課前準備,課本、非常學案、雙色筆,Nothingisimpossibleforawillingheart.（心之所愿，無所不成）,今日贈言,知識回顧,1、基因工程的基本工具:、。2、基因工程的步驟：、。3、獲取目的基因的方法：和。4、獲取目的基因與切割質粒要用限制性內切酶切割，以獲得。5、常用的載體有：。6、將目的基因導入受體細胞的方法：（1）將目的基因導入植物細胞：。（2）將目的基因導入動物細胞：。（3）將目的基因導入微生物細胞：。,限制性內切酶,DNA連接酶,運載體,目的基因的獲取,構建重組載體,重組載體導入受體細胞,表達和鑒定,直接法,人工合成法,同一種,同樣的黏性末端,質粒、噬菌體和動植物病毒,農桿菌轉化法、花粉管通道法和基因槍法,顯微注射法,Ca2+處理法,基因工程的應用,學習目標：1、舉例說出基因工程的應用及取得的豐碩成果2、指出抗蟲棉、金米的培育過程3、列舉應用于臨床治療的基因工程藥物4、概述鐮刀型細胞貧血癥的治療方案,3班司忠麗、劉夢雨、李文嬌、孟祥棟、董玉堂、費振曄、,我們的榜樣，我們的驕傲,希望其他同學再接再厲，積極努力，超越自我!,一、基因工程在農業上的應用,哪些轉基因作物已進入大規模商業化應用?,轉基因大豆、玉米、棉花和油菜,植物基因工程技術主要用于哪些方面?,抗蟲轉基因植物,抗病轉基因植物,抗逆轉基因植物,利用轉基因改良作物品質，提高產量,抗蟲轉基因植物,方法：,目的基因：,從某些生物中分離出具有殺蟲活性的基因，將其導入作物中，使其具有抗蟲性,蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等,成果：,轉基因抗蟲棉；轉基因抗蟲水稻等。,轉基因抗蟲水稻（綠色植株）與對照（黃色枯萎植株）,抗蟲棉（左）和普通棉（右）,1閱讀課本P11-P12，回答一下問題。,（時間：10分鐘）,抗蟲棉培育的目的基因是什么？目的基因從何而來？說出抗蟲棉培育的詳細過程。,抗蟲棉的培育,小組討論學生展示點評,2、要求：先分層討論，再全組討論，總結重點，完善答案。學科組長注意控制討論節奏，及時安排展示與點評。每個同學都要做到：認真、熱烈、高效、有序、激情、投入。,三組、四組回答，六組點評,七組、八組回答，一組點評,目的基因,病毒外殼蛋白基因病毒的復制酶基因,成果：,抗煙草花葉病毒的轉基因煙草抗病毒的轉基因小麥等。,抗病轉基因植物,抗病毒基因：,抗毒素合成基因,抗真菌基因：,引起植物生病的病原微生物有：病毒、真菌和細菌,哪些環境條件會造成農作物低產、減產？,抗逆基因,調節滲透壓的基因,抗凍蛋白基因,抗除草劑基因,調節細胞滲透壓，使植物抗干旱、抗鹽堿,使植物抗寒,使植物抗除草劑,抗逆轉基因植物,成果：,A.利用調節細胞滲透壓的基因，提高作物抗旱和抗鹽堿能力；B.將魚的抗凍蛋白基因轉入番茄，提高番茄的抗凍能力。C.將抗除草劑基因導入農作物中，在噴灑除草劑時，殺死雜草而不殺死農作物。,利用轉基因改良農作物品質，提高產量,金米將有關胡蘿卜素合成酶的基因導入水稻細胞中，并誘導它們在水稻細胞中得以表達，是水稻中的雙香葉素二磷酸轉化成胡蘿卜素。,1、下列有關轉基因植物的說法錯誤的是A、用基因工程培育的抗蟲植物也能抗病毒B、可以克服遠緣雜交的障礙C、比傳統育種所需要的時間短D、可用來培育高產、穩產、耐貯存的作物,練一練,A,基因工程藥物基因治療,二、基因工程在醫學上的應用,在傳統的藥品生產中，某些藥品如胰島素、干擾素等直接從生物體的哪些結構中提取？,從生物的組織、細胞或血液中提取。,傳統生產方法的缺點:,由于受原料來源的限制，價格十分昂貴。,可利用什么方法來解決上述問題？,利用基因工程方法制造工程菌和轉基因動物，可高效率地生產出各種高質量、低成本的藥品。,1.基因工程藥物,一般臨床上使用的胰島素主要從豬、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取45g胰島素。用該方法生產的胰島素產量低，價格昂貴，遠不能滿足社會需要。1979年，科學家將動物體內的胰島素基因與大腸桿菌DNA分子重組，并在大腸桿菌內實現了表達。,基因工程藥品胰島素,干擾素是病毒侵入細胞后產生的一種糖蛋白。幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一種抗病毒的特效藥。此外對治療某些癌癥和白血病也有一定療效。傳統的干擾素生產方法是從人血液中的白細胞內提取，每300L血液只能提取出1mg干擾素。,基因工程藥品干擾素,治療侏儒癥的唯一方法，是注射生長激素。而生長激素的獲得很困難。以前，要獲得生長激素需解剖尸體，從大腦的底部摘取垂體，并從中提取生長激素。現利用基因工程方法，將人的生長激素基因導入大腸桿菌中，使其生產生長激素。人們從450L大腸桿菌培養液中提取的生長激素，相當于6萬具尸體的全部產量。,基因工程藥品生長激素,目前我國生產的基因工程藥物有胰島素、干擾素、乙肝疫苗等。,1、什么是工程菌，利用工程菌生產的藥物有哪些2、胰島素、生長激素的本質、作用？3、基因工程藥物一般是口服藥物嗎？4、利用微生物生成藥物的優越性？,利用工程菌生產基因工程藥物,結合以上資料，閱讀非常學案P7，回答一下問題。,二組回答，五組點評,（時間：5分鐘）,一組回答，七組點評,六組回答，八組點評,三組回答，四組點評,同桌、前后桌討論,練一練,2、利用細菌大量生產人胰島素，下列有關敘述不正確的是A、需有適當載體將人胰島素基因導入細菌B、需有適當的酶對載體與人胰島素基因進行切割與黏合C、重組后的DNA分子，須在細菌體內轉錄、翻譯成人胰島素D、利用細菌生產人胰島素的過程需要核糖體、內質網、高爾基體的參與,3、下列不屬于利用基因工程技術制取的藥物是A、在酵母菌體內獲得干擾素B、從大腸桿菌體內制取白細胞介素C、在青霉菌體內獲取青霉素D、在大腸桿菌細胞內獲得胰島素,D,C,乳腺生物反應器：,指以轉基因雌性動物個體的乳腺分泌乳汁來生產所需藥品。,利用轉基因動物生產藥物乳腺生物反應器,藥用蛋白基因,目的基因：,用途：,多肽類藥物、基因工程疫苗、抗體、酶制劑,操作過程：,獲取目的基因（藥用蛋白基因）,構建基因表達載體（藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調控組件重組）,顯微注射（哺乳動物受精卵中）,形成胚胎,將胚胎送入母體動物,發育成轉基因動物（只有在產下的雌性動物個體中，轉入的基因才能表達）,動物進入泌乳期（分泌的乳汁中包含所需要的藥物）,優點：,產量高；質量好成本低；易提取,為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達場所？,（1）乳腺是一個外分泌腺器官，乳汁不進入體內循環，不會影響基因動物本身的生理代謝反應（2）從乳汁中獲取目的基因產物，產量高，易提純，表達的蛋白質已經過充分的修飾加工，具有穩定的生物活性（3）從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產物的同時，轉基因動物又可大量繁殖,知識拓展,28,2.基因治療,將正常基因或有治療作用的基因通過一定方式導入靶細胞內，可以糾正基因缺陷而達到治療疾病的目的。這是治療遺傳病的最有效的手段。策略主要有基因置換、基因修復、基因增補、基因失活。,鐮刀型細胞貧血癥的治療,閱讀課本P14，回答一下問題。,1、鐮刀型細胞貧血癥患者的紅細胞產生異常的根本原因？2、導入過程是將攜帶人正常基因的載體導入患者所有細胞嗎？為什么？3、聯系所學知識，發揮想象，說出一種治療遺傳病的大致方案,小組討論學生展示點評,七組回答，一組點評,八組回答，三組點評,四組、五組回答，二組點評,練一練,4、2009年4月29日人類基因治療報道，在美國佛羅里達大學基因治療中心接受基因治療的三名遺傳性失明患者都重新獲得了一定的視力，并且沒有嚴重的副作用。基因治療是指A、把健康外源基因導入有缺陷的細胞中，達到治療疾病的目的。B、對有缺陷的細胞進行修復，從而使