高中生物《基因工程的應(yīng)用》課件七（28張PPT）（人教版選修3）

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歡迎進(jìn)入生物課堂 基因工程的應(yīng)用 專題 基因工程 一 植物基因工程碩果累累 轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)主要用于提高濃作物的抗逆能力 以及改良弄作物的品質(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 其他抗逆轉(zhuǎn)基因植物 4 利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì) 1 高產(chǎn) 穩(wěn)產(chǎn)和具優(yōu)良品質(zhì)的品種用基因工程的方法可以改善糧食作物的蛋白質(zhì)含量 如 向日葵豆 植株 2 抗逆性品種將細(xì)菌的抗蟲 抗病毒 抗除草劑 抗鹽堿 抗干旱 抗高溫等抗性基因轉(zhuǎn)移到作物體內(nèi) 將從根本上改變作物的特性 如轉(zhuǎn)基因抗蟲棉 基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用 1 高產(chǎn) 穩(wěn)產(chǎn)和具優(yōu)良品質(zhì)的品種用基因工程的方法可以改善糧食作物的蛋白質(zhì)含量 如 向日葵豆 植株 2 抗逆性品種將細(xì)菌的抗蟲 抗病毒 抗除草劑 抗鹽堿 抗干旱 抗高溫等抗性基因轉(zhuǎn)移到作物體內(nèi) 將從根本上改變作物的特性 如轉(zhuǎn)基因抗蟲棉 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 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)基因的動物生產(chǎn)藥物 4 用轉(zhuǎn)基因的動物作器官移植的供體 5 基因工程藥品異軍突起 在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中 某些藥品如胰島素 干擾素直接生物體的哪些結(jié)構(gòu)中提取 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 可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量 低成本的藥品 胰島素是治療糖尿病的特效藥 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4 5g胰島素 用該方法生產(chǎn)的胰島素產(chǎn)量低 價格昂貴 遠(yuǎn)不能滿足社會需要 1979年 科學(xué)家將動物體內(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)實現(xiàn)了表達(dá) 1982年 美國一家基因公司用基因工程方法生產(chǎn)的胰島素投入市場 售價降低了30 50 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 干擾素幾乎能抵抗所有病毒引起的感染 是一種抗病毒的特效藥 此外干擾素對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 1980 1982年 科學(xué)家用基因工程方法在大腸桿菌及酵母菌細(xì)胞內(nèi)獲得了干擾素 是傳統(tǒng)的生產(chǎn)量的12萬倍 1987年上述干擾素大量投放市場 基因工程藥品 干擾素 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 基因工程藥品 生長激素 轉(zhuǎn)基因動物的乳腺 就基因藥物而言 最理想的表達(dá)場所是哪里 是指把人或哺乳動物的某種基因?qū)氲讲溉閯游?如鼠 兔 羊和豬 的受精卵里 目的基因若與受精卵染色體DNA整合 細(xì)胞分裂時 該基因隨染色體的倍增而倍增 使每個細(xì)胞中都帶有目的基因 使性狀得以表達(dá) 并穩(wěn)定地遺傳給后代 從而獲得基因產(chǎn)品 這樣一種新的個體 稱為轉(zhuǎn)基因動物 什么叫轉(zhuǎn)基因動物 1 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) 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 轉(zhuǎn)基因動物又可無限繁殖 為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達(dá)場所呢 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 三 基因治療曙光初照 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 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 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)可以對幾十種遺傳病進(jìn)行產(chǎn)前診斷 1 珠蛋白的DNA探針 鐮刀狀細(xì)胞貧血癥2 苯丙氨酸羧化酶基因探針 苯丙酮尿癥3 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 舉例 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 這表明 用基因替換的方法治療這種遺傳病是可能的 用口徑為1 m的DNA注射器 將大量的目的基因片段注入到受精卵的核內(nèi) 然后把經(jīng)過注射的受精卵移植到另一只雌性動物的子宮內(nèi) 使受精卵發(fā)育為轉(zhuǎn)基因動物 什么叫顯微注射技術(shù) 基因工程與食品業(yè) 基因工程為人類開辟新的食物來源 1 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 2 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 基因工程為食品工業(yè)中提供了什么前景 基因工程與環(huán)境保護(hù) 1 用于環(huán)境監(jiān)測 2 用于被污染環(huán)境的凈化 基因工程在環(huán)保方面有什么應(yīng)用 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 通過基因工程方法怎樣進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測 1 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 將能分解三種烴類的假單孢桿菌的基因都轉(zhuǎn)移到能分解另一種烴類的假單孢桿菌內(nèi) 創(chuàng)造出了能同時分解四種烴類的 超級細(xì)菌 2 用基因工程培養(yǎng)出 吞噬 汞和降解土壤中DDT的細(xì)菌 以及能夠凈化鎘污染的植物 3 通過基因重組構(gòu)建新的殺蟲劑 取代生產(chǎn)過程中耗能多 易造成環(huán)境污染的農(nóng)藥 并試圖通過基因工程回收和利用工業(yè)廢物 通過基因工程方法怎樣凈化被污染的環(huán)境 二 基因操作的工具 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全