基因工程的應(yīng)用（精制ppt課件）

1.3基因工程的應(yīng)用1.3基因工程的應(yīng)用1一、植物基因工程碩果累累1、在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展迅速2、主要用于提高作物的抗逆能力改良農(nóng)作物的品質(zhì)利用植物生產(chǎn)藥物抗蟲抗病抗鹽堿、干旱抗除草劑抗寒其他抗逆性一、植物基因工程碩果累累1、在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展迅速2、主要用2轉(zhuǎn)基因大豆、玉米、棉花、油菜已進入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段轉(zhuǎn)基因大豆、玉米、棉花、油菜已進入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段31）使用化學(xué)農(nóng)藥的弊端：3）目的基因：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4）例子：轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻、抗蟲棉2）培育轉(zhuǎn)基因植物的方法：(一)抗蟲轉(zhuǎn)基因植物1）使用化學(xué)農(nóng)藥的弊端：3）目的基因：Bt毒蛋白基因、蛋白酶4基因工程的應(yīng)用（精制ppt課件）5普通棉

科學(xué)家從蘇云金芽孢桿菌中提取出Bt毒蛋白基因，并成功的導(dǎo)入棉花細胞內(nèi)使之合成Bt毒蛋白?？瓜x棉普通棉科學(xué)家從蘇云金芽孢桿菌中提取出Bt毒蛋白基因，61.什么是病原微生物？有哪些種類？引起植物生病的微生物，主要有病毒、真菌和細菌等2.為什么說常規(guī)育種很難培育出抗病毒的新品種？3.在抗病轉(zhuǎn)基因植物中使用最多的是什么基因？病毒外殼蛋白基因；病毒的復(fù)制酶基因(二)抗病轉(zhuǎn)基因植物1.什么是病原微生物？有哪些種類？引起植物生病的微生物，2.74.在抗真菌轉(zhuǎn)基因植物中使用什么基因？幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因4.在抗真菌轉(zhuǎn)基因植物中使用什么基因？幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合81.哪些環(huán)境條件會造成農(nóng)作物低產(chǎn)、減產(chǎn)？鹽堿、干旱、低溫和澇害等2.鹽堿和干旱對農(nóng)作物的危害與什么有關(guān)？細胞內(nèi)的滲透壓調(diào)節(jié)3.在抗鹽堿和抗干旱作物中使用了什么基因？調(diào)節(jié)細胞滲透壓的基因(三)抗逆轉(zhuǎn)基因植物1.哪些環(huán)境條件會造成農(nóng)作物低產(chǎn)、減產(chǎn)？鹽堿、干旱、低溫和澇94.轉(zhuǎn)基因耐寒的煙草和番茄中哪種目的基因提高了其抗寒能力？目的基因從何而來？魚的抗凍蛋白基因4.轉(zhuǎn)基因耐寒的煙草和番茄中哪種目的基因提高了其10耐寒、耐旱轉(zhuǎn)基因水稻耐寒、耐旱轉(zhuǎn)基因水稻115.抗除草劑基因有何用途？噴灑除草劑時，殺死田間的雜草而不損傷作物5.抗除草劑基因有何用途？噴灑除草劑時，殺死田間的雜草而不損12小資料：人體必不可少，而機體內(nèi)又不能合成的，必須從食物中補充的氨基酸，稱必需氨基酸。另外12種氨基酸是人體細胞能夠合成的叫做非必需氨基酸。

必需氨基酸共有８種：賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸（甲硫氨酸）、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸。

如果飲食中經(jīng)常缺少必需氨基酸，可影響健康。

問題思考：你知道哪些食品中缺少必需氨基酸？如何用轉(zhuǎn)基因的方法加以改良？試舉例說明？(四)利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)小資料：問題思考：你知道哪些食品中缺少必需氨基酸？如何用轉(zhuǎn)13方法1：將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胫参?；方?：改變必需氨基酸合成途徑中某種關(guān)鍵酶的活性。轉(zhuǎn)基因高賴氨酸玉米（導(dǎo)入富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因）方法1：將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胫参铮?4轉(zhuǎn)基因延熟番茄的目的基因是什么？控制番茄果實成熟的基因轉(zhuǎn)基因延熟番茄的目的基因是什么？控制番茄果實成熟的基因15含大量維生素的轉(zhuǎn)基因玉米抗癌抗衰老的紫色西紅柿含大量維生素的轉(zhuǎn)基因玉米抗癌抗衰老的紫色西紅柿16轉(zhuǎn)基因矮牽牛的目的基因是什么？與植物花青素代謝有關(guān)的基因轉(zhuǎn)基因矮牽牛的目的基因是什么？與植物花青素代謝有關(guān)的基因17導(dǎo)入與植物花青素代謝有關(guān)的基因，形成轉(zhuǎn)基因矮牽牛導(dǎo)入與植物花青素代謝有關(guān)的基因，形成轉(zhuǎn)基因矮牽牛18轉(zhuǎn)基因藍玫瑰轉(zhuǎn)基因藍玫瑰19異想天開發(fā)光樹能做路燈嗎？異想天開發(fā)光樹能做路燈嗎？20轉(zhuǎn)基因植物與目的基因的關(guān)系類型目的基因作用轉(zhuǎn)基因抗蟲棉轉(zhuǎn)基因抗病植物轉(zhuǎn)基因抗凍番茄轉(zhuǎn)基因抗鹽堿、干旱植物Bt毒蛋白基因殺死棉鈴蟲病毒外殼蛋白基因和病毒復(fù)制酶基因抗病毒魚的抗凍蛋白基因提高耐寒能力調(diào)節(jié)細胞滲透壓的基因提高農(nóng)作物抗鹽堿和抗干旱的能力轉(zhuǎn)基因植物與目的基因的關(guān)系類型目的基因作用轉(zhuǎn)基因抗蟲棉21轉(zhuǎn)基因植物與目的基因的關(guān)系類型目的基因作用抗除草劑大豆轉(zhuǎn)基因玉米轉(zhuǎn)基因延熟番茄轉(zhuǎn)基因牽?；钩輨┗蚩钩輨└缓嚢彼岬牡鞍踪|(zhì)編碼基因提高賴氨酸含量控制番茄果實成熟的基因延緩成熟、延長儲存時間與植物花青素代謝有關(guān)的基因產(chǎn)生顏色變異，提高觀賞價值轉(zhuǎn)基因植物與目的基因的關(guān)系類型目的基因作用抗除草劑大豆轉(zhuǎn)基因221.用于提高動物生長速度2.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)3.用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物4.用于轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體二、動物基因工程前景廣闊1.用于提高動物生長速度2.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)3.用轉(zhuǎn)基因23導(dǎo)入外源生長激素基因(一)用于提高動物生長速度導(dǎo)入外源生長激素基因(一)用于提高動物生長速度24如，將腸乳糖酶基因?qū)肽膛?，轉(zhuǎn)基因奶牛分泌的乳汁，乳糖含量降低，營養(yǎng)成分不變。(二)用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)如，將腸乳糖酶基因?qū)肽膛?，轉(zhuǎn)基因奶牛分泌的乳汁，乳糖25會發(fā)光的轉(zhuǎn)基因魚，增強了觀賞性會發(fā)光的轉(zhuǎn)基因魚，增強了觀賞性26(三)用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物乳腺生物反應(yīng)器藥用蛋白基因受精卵發(fā)育成分泌乳汁（含藥用蛋白）乳腺蛋白基因的啟動子結(jié)合顯微注射導(dǎo)入轉(zhuǎn)基因動物(三)用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物乳腺生物反應(yīng)器藥用蛋白基因受精卵發(fā)27用基因工程技術(shù)實現(xiàn)動物乳腺生物反應(yīng)器的操作過程是怎樣的？（以血清白蛋白為例）思考①獲取目的基因（血清白蛋白基因）。

②將血清白蛋白基因和乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組，構(gòu)建基因表達載。③通過顯微注射的方法導(dǎo)入哺乳動物的受精卵。④檢測篩選出成功轉(zhuǎn)化的受精卵,培養(yǎng)成胚胎。⑤將胚胎植入代孕母哺乳動物,使其生長發(fā)育成轉(zhuǎn)基因雌哺乳動物.用基因工程技術(shù)實現(xiàn)動物乳腺生物反應(yīng)器的操作過程是怎樣28基因工程的應(yīng)用（精制ppt課件）29乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛301）乳腺是一個外分泌器官，乳汁不進入體內(nèi)循環(huán)，不會影響轉(zhuǎn)基因動物本身的生理代謝反應(yīng)。2）從乳汁中獲取目的基因產(chǎn)物，質(zhì)量好，產(chǎn)量高，易提純，成本低。3）從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產(chǎn)物的同時，轉(zhuǎn)基因動物又可不斷繁殖。為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達場所呢？1）乳腺是一個外分泌器官，乳汁不進入體內(nèi)循環(huán)，不會影31(四)用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體(四)用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體32方法：將器官供體基因組導(dǎo)入

以抑制的的表達或設(shè)法除去

，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官.某種調(diào)節(jié)因子抗原決定基因抗原決定基因(四)用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體可長人耳的裸鼠方法：將器官供體基因組導(dǎo)入33在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素直接從生物體的哪些結(jié)構(gòu)中提?。恐苯訌纳锏慕M織、細胞或血液中提取。傳統(tǒng)生產(chǎn)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？三、基因工程藥物異軍突起在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素直接從生34利用基因工程方法制造轉(zhuǎn)基因的工程菌，可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。

工程菌:用基因工程方法，使外源基因得到高效率表達的菌類細胞株系。

基因工程藥品包括：細胞因子（即淋巴因子如白細胞介素—2、干擾素）、抗體、疫苗、激素等利用基因工程方法制造轉(zhuǎn)基因的工程菌，可高效率地生產(chǎn)出35基因工程干擾素基因工程乙肝疫苗基因工程干擾素基因工程乙肝疫苗36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！使其價格就大大降低了。胰島素胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取37通過基因工程的方式創(chuàng)造了能合成人干擾素的酵母菌，每1Kg的培養(yǎng)液可提取20~4０mg干擾素。干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”！過去從人血液中的白細胞提取，300L血液才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說。干擾素通過基因工程的方式創(chuàng)造了能合成人干擾素的酵母菌，每1Kg38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?，F(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，相當于6萬具尸體的全部產(chǎn)量。基因工程藥品——

生長激素治療侏儒癥的唯一方法，是向人體注射生長激素。而生長激39把正常基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的，是治療遺傳病的最有效的手段。（把特定的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎?，從而達到治療疾病的目的）四、基因治療曙光初照(一)基因治療概念把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功40將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入取自患者的淋巴細胞中，再將這種淋巴細胞轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)。1.對嚴重復(fù)合型免疫缺陷癥的治療(二)實例將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入取自患者的淋巴細胞中，再將這種41腺苷脫氨酶(ADA)基因重度免疫缺陷癥(SCID)（基因突變）正常ADA基因ADA基因整合到病毒核酸上病人分離得到淋巴細胞感染使ADA基因進入淋巴細胞培養(yǎng)淋巴細胞，ADA基因整合到細胞的染色體上轉(zhuǎn)基因淋巴細胞回輸?shù)襟w內(nèi)骨髓組織里腺苷脫氨酶重度免疫缺陷癥（基因突變）正常ADA基因ADA基因421.體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種細胞，進行培養(yǎng)，然后在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細胞擴增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。2.體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細胞中轉(zhuǎn)移基因的治病方法。（如將治療囊性纖維病的正?；蜣D(zhuǎn)入患者肺組織）

基因治療的發(fā)展現(xiàn)狀：處于初期的臨床試驗階段(三)基因治療的類型1.體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種細胞，進行培養(yǎng)431.用正?；虼嫒毕莼颍蛞揽科浔磉_產(chǎn)物來彌補病變基因帶來的缺陷。如血友病、地中海貧血病的治療。2.反義基因。用mRNA分子與病變的mRNA分子進行互補，阻斷蛋白質(zhì)的合成。3.自殺基因。編碼可殺死癌變細胞的蛋白酶基因。(四)用于基因治療的基因種類1.用正?；虼嫒毕莼颍蛞揽科浔磉_產(chǎn)物來彌補病44

從正常人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出標準圖譜；從病人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出病變圖譜。

通過比較、分析這兩種圖譜，就可以得出病變的DNA信息。

基因芯片診斷技術(shù)以其快速、高效、敏感、自動化等特點，將成為一項現(xiàn)代化診斷新技術(shù)。五、基因芯片從正常人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以45

基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測環(huán)境中的病毒、細菌等污染。1t水中只有10個病毒也能被DNA探針檢測出來六、基因工程與生態(tài)環(huán)境保護(一)環(huán)境監(jiān)測基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測環(huán)境中的病毒、46基因工程做成的“超級細菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。通常一種細菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級細菌”，卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質(zhì)。(二)環(huán)境污染治理基因工程做成的“超級細菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)47P25

1.根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，試概括寫出基因工程解決了哪些生活、生產(chǎn)中難以解決的問題?；蚬こ炭梢陨a(chǎn)人類需要的藥物，如胰島素、干擾素等。我們吃的某些食品如番茄、大豆等也可以是基因工程產(chǎn)品。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的抗蟲棉、抗病毒煙草、抗除草劑大豆等都已進入商品化生產(chǎn)，上述產(chǎn)品有些是常規(guī)方法難以生產(chǎn)的或者生產(chǎn)成本過高。思考與探究P251.根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，試概括寫出基因工程解決了哪些生活、48評價反饋1.基因治療是指（）A、把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎?，達到治療目的B、對有基因缺陷的細胞進行修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常，達到治療的目的C、運用人工誘變的方法，使有基因缺陷的細胞發(fā)生基因突變，從而恢復(fù)正常D、運用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，達到治療疾病的目的A評價反饋1.基因治療