高中生物人教版 (2019)选择性必修3基因工程的应用教学课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3基因工程的应用教学课件ppt，共31页。PPT课件主要包含了一发展现状，转基因作物，转基因抗虫植物，二植物方面，转基因抗病植物，改良植物的品质，三动物方面，转基因动物，干扰素，寻求可替代的移植器官等内容，欢迎下载使用。
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，基因工程还有那些应用呢？
转基因大豆、重组人干扰素、促红细胞生成素等。
1.1996-2017年，全世界转基因作物种植面积增加了100多倍。
2.转基因作物的种植使化学农药的施用量减少了8.2%，作物产量增加了6.6×108t,增加经济效益1.3万亿。
3.世界上转基因作物种植面积最大的国家是美国；到2017年，我国相应的种植面积才居世界第8位。
一、基因工程在农牧业方面的应用
4.在转基因动物方面，近些年几乎每年都有令人瞩目的研究成果报道，有些成果正在进入实用化和商业化开发的阶段。
2015年11月，第一种用于食用的转基因动物﹣转基因大西洋鲑（俗称“三文鱼”）在美国获得批准上市。
（1）方法：从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因，将它导入作物中培育出具有抗虫性的作物。
（2）成果：转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等。
（3）优点：减少因化学农药的使用而造成的环境污染和对人类健康的损害、降低生产成本、提高产量。
（2）培育方法：将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中，培育出转基因抗病植物。
（1）背景：许多栽培作物由于自身缺少抗病基因，因此用常规育种的方法很难培育出抗病的新品种。
（3）成果：转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。
（1）背景：杂草常常危害农业生产，而大多数除草剂不仅能杀死田间杂草，还会损伤作物，导致作物减产。
（2）方法：将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可以培育出抗除草剂的作物品种。
（3）成果：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。
3.转基因抗除草剂植物
（1）培育方法：利用转基因技术改良植物的营养价值、观赏价值等
（2）实例：将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，提高氨基酸的含量，科学家培育的某种转基因玉米中赖氨酸的含量比对照高30%。
将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中，使它呈现出自然界原没有此颜色的观赏花
1、用于提高动物生长速度
原因： 外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长更快
转入外源生长激素基因的“超级小鼠”
导入肠乳糖酶基因的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖含量大大降低
为什么有些渴牛奶时要选用无乳糖牛奶？
这是因为有些人因乳糖酶分泌少，不能完全消化牛奶中的乳糖，食用牛奶后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，即乳糖不耐受。
2、用于改善畜产品的品质
1.对微生物或动植物的细胞进行基因改造产药
（1）药物类型：细胞因子、抗体、疫苗和激素等。
（2）用途：预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎等。
（3）成果：我国生产的重组人干扰素、血小板生成素、促红细胞生成素和粒细胞集落刺激因子等。
二、基因工程在医药卫生领域的应用
干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白，广泛用于治疗病毒感染性疾病、对乳腺癌、淋巴癌、多发骨髓瘤和某些白血病等也具一定的疗效。
1993年我国批准生产重组人干扰素α-1b，它是我国批准生产的第一个基因工程药物，目前主要用于治疗慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等。
1980-1982年，科学家用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，从1Kg培养物中可以得到20—40mg干扰素。
中国干扰素之父-侯云德
在牛、山羊等动物的乳腺生物反应器中，获得了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等重要医药产品
优点：①产量高；②质量好；③成本低；④易提取。
2.让转基因哺乳动物批量生产药物
①人体器官移植的难题：
a.猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似b.猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒远远少于灵长类动物
为何人们会考虑用猪的器官来解决人类器官移植的来源问题？
3.用转基因的动物作器官移植的供体
导入人基因具特殊用途的猪
a.在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达；
b.设法除去抗原决定基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
如何克服异源器官免疫排斥的难题？
假如某位心脏病病人换上经过改造的猪心脏后，过上健康人的生活，在生活中，他会遭到歧视吗？对此你怎么看？
生命和健康是人最宝贵的东西，若一个病人换上了经过改造的猪心脏重获了健康，我们不仅不能歧视他，还应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。
全球首例用转基因猪心脏替换衰竭心脏的病人
利用基因工程菌，除可生产药物，还能生产食品工业用酶、氨基酸和维生素。
一种普遍使用的甜味剂，主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，这两种氨基酸可通过基因工程实现大规模生产。
无糖饮料为什么喝起来一样是甜甜的？
三、基因工程在食品工业方面的应用
奶酪生产中用来凝聚固化奶中的蛋白质
制备方法： 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，经工业发酵批量生产凝乳酶。
加工转化糖浆需淀粉酶，加工烘烤食物需脂酶
构建基因工程菌后用发酵技术大量生产。所获的酶纯度更高，生产成本显著降低，生产效率较高。
①培育可以降解多种污染物的“超级细菌”来处理环境污染；②利用经过基因改造的微生物来生产能源
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？
截至2019年年底，我国批准发放过转基因耐储藏番茄、转基因抗虫棉、改变花色的转基因矮牵牛、转基因抗病辣椒、转基因抗病番木瓜、转基因抗虫水稻、转植酸酶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.下列有关基因工程在农牧业方面应用的叙述，错误的是（ ）A.将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物，可培育出转基因抗病植物B.将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可培育出转基因抗除草剂作物C.将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物，可提高植物的营养价值D.将基因工程生产的肠乳糖酶作为药物添加在牛奶中，可解决人的乳糖不耐受问题
2.利用转基因山羊乳腺生物反应器生产丁酰胆碱酯酶，可治疗有机磷中毒。下列叙述错误的是 （ ）A.应该用山羊乳腺中特异表达的基因的启动子构建基因表达载体B.通过体细胞克隆可将丁酰胆碱酯酶基因传递给子代C.通过显微注射法将基因表达载体导入山羊乳腺细胞D.山羊乳腺细胞可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶
3.下列关于用转基因动物作器官移植供体的研究的叙述，不正确的是（ ）A.人体移植器官短缺和免疫排斥是目前制约人体器官移植的两大难题B.猪的内脏构造、大小和血管分布与人的极为相似C.灵长类动物体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒少于猪D.无论以哪种动物作为供体，都需要在其基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因
4.下列关于利用乳腺生物反应器生产药用蛋白的叙述，错误的是（ ）A.需要将编码药用蛋白的基因与能在乳腺中特异性表达的基因的启动子等调控元件重组在一起B.可以使用感受态细胞转化法将基因表达载体导入受体细胞C.需要借助于早期胚胎培养和胚胎移植技术培育出转基因动物D.药物的生产会受到转基因动物性别和年龄的限制