有关的基因与植物花青素代谢有关的基因导入花卉植物矮牵牛中，转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色。一、基因工程对农牧业方面的应用一、基因工程对农牧业方面的应用5 5、利用转基因改良植物品质利用转基因改良植物品质 科学家们将外源生长激素基因，导入动物体内外源生长激素基因，导入动物体内，以提高动物生长速率。得到了转基因老鼠和转基因鲤鱼。一、基因工程对农牧业方面的应用一、基因工程对农牧业方面的应用6 6、利用利用转基因提高动物的生长速率转基因提高动物的生长速率 例如，有些人食用牛奶后，对牛奶中的乳糖不能完全消化，也有人出现过敏、腹泻、恶心。 科学家们将肠肠乳糖酶基因，
9、导入奶牛基因组乳糖酶基因，导入奶牛基因组，获得的转基因奶牛分泌的乳汁中，乳糖含量大大降低，而其他营养成分不受影响。一、基因工程对农牧业方面的应用一、基因工程对农牧业方面的应用7 7、用来改善畜产品的品质用来改善畜产品的品质二、基因工程在医药卫生领域的应用二、基因工程在医药卫生领域的应用1 1、用转基因动物生产药物、用转基因动物生产药物二、基因工程在医药卫生领域的应用二、基因工程在医药卫生领域的应用1 1、用转基因动物生产药物、用转基因动物生产药物产量产量高、质量好、成本低、易提取高、质量好、成本低、易提取将将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控
10、组件重组在一起，通过组在一起，通过显微注射显微注射等方法，导入哺乳动物的等方法，导入哺乳动物的受精卵受精卵中，将受精卵送入母体，使其发育成中，将受精卵送入母体，使其发育成转基因动物转基因动物。转基因。转基因动物进入动物进入泌乳期泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品药品，称为称为乳腺生物反应器乳腺生物反应器或乳房生物反应器。或乳房生物反应器。二、基因工程在医药卫生领域的应用二、基因工程在医药卫生领域的应用1 1、用转基因动物生产药物、用转基因动物生产药物获取目的基因获取目的基因构建基因表达载体构建基因表达载体( (乳腺蛋白基因的启动子乳腺蛋白基因的启动子药用
11、蛋白基因药用蛋白基因) )显微注射，显微注射，导入受精卵导入受精卵形成早期胚胎形成早期胚胎移植到母体移植到母体 发育成转基因动物。发育成转基因动物。 动物动物通过通过分泌的乳汁来生产所需分泌的乳汁来生产所需要的药物。要的药物。 科学家科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是（抗体，相关叙述中正确的是（ ）该技术将导致定向变异该技术将导致定向变异DNA连接酶把目的基因与运连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来蛋白质中的氨基酸载体黏性末端的碱基对连接起来蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料受精卵是理想的受序
12、列可为合成目的基因提供资料受精卵是理想的受体体A B C D 牛刀小试牛刀小试C C乳汁中含有人生长激乳汁中含有人生长激素的转基因牛素的转基因牛含人凝血因子基因的含人凝血因子基因的转基因羊（治血友病）转基因羊（治血友病）二、基因工程在医药卫生领域的应用二、基因工程在医药卫生领域的应用1 1、用转基因动物生产药物、用转基因动物生产药物实例实例 过渡： 由于由于人体移植器官短缺人体移植器官短缺是是世界性难题，人们不得不寻找世界性难题，人们不得不寻找可替代的移植器官可替代的移植器官。 猪的内脏构造、大小、血管猪的内脏构造、大小、血管分布与人相似；而且猪体内隐藏分布与人相似；而且猪体内隐藏的致病基因远
13、远少于灵长类动物。的致病基因远远少于灵长类动物。最大的难题：最大的难题： 存在 反应。免疫排斥免疫排斥利用基因工程对猪的器官进行改造利用基因工程对猪的器官进行改造方法：方法：将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达或设法除去抗原决定基因抗原决定基因的表达或设法除去抗原决定基因，再结，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官猪器官二、基因工程在医药卫生领域的应用二、基因工程在医药卫生领域的应用2 2、用转基因动物做器官移植的供体、用转基因动物做器官移植的供体假如某位心脏病人换上
14、经过改造的猪心脏后，过上了健康人的生活。在生活中，他会遭受到歧视吗？对此你怎么看？三三、基因工程在食品工业领域的应用、基因工程在食品工业领域的应用基因工程与环境污染基因工程与环境污染治理的实例治理的实例基因工程做成的基因工程做成的“超级细菌超级细菌”能吞食和分解能吞食和分解多种污染环境的物质。多种污染环境的物质。三三、基因工程在食品工业领域的应用、基因工程在食品工业领域的应用小结小结一、植物基因工程硕果累累一、植物基因工程硕果累累二二、动物基因工程前景广阔、动物基因工程前景广阔1 1、抗虫转基因植物、抗虫转基因植物2 2、抗病转基因植物、抗病转基因植物3 3、抗逆转基因植物、抗逆转基因植物4 4、利用转基因改良植物的品质、利用转基因改良植物的品质1 1、提高动物生长速度、提高动物生长速度2 2、用于改善畜产品的品质、用于改善畜产品的品质3 3、用转基因动物生产药物、用转基因动物生产药物4 4、用转基因动物作器官移植的供体、用转基因动物作器官移植的供体同学们利用课下时间，去网上找一找同学们利用课下时间，去网上找一找谢谢
