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当前位置:首页 > 建筑/环境 > 工程监理 > 1.3基因工程的应用(精制课件)
一、植物基因工程硕果累累1、在农业中的应用发展迅速2、主要用于提高作物的抗逆能力改良农作物的品质利用植物生产药物抗虫抗病抗盐碱、干旱抗除草剂抗寒其他抗逆性转基因大豆、玉米、棉花、油菜已进入大规模商业化应用阶段1)使用化学农药的弊端:3)目的基因:Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等4)例子:转基因抗虫水稻、抗虫棉2)培育转基因植物的方法:(一)抗虫转基因植物普通棉科学家从苏云金芽孢杆菌中提取出Bt毒蛋白基因,并成功的导入棉花细胞内使之合成Bt毒蛋白。抗虫棉1.什么是病原微生物?有哪些种类?引起植物生病的微生物,主要有病毒、真菌和细菌等2.为什么说常规育种很难培育出抗病毒的新品种?3.在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因?病毒外壳蛋白基因;病毒的复制酶基因(二)抗病转基因植物4.在抗真菌转基因植物中使用什么基因?几丁质酶基因和抗毒素合成基因1.哪些环境条件会造成农作物低产、减产?盐碱、干旱、低温和涝害等2.盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关?细胞内的渗透压调节3.在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因?调节细胞渗透压的基因(三)抗逆转基因植物4.转基因耐寒的烟草和番茄中哪种目的基因提高了其抗寒能力?目的基因从何而来?鱼的抗冻蛋白基因耐寒、耐旱转基因水稻5.抗除草剂基因有何用途?喷洒除草剂时,杀死田间的杂草而不损伤作物小资料:人体必不可少,而机体内又不能合成的,必须从食物中补充的氨基酸,称必需氨基酸。另外12种氨基酸是人体细胞能够合成的叫做非必需氨基酸。必需氨基酸共有8种:赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸(甲硫氨酸)、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。如果饮食中经常缺少必需氨基酸,可影响健康。问题思考:你知道哪些食品中缺少必需氨基酸?如何用转基因的方法加以改良?试举例说明?(四)利用转基因改良植物的品质方法1:将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物;方法2:改变必需氨基酸合成途径中某种关键酶的活性。转基因高赖氨酸玉米(导入富含赖氨酸的蛋白质编码基因)转基因延熟番茄的目的基因是什么?控制番茄果实成熟的基因含大量维生素的转基因玉米抗癌抗衰老的紫色西红柿转基因矮牵牛的目的基因是什么?与植物花青素代谢有关的基因导入与植物花青素代谢有关的基因,形成转基因矮牵牛转基因蓝玫瑰异想天开发光树能做路灯吗?转基因植物与目的基因的关系类型目的基因作用转基因抗虫棉转基因抗病植物转基因抗冻番茄转基因抗盐碱、干旱植物Bt毒蛋白基因杀死棉铃虫病毒外壳蛋白基因和病毒复制酶基因抗病毒鱼的抗冻蛋白基因提高耐寒能力调节细胞渗透压的基因提高农作物抗盐碱和抗干旱的能力转基因植物与目的基因的关系类型目的基因作用抗除草剂大豆转基因玉米转基因延熟番茄转基因牵牛花抗除草剂基因抗除草剂富含赖氨酸的蛋白质编码基因提高赖氨酸含量控制番茄果实成熟的基因延缓成熟、延长储存时间与植物花青素代谢有关的基因产生颜色变异,提高观赏价值1.用于提高动物生长速度2.用于改善畜产品的品质3.用转基因动物生产药物4.用于转基因动物作器官移植的供体二、动物基因工程前景广阔导入外源生长激素基因(一)用于提高动物生长速度如,将肠乳糖酶基因导入奶牛,转基因奶牛分泌的乳汁,乳糖含量降低,营养成分不变。(二)用于改善畜产品的品质会发光的转基因鱼,增强了观赏性(三)用转基因动物生产药物乳腺生物反应器药用蛋白基因受精卵发育成分泌乳汁(含药用蛋白)乳腺蛋白基因的启动子结合显微注射导入转基因动物用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的?(以血清白蛋白为例)①获取目的基因(血清白蛋白基因)。②将血清白蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组,构建基因表达载。③通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵。④检测筛选出成功转化的受精卵,培养成胚胎。⑤将胚胎植入代孕母哺乳动物,使其生长发育成转基因雌哺乳动物.乳汁中含有人生长激素的转基因牛1)乳腺是一个外分泌器官,乳汁不进入体内循环,不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。2)从乳汁中获取目的基因产物,质量好,产量高,易提纯,成本低。3)从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时,转基因动物又可不断繁殖。为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢?(四)用转基因动物作器官移植的供体方法:将器官供体基因组导入以抑制的的表达或设法除去,再结合克隆技术,培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官.某种调节因子抗原决定基因抗原决定基因(四)用转基因动物作器官移植的供体可长人耳的裸鼠在传统的药品生产中,某些药品如胰岛素、干扰素直接从生物体的哪些结构中提取?直接从生物的组织、细胞或血液中提取。传统生产方法的缺点:由于受原料来源的限制,价格十分昂贵。可利用什么方法来解决上述问题?三、基因工程药物异军突起利用基因工程方法制造转基因的工程菌,可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。工程菌:用基因工程方法,使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。基因工程药品包括:细胞因子(即淋巴因子如白细胞介素—2、干扰素)、抗体、疫苗、激素等基因工程干扰素基因工程乙肝疫苗胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取,100Kg胰腺只能提取4~5g的胰岛素,其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌,每2000L培养液就能产生100g胰岛素!使其价格就大大降低了。胰岛素通过基因工程的方式创造了能合成人干扰素的酵母菌,每1Kg的培养液可提取20~40mg干扰素。干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”!过去从人血液中的白细胞提取,300L血液才提取1mg!其“珍贵”程度自不用多说。干扰素治疗侏儒症的唯一方法,是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前,要获得生长激素,需解剖尸体,从大脑的底部摘取垂体,并从中提取生长激素。现可利用基因工程方法,将人的生长激素基因导入大肠杆菌中,使其生产生长激素。人们从450L大肠杆菌培养液中提取的生长激素,相当于6万具尸体的全部产量。基因工程药品——生长激素把正常基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的,是治疗遗传病的最有效的手段。(把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,从而达到治疗疾病的目的)四、基因治疗曙光初照(一)基因治疗概念将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中,再将这种淋巴细胞转入患者体内。1.对严重复合型免疫缺陷症的治疗(二)实例腺苷脱氨酶(ADA)基因重度免疫缺陷症(SCID)(基因突变)正常ADA基因ADA基因整合到病毒核酸上病人分离得到淋巴细胞感染使ADA基因进入淋巴细胞培养淋巴细胞,ADA基因整合到细胞的染色体上转基因淋巴细胞回输到体内骨髓组织里1.体外基因治疗:先从病人体内获得某种细胞,进行培养,然后在体外完成基因转移,再筛选成功转移的细胞扩增培养,最后重新输入患者体内。2.体内基因治疗:直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。(如将治疗囊性纤维病的正常基因转入患者肺组织)基因治疗的发展现状:处于初期的临床试验阶段(三)基因治疗的类型1.用正常基因代替缺陷基因,或依靠其表达产物来弥补病变基因带来的缺陷。如血友病、地中海贫血病的治疗。2.反义基因。用mRNA分子与病变的mRNA分子进行互补,阻断蛋白质的合成。3.自杀基因。编码可杀死癌变细胞的蛋白酶基因。(四)用于基因治疗的基因种类从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出标准图谱;从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出病变图谱。通过比较、分析这两种图谱,就可以得出病变的DNA信息。基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、自动化等特点,将成为一项现代化诊断新技术。五、基因芯片基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来六、基因工程与生态环境保护(一)环境监测基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类,用基因工程培育成功的“超级细菌”,却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属,分解DDT等毒害物质。(二)环境污染治理P251.根据所学内容,试概括写出基因工程解决了哪些生活、生产中难以解决的问题。基因工程可以生产人类需要的药物,如胰岛素、干扰素等。我们吃的某些食品如番茄、大豆等也可以是基因工程产品。农业生产中的抗虫棉、抗病毒烟草、抗除草剂大豆等都已进入商品化生产,上述产品有些是常规方法难以生产的或者生产成本过高。1.基因治疗是指()A、把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗目的B、对有基因缺陷的细胞进行修复,从而使其恢复正常,达到治疗的目的C、运用人工诱变的方法,使有基因缺陷的细胞发生基因突变,从而恢复正常D、运用基因工程技术,把有缺陷的基因切除,达到治疗疾病的目的A2、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白基因的转基因牛,他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法,使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍。“转基因动物”是指()A、提供基因的动物B、基因组中增加外源基因的动物C、能产生白蛋白的动物D、能表达基因信息的动物B3.继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后,膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近,科学家培养出一种转基因小鼠,其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答:(1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞,常用方法是___________。(2)进行基因转移时,通常要将外源基因转入_______中,原因是_____________。(3)通常采用_______技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组(4)在研制膀胱生物反应器时,应使外源基因在小鼠的____中特异表达。显微注射法受精卵受精卵的全能性高DNA分子杂交膀胱上皮细胞课件制作仙游第一中学黄美洪
本文标题:1.3基因工程的应用(精制课件)
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