高中生物基因工程的應(yīng)用

1、高中生物課件基因工程的應(yīng)用第1頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四一、植物基因工程 轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力,以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物等方面。1、抗蟲轉(zhuǎn)基因植物2、抗病轉(zhuǎn)基因植物3、抗逆轉(zhuǎn)基因植物4、利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)第2頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四1.抗蟲轉(zhuǎn)基因植物優(yōu)點：減少環(huán)境污染、減低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)量例子：棉花、水稻、玉米、馬鈴薯、番茄等等主要殺蟲基因： Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、 淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等典型例子：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉Bt毒蛋白基因第3頁，共31頁，2022年，5月20

2、日，10點41分，星期四2.抗病轉(zhuǎn)基因植物抗病基因： 病毒外殼蛋白基因、 病毒的復(fù)制酶基因.抗真菌基因： 幾丁質(zhì)酶基因、 抗毒素合成基因.第4頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四3.抗逆轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒第5頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯特點： 導(dǎo)入另一種生物的優(yōu)良性狀基因，獲得新性狀抵抗惡劣環(huán)境因素，從根本上改變作物的特性第6頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四4.利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)不會引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆優(yōu)點： 改善糧食作物的營養(yǎng)成分含量，如氨基酸、蛋白質(zhì)第7頁，共31頁

3、，2022年，5月20日，10點41分，星期四轉(zhuǎn)基因藍(lán)玫瑰優(yōu)點： 提高花卉的觀賞價值第8頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四二、動物基因工程前景廣闊特點：發(fā)展較遲，應(yīng)用方面廣1、提高生長速度2、改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)3、生產(chǎn)藥物4、作為器官移植的供體第9頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四1.用于提高動物生長速度原因：外源生長激素基因的表達(dá)可以使轉(zhuǎn)基因動物生長更快轉(zhuǎn)基因鯉魚第10頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四2.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)優(yōu)點：避免食物過敏、腹瀉、惡心等不適轉(zhuǎn)基因牛的乳汁，降低乳糖含量第11頁，共31頁，2022年，5

4、月20日，10點41分，星期四3.用轉(zhuǎn)基因的動物生產(chǎn)藥物（重點）優(yōu)點： 產(chǎn)量高、質(zhì)量好、 成本低、易提取方法： 乳腺生物反應(yīng)器 膀胱生物反應(yīng)器注意： 雌性個體才能生產(chǎn)藥物第12頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達(dá)場所呢？乳腺是一個外分泌器官，乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會影響轉(zhuǎn)基因動物本身的生理代謝反應(yīng)。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)過充分的修飾加工，具有穩(wěn)定的生物活性。從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產(chǎn)物的同時，轉(zhuǎn)基因動物又可無限繁殖。 第13頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四過程：1、重組

5、藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動子2、用顯微注射法導(dǎo)入到受精卵3、將受精卵送入母體生長發(fā)育4、轉(zhuǎn)基因動物進(jìn)入泌乳期后，提取乳汁產(chǎn)物：抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素、-抗胰蛋白酶第14頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四 繁殖具有抗病能力、高產(chǎn)仔率、高產(chǎn)奶率和高質(zhì)量的皮毛等優(yōu)良品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因動物。 該過程的重要步驟是通過感染或顯微注射技術(shù)將重組DNA轉(zhuǎn)移到動物受精卵中。基因工程在畜牧養(yǎng)殖業(yè)上的應(yīng)用主要是什么？ 將人的生長激素基因和牛的生長素基因分別注射到小白鼠受精卵中，得到的“超級小鼠”。 第15頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四基因工程藥品 生長激素

6、 治療侏儒癥的唯一方法，是向人體注射生長激素。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(xiàn)可利用基因工程方法，將人的生長激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長激素。人們從450L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長激素，相當(dāng)于6萬具尸體的全部產(chǎn)量。 第16頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四4.用轉(zhuǎn)基因的動物作器官移植的供體第17頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素直接生物體的哪些結(jié)構(gòu)中提?。?藥品直接從生物的組織、細(xì)胞或血液中提取。傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的缺點 由于受

7、原料來源的限制，價格十分昂貴?？衫檬裁捶椒▉斫鉀Q上述問題？ 利用基因工程方法制造“工程菌”，可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。三、基因工程藥品異軍突起第18頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！使其價格降低了30%-50%!基因工程藥品 胰島素第19頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四2DNA質(zhì)粒細(xì)菌細(xì)胞DNA人體細(xì)胞胰島素基因限制酶限制酶胰島素利用生物工程獲得胰島素

8、1第20頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四從人血中提取干擾素，300L血才提取1mg！通過基因工程的方式創(chuàng)造了能合成人干擾素的大腸桿菌，每1Kg的培養(yǎng)液可提取2040mg干擾素人造血液及其生產(chǎn)基因工程藥品 干擾素第21頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四基因診斷： 也稱為DNA診斷或基因探針技術(shù)，即在DNA水平分析檢測某一基因，從而對特定的疾病進(jìn)行診斷。探針制備：放射性同位素(如32P)、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子；原 理：利用DNA分子雜交原理；四、基因治療曙光初照第22頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四基因探針： 基因探

9、針就是一段與目的基因或DNA互補的特異核苷酸序列。它包括整個基因，或基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之轉(zhuǎn)錄而來的RNA。第23頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四DNA分子雜交原理： DNA分子雜交是基因診斷最基本的方法之一。其基本原理是：互補的DNA單鏈能夠在一定條件下結(jié)合成雙鏈，即能夠進(jìn)行雜交。這種結(jié)合是特異的，即嚴(yán)格按照堿基互補配對進(jìn)行。因此，當(dāng)用一段已知基因的核苷酸序列作為探針，與被測基因進(jìn)行接觸，若兩者的堿基完全配對成雙鏈，則表明被測基因中含有已知的基因序列。第24頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四基因診斷技術(shù)在什么方面發(fā)展迅速

10、？ 在診斷遺傳性疾病方面發(fā)展迅速。目前已經(jīng)可以對幾十種遺傳病進(jìn)行產(chǎn)前診斷。舉例珠蛋白的DNA探針 鐮刀狀細(xì)胞貧血癥苯丙氨酸羧化酶基因探針 苯丙酮尿癥白血病患者細(xì)胞中分離出的癌基因制備的DNA探針 白血病第25頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四基因治療： 是指是把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。 患半乳糖血癥的患者，由于細(xì)胞內(nèi)半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因缺陷而缺少半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶，使過多的半乳糖在體內(nèi)積聚，引起肝、腦等功能受損。 1971年，美國科學(xué)家在體外做了試驗，用帶有半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因的噬菌體侵染患者的離體組織細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些組織細(xì)胞能夠利用半乳糖了

11、。這表明，用基因替換的方法治療這種遺傳病是可能的。第26頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四取患者骨髓分離干細(xì)胞病毒正?；虿⑷胝；虻母杉?xì)胞注入患者體內(nèi)第27頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四P53基因病毒P53蛋白膜瘤細(xì)胞變小第28頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四基因工程與食品業(yè)基因工程為食品工業(yè)中提供了什么前景？基因工程為人類開辟新的食物來源。雞蛋白基因在大腸桿菌和酵母菌中表達(dá)獲得成功。這表明，未來能用發(fā)酵罐培養(yǎng)的大腸桿菌或酵母菌來生產(chǎn)人類所需要的卵清蛋白。用基因工程的方法從微生物中獲得人們所需要的糖類、脂肪和維生素等產(chǎn)品。第29頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四基因工程與環(huán)境保護(hù)基因工程在環(huán)保方面有什么應(yīng)用？ 用于環(huán)境監(jiān)測。 用于被污染環(huán)境的凈化。通過基因工程方法怎樣進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測？ 例如：用DNA探針可以檢測飲用水中病毒的含量。此方法的特點是快速、靈敏，1噸水中有10個病毒也能檢測出來。第30頁，共31頁，2022年，5月20日，10點41分，星期四通過基因工程方法怎樣凈化被污染的環(huán)境？用基因工程產(chǎn)物“超級細(xì)菌”分解石油，可以大大提高細(xì)菌分解石油的效率。具體方法