基因工程的應(yīng)用ppt.ppt

課前準(zhǔn)備,課本、非常學(xué)案、雙色筆,Nothingisimpossibleforawillingheart.（心之所愿，無(wú)所不成）,今日贈(zèng)言,知識(shí)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(zhì)粒要用限制性內(nèi)切酶切割，以獲得。5、常用的載體有：。6、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法：（1）將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞：。（2）將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞：。（3）將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞：。,限制性內(nèi)切酶,DNA連接酶,運(yùn)載體,目的基因的獲取,構(gòu)建重組載體,重組載體導(dǎo)入受體細(xì)胞,表達(dá)和鑒定,直接法,人工合成法,同一種,同樣的黏性末端,質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)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(yīng)用,學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、舉例說(shuō)出基因工程的應(yīng)用及取得的豐碩成果2、指出抗蟲棉、金米的培育過(guò)程3、列舉應(yīng)用于臨床治療的基因工程藥物4、概述鐮刀型細(xì)胞貧血癥的治療方案,3班司忠麗、劉夢(mèng)雨、李文嬌、孟祥棟、董玉堂、費(fèi)振曄、,我們的榜樣，我們的驕傲,希望其他同學(xué)再接再厲，積極努力，超越自我!,一、基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用,哪些轉(zhuǎn)基因作物已進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用?,轉(zhuǎn)基因大豆、玉米、棉花和油菜,植物基因工程技術(shù)主要用于哪些方面?,抗蟲轉(zhuǎn)基因植物,抗病轉(zhuǎn)基因植物,抗逆轉(zhuǎn)基因植物,利用轉(zhuǎn)基因改良作物品質(zhì)，提高產(chǎn)量,抗蟲轉(zhuǎn)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(dǎo)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(zhuǎn)基因抗蟲棉；轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻等。,轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻（綠色植株）與對(duì)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(wèn)題。,（時(shí)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(lái)？說(shuō)出抗蟲棉培育的詳細(xì)過(guò)程。,抗蟲棉的培育,小組討論學(xué)生展示點(diǎn)評(píng),2、要求：先分層討論，再全組討論，總結(jié)重點(diǎn)，完善答案。學(xué)科組長(zhǎng)注意控制討論節(jié)奏，及時(shí)安排展示與點(diǎn)評(píng)。每個(gè)同學(xué)都要做到：認(rèn)真、熱烈、高效、有序、激情、投入。,三組、四組回答，六組點(diǎn)評(píng),七組、八組回答，一組點(diǎn)評(píng),目的基因,病毒外殼蛋白基因病毒的復(fù)制酶基因,成果：,抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥等。,抗病轉(zhuǎn)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(xì)菌,哪些環(huán)境條件會(huì)造成農(nóng)作物低產(chǎn)、減產(chǎn)？,抗逆基因,調(diào)節(jié)滲透壓的基因,抗凍蛋白基因,抗除草劑基因,調(diào)節(jié)細(xì)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(zhuǎn)基因植物,成果：,A.利用調(diào)節(jié)細(xì)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(zhuǎn)入番茄，提高番茄的抗凍能力。C.將抗除草劑基因?qū)朕r(nóng)作物中，在噴灑除草劑時(shí)，殺死雜草而不殺死農(nóng)作物。,利用轉(zhuǎn)基因改良農(nóng)作物品質(zhì)，提高產(chǎn)量,金米將有關(guān)胡蘿卜素合成酶的基因?qū)胨炯?xì)胞中，并誘導(dǎo)它們?cè)谒炯?xì)胞中得以表達(dá)，是水稻中的雙香葉素二磷酸轉(zhuǎn)化成胡蘿卜素。,1、下列有關(guān)轉(zhuǎn)基因植物的說(shuō)法錯(cuò)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(yuǎn)緣雜交的障礙C、比傳統(tǒng)育種所需要的時(shí)間短D、可用來(lái)培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、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(yī)學(xué)上的應(yīng)用,在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素等直接從生物體的哪些結(jié)構(gòu)中提取？,從生物的組織、細(xì)胞或血液中提取。,傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的缺點(diǎn):,由于受原料來(lái)源的限制，價(jià)格十分昂貴。,可利用什么方法來(lái)解決上述問(wèn)題？,利用基因工程方法制造工程菌和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)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(chǎn)的胰島素產(chǎn)量低，價(jià)格昂貴，遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)需要。1979年，科學(xué)家將動(dòng)物體內(nèi)的胰島素基因與大腸桿菌DNA分子重組，并在大腸桿菌內(nèi)實(shí)現(xiàn)了表達(dá)。,基因工程藥品胰島素,干擾素是病毒侵入細(xì)胞后產(chǎn)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(duì)治療某些癌癥和白血病也有一定療效。傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法是從人血液中的白細(xì)胞內(nèi)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(zhǎng)激素。而生長(zhǎng)激素的獲得很困難。以前，要獲得生長(zhǎng)激素需解剖尸體，從大腦的底部摘取垂體，并從中提取生長(zhǎng)激素?，F(xiàn)利用基因工程方法，將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長(zhǎng)激素。人們從450L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長(zhǎng)激素，相當(dāng)于6萬(wàn)具尸體的全部產(chǎn)量。,基因工程藥品生長(zhǎng)激素,目前我國(guó)生產(chǎn)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(chǎn)的藥物有哪些2、胰島素、生長(zhǎng)激素的本質(zhì)、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(yōu)越性？,利用工程菌生產(chǎn)基因工程藥物,結(jié)合以上資料，閱讀非常學(xué)案P7，回答一下問(wèn)題。,二組回答，五組點(diǎn)評(píng),（時(shí)間：5分鐘）,一組回答，七組點(diǎn)評(píng),六組回答，八組點(diǎn)評(píng),三組回答，四組點(diǎn)評(píng),同桌、前后桌討論,練一練,2、利用細(xì)菌大量生產(chǎn)人胰島素，下列有關(guān)敘述不正確的是A、需有適當(dāng)載體將人胰島素基因?qū)爰?xì)菌B、需有適當(dāng)?shù)拿笇?duì)載體與人胰島素基因進(jìn)行切割與黏合C、重組后的DNA分子，須在細(xì)菌體內(nèi)轉(zhuǎn)錄、翻譯成人胰島素D、利用細(xì)菌生產(chǎn)人胰島素的過(guò)程需要核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的參與,3、下列不屬于利用基因工程技術(shù)制取的藥物是A、在酵母菌體內(nèi)獲得干擾素B、從大腸桿菌體內(nèi)制取白細(xì)胞介素C、在青霉菌體內(nèi)獲取青霉素D、在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)獲得胰島素,D,C,乳腺生物反應(yīng)器：,指以轉(zhuǎn)基因雌性動(dòng)物個(gè)體的乳腺分泌乳汁來(lái)生產(chǎn)所需藥品。,利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物乳腺生物反應(yīng)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(guò)程：,獲取目的基因（藥用蛋白基因）,構(gòu)建基因表達(dá)載體（藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組）,顯微注射（哺乳動(dòng)物受精卵中）,形成胚胎,將胚胎送入母體動(dòng)物,發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（只有在產(chǎn)下的雌性動(dòng)物個(gè)體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)）,動(dòng)物進(jìn)入泌乳期（分泌的乳汁中包含所需要的藥物）,優(yōu)點(diǎn)：,產(chǎn)量高；質(zhì)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(dá)場(chǎng)所？,（1）乳腺是一個(gè)外分泌腺器官，乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會(huì)影響基因動(dòng)物本身的生理代謝反應(yīng)（2）從乳汁中獲取目的基因產(chǎn)物，產(chǎn)量高，易提純，表達(dá)的蛋白質(zhì)已經(jīng)過(guò)充分的修飾加工，具有穩(wěn)定的生物活性（3）從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產(chǎn)物的同時(shí)，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物又可大量繁殖,知識(shí)拓展,28,2.基因治療,將正常基因或有治療作用的基因通過(guò)一定方式導(dǎo)入靶細(xì)胞內(nèi)，可以糾正基因缺陷而達(dá)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(fù)、基因增補(bǔ)、基因失活。,鐮刀型細(xì)胞貧血癥的治療,閱讀課本P14，回答一下問(wèn)題。,1、鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的紅細(xì)胞產(chǎn)生異常的根本原因？2、導(dǎo)入過(guò)程是將攜帶人正?；虻妮d體導(dǎo)入患者所有細(xì)胞嗎？為什么？3、聯(lián)系所學(xué)知識(shí)，發(fā)揮想象，說(shuō)出一種治療遺傳病的大致方案,小組討論學(xué)生展示點(diǎn)評(píng),七組回答，一組點(diǎn)評(píng),八組回答，三組點(diǎn)評(píng),四組、五組回答，二組點(diǎn)評(píng),練一練,4、2009年4月29日人類基因治療報(bào)道，在美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)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(méi)有嚴(yán)重的副作用?；蛑委熓侵窤、把健康外源基因?qū)胗腥毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。B、對(duì)有缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，從而使