高中生物基因工程的應(yīng)用

高中生物課件基因工程的應(yīng)用第1頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月一、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，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月1.抗蟲轉(zhuǎn)基因植物優(yōu)點(diǎn)：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?dú)⑾x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，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月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，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月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，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯特點(diǎn)：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，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月4.利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)不會(huì)引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆優(yōu)點(diǎn)：改善糧食作物的營(yíng)養(yǎng)成分含量，如氨基酸、蛋白質(zhì)第7頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因藍(lán)玫瑰優(yōu)點(diǎn)：提高花卉的觀賞價(jià)值第8頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月二、動(dòng)物基因工程前景廣闊特點(diǎn)：發(fā)展較遲，應(yīng)用方面廣1、提高生長(zhǎng)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，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月1.用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度原因：外源生長(zhǎng)激素基因的表達(dá)可以使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生長(zhǎng)更快轉(zhuǎn)基因鯉魚第10頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)優(yōu)點(diǎn)：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，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月3.用轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物生產(chǎn)藥物（重點(diǎn)）優(yōu)點(diǎn)：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(gè)體才能生產(chǎn)藥物第12頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月★為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達(dá)場(chǎng)所呢？⑴乳腺是一個(gè)外分泌器官，乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會(huì)影響轉(zhuǎn)基因動(dòng)物本身的生理代謝反應(yīng)。⑵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。⑶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)物又可無限繁殖。第13頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月過程：1、重組藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)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(zhǎng)發(fā)育4、轉(zhuǎn)基因動(dòng)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(zhǎng)激素、α-抗胰蛋白酶第14頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月繁殖具有抗病能力、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(dòng)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(dòng)物受精卵中?；蚬こ淘谛竽琉B(yǎng)殖業(yè)上的應(yīng)用主要是什么？將人的生長(zhǎng)激素基因和牛的生長(zhǎng)素基因分別注射到小白鼠受精卵中，得到的“超級(jí)小鼠”。第15頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程藥品——生長(zhǎng)激素

治療侏儒癥的唯一方法，是向人體注射生長(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)可利用基因工程方法，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6萬具尸體的全部產(chǎn)量。第16頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月4.用轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物作器官移植的供體第17頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月在傳統(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(diǎn)由于受原料來源的限制，價(jià)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，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月胰島素從豬、牛等動(dòng)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(jià)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(jià)格降低了30%-50%!基因工程藥品——胰島素第19頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月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1第20頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月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20—40mg干擾素人造血液及其生產(chǎn)基因工程藥品——干擾素第21頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月基因診斷：也稱為DNA診斷或基因探針技術(shù)，即在DNA水平分析檢測(cè)某一基因，從而對(duì)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，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月基因探針：

基因探針就是一段與目的基因或DNA互補(bǔ)的特異核苷酸序列。它包括整個(gè)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，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月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(bǔ)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(bǔ)配對(duì)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(cè)基因進(jìn)行接觸，若兩者的堿基完全配對(duì)成雙鏈，則表明被測(cè)基因中含有已知的基因序列。第24頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月基因診斷技術(shù)在什么方面發(fā)展迅速？在診斷遺傳性疾病方面發(fā)展迅速。目前已經(jīng)可以對(duì)幾十種遺傳病進(jìn)行產(chǎn)前診斷。舉例⑴β—珠蛋白的DNA探針→鐮刀狀細(xì)胞貧血癥⑵苯丙氨酸羧化酶基因探針→苯丙酮尿癥⑶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，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月基因治療：

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?；及肴樘茄Y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(guó)科學(xué)家在體外做了試驗(yàn)，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。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，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月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，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月P53基因病毒P53蛋白膜瘤細(xì)胞變小第28頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程與食品業(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。⑴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。⑵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，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程與環(huán)境保護(hù)基因工程在環(huán)保方面有什么應(yīng)用？⑴用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。⑵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(cè)？例如：用DNA探針可以檢測(cè)飲用水中病毒的含量。此方法的特點(diǎn)是快速、靈敏，1噸水中有10個(gè)病毒也能檢測(cè)出來。第30頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月通過基因工程方法怎樣凈化被污染的環(huán)境？⑴用基因工程產(chǎn)物——“超級(jí)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：將能分解三種烴