3.3基因工程的应用课件2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第4课时 第3章 基因工程 基因工程的应用 人教版选择性必修3 1 1.能举例说出基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用 2.能认同基因工程的应用价值 学习活动 学习总结 学习目标 能举例说出基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用 任务1：阅读教材，收集和整理基因工程在农牧业上应用的信息 目标 一 举例 为什么要做 怎样做 成效如何 转 基 因 植 物 抗虫 抗病 抗除草剂 改良品质 转 基 因 动 物 提高生长速率 改良畜产品的品质 学习目标 学习总结 学习活动 1.转基因植物和转基因动物的制备用到的技术主要有哪些? 【提示】 (一)植物细胞工程: 基因工程、植物组织培养 (二)动物细胞工程: 基因工程、动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植。 【思考与讨论】 学习目标 学习总结 学习活动 2.从环境保护角度出发，分析转基因抗虫棉与普通棉相比在害虫防治方面的优越性? 【提示】减少了化学杀虫剂的用量,降低了环境污染的程度,提高了产量,改善了棉田生态环境,降低了生产成本。 【思考与讨论】 学习目标 学习总结 学习活动 二、基因工程在医药卫生领域的应用 药物类型 细胞因子、抗体、疫苗和激素等 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 成果 我国生产的重组人类干扰素、血小板生成素、促进红细胞生成素和粒细胞击落刺激等基因工程药物均已投放市场 利用微生物或动物植物的细胞生产药物 学习目标 学习总结 学习活动 （1）动物乳腺生物反应器： 将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，在体外培养至早期胚胎，然后将早期胚胎移入母体内，使其发育成转基因动物。该转基因动物进入泌乳期后，可通过分泌乳汁来生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。 转基因哺乳动物批量生产药物 学习目标 学习总结 学习活动 由于目前人体移植器官短缺，已经成为世界性难题，为此科学家正尝试利用基因工程的方法对猪的器官进行改造。 （1）原因： 在器官供体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，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。 （2）改造方法： （3）以猪作为器官移植供体的原因： 由于猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似，而且猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要远远少于灵长类动物。 用转基因动物作器官移植的供体 学习目标 学习总结 学习活动 任务2：阅读教材P90-91页，绘制用基因工程技术获得乳腺生物反应器的流程图 【提示】 获取目的基因 构建基因表达载体 导入哺乳动物受精卵 进行早期培养后送入母体 发育成转基因动物 如人血清白蛋白基因、人生长激素基因等 目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组建重组 显微注射法 利用分泌的乳汁生产所需的药品 学习目标 学习总结 学习活动 1.用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程与一般转基因动物的操作过程有何异同? 【提示】二者过程相似,不同之处在于构建表达载体时,获得动物乳腺生物反应器需要将编码目的蛋白质的基因序列与乳腺蛋白基因的启动子等调控元件重组在一起,即在目标产品蛋白质编码框的前面加上乳腺组织中特异表达的启动子,否则目的基因在乳腺细胞中不能转录。 【思考与讨论】 学习目标 学习总结 学习活动 2.与工厂化生产药用蛋白相比，用动物乳腺生物反应器生产药用蛋白的优势有哪些？ 【提示】（1）动物乳腺有完整的蛋白质翻译后修饰系统，生产的蛋白质活性高、更稳定； （2）产物直接经乳汁分泌，只需除去酪蛋白，沉淀乳清，再经层析就可以得到重组蛋白，产物易提取。 学习目标 学习总结 学习活动 比较内容 乳腺生物反应器 工程菌 受体基因结构与人类基因结构差异 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 基因表达 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 受体细胞 动物受精卵 微生物细胞 目的基因导入方式 显微注射法 感受态细胞法 生产条件 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 药物提取 从动物乳汁中提取 从微生物细胞或其培养液中提取 1.乳腺生物反应器与工程菌生产药物的区别 【知识总结】 学习目标 学习总结 学习活动 2.乳腺能成为基因药物最理想的表达场所的原因 （1）乳腺是外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会