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1、基因工程的应用.第一页，讲稿共三十七页哦一、基因工程的应用一、基因工程的应用1.转基因植物转基因植物类别类别应应 用用 实实 例例抗虫抗虫抗病抗病抗逆抗逆改良改良杀虫的基因主要有杀虫的基因主要有Bt毒蛋白基因毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等剂基因、植物凝集素基因等抗病毒基因抗病毒基因:病毒外壳蛋白病毒外壳蛋白基因和基因和病毒的复制酶病毒的复制酶基因基因;抗真菌基因抗真菌基因:几丁质酶基因几丁质酶基因和和抗毒素合成抗毒素合成基因基因抗盐碱和抗干旱的调节细胞渗透压基因、抗冻蛋白基因、抗除抗盐碱和抗干旱的调节细胞渗透压基因、抗冻蛋白基因、
2、抗除草剂基因草剂基因转基因玉米中转基因玉米中赖氨酸赖氨酸的含量比对照提高的含量比对照提高30%转基因延熟番茄储存时间可延长转基因延熟番茄储存时间可延长12个月个月转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色变异转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色变异第二页，讲稿共三十七页哦3.基因工程药物基因工程药物(1)来源：转基因的来源：转基因的_。(2)成果：成果：_、抗体、抗体、_、激素等。、激素等。(3)作用：预防和治疗作用：预防和治疗_、心血管疾病、心血管疾病、_、各种传染、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。病、糖尿病、类风湿等疾病。4.基因治疗基因治疗(1)方法：把方法：把_导入病人体内，使该基因的表达产物
3、发挥功能。导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能。(2)效果：治疗效果：治疗_的最有效的手段。的最有效的手段。(3)分类：分类：_基因治疗和基因治疗和_基因治疗。基因治疗。工程菌工程菌细胞因子细胞因子疫苗疫苗人类肿瘤人类肿瘤遗传病遗传病正常基因正常基因遗传病遗传病体内体内体外体外第三页，讲稿共三十七页哦(2)两者的区别比较项目比较项目乳腺生物反应器乳腺生物反应器工程菌工程菌基因结构基因结构基因表达基因表达受体细胞受体细胞导入目的导入目的基因的方基因的方式式动物基因的结构与人动物基因的结构与人类基因的结构基本相类基因的结构基本相同同细菌或酵母菌等生物基因细菌或酵母菌等生物基因的结构与人类基因的
4、结构的结构与人类基因的结构有较大差异有较大差异合成的药物蛋白与天然合成的药物蛋白与天然蛋白质相同蛋白质相同细菌细胞内没有内质网、高细菌细胞内没有内质网、高尔基体等细胞器尔基体等细胞器,产生产生的药物蛋白可能没有活性的药物蛋白可能没有活性动物的受精卵动物的受精卵微生物细胞微生物细胞显微注射法显微注射法感受态细胞法感受态细胞法第四页，讲稿共三十七页哦比较项目比较项目乳腺生物反应器乳腺生物反应器工程菌工程菌生产条件生产条件药物提取药物提取生产设备生产设备不需严格灭菌不需严格灭菌,温度温度等外界条件对其影等外界条件对其影响不大响不大需严格灭菌需严格灭菌,严格控制严格控制工程菌所需的温度、工程菌所需的温
5、度、pH、营养物质浓度等、营养物质浓度等外界条件外界条件从动物从动物乳汁乳汁中提取中提取从从微生物细胞微生物细胞中提取中提取畜牧业生产畜牧业生产,加提取设备加提取设备工业生产工业生产,设备精良设备精良第五页，讲稿共三十七页哦2.基因治疗与基因诊断原理原理操作过程操作过程进展进展基因治基因治疗疗基因诊基因诊断断基因表达基因表达碱基互碱基互补配对补配对利用利用正常正常基因导入有基因缺陷的细胞基因导入有基因缺陷的细胞中中,以表达出正常性状来治疗以表达出正常性状来治疗临床实验临床实验制作特定制作特定DNA探针探针与病人样与病人样品品DNA混合分析混合分析杂交带杂交带情况情况临床应用临床应用第六页，讲稿
6、共三十七页哦 哪些转基因作物已进入大规模商业化应哪些转基因作物已进入大规模商业化应用阶段用阶段?转基因大豆、玉米、棉花和油菜转基因大豆、玉米、棉花和油菜第七页，讲稿共三十七页哦第八页，讲稿共三十七页哦1.1.虫害给农作物带来了哪些影响虫害给农作物带来了哪些影响?传统农业如何防治害虫传统农业如何防治害虫?有哪些不足有哪些不足?2.2.现在已有哪些抗虫植物问世现在已有哪些抗虫植物问世?第九页，讲稿共三十七页哦3.3.抗虫基因抗虫基因BtBt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等请阅读请阅读P18P18生物资料
7、技术卡生物资料技术卡,了解一些抗虫基因了解一些抗虫基因的抗虫机理。的抗虫机理。4.4.抗虫棉的目的基因是什么抗虫棉的目的基因是什么?目的基因从何而来目的基因从何而来?5.5.我国的转基因抗虫棉取得了哪些进展我国的转基因抗虫棉取得了哪些进展?第十页，讲稿共三十七页哦1.1.什么是病原微生物？有哪些种类？什么是病原微生物？有哪些种类？引起生物生病的微生物，主要有病毒、真引起生物生病的微生物，主要有病毒、真菌和细菌等菌和细菌等2.2.为什么说常规育种很难培育出抗病毒的新品为什么说常规育种很难培育出抗病毒的新品种？种？3.3.在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因？在抗病转基因植物中使用最多的是什么基
8、因？病毒外壳蛋白（病毒外壳蛋白（coat proteincoat protein，CPCP）基因；）基因；病毒的复制酶基因病毒的复制酶基因第十一页，讲稿共三十七页哦3.3.在抗真菌转基因植物在抗真菌转基因植物中中使用什么基因？使用什么基因？几丁质酶基因和抗毒素合成基因几丁质酶基因和抗毒素合成基因 第十二页，讲稿共三十七页哦1.1.哪些环境条件会造成农作物低产、减产？哪些环境条件会造成农作物低产、减产？盐碱、干旱、低温和涝害等盐碱、干旱、低温和涝害等2.2.盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关？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细胞内的渗透压调节在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么
9、基因？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调节细胞渗透压的基因 第十三页，讲稿共三十七页哦3.3.转基因耐寒的烟草和番茄中哪种目的基因提高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？了其抗寒能力？目的基因从何而来？鱼的抗冻蛋白基因鱼的抗冻蛋白基因 第十四页，讲稿共三十七页哦4.4.抗除草剂基因有何用途？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喷洒除草剂时，杀死田间的杂草而不损伤作物第十五页，讲稿共三十七页哦人体（或其它脊椎动物）必不可少，而机体内人体（或其它脊椎动物）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
10、，又不能合成的，必须从食物中补充的氨基酸，称称必需氨基酸必需氨基酸。必需氨基酸必需氨基酸共有种：赖氨酸、色氨酸、苯共有种：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸（甲硫氨酸）、苏氨酸、异丙氨酸、蛋氨酸（甲硫氨酸）、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸亮氨酸、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。如果饮食中经常缺少必需氨基酸，可影响健康。另外另外1212种氨基酸是人体细胞能够合成的叫做非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。第十六页，讲稿共三十七页哦转基因延熟番茄的目的基因是什么？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控制番茄果实成熟的基因第十七页，讲
11、稿共三十七页哦转基因矮牵牛的目的基因转基因矮牵牛的目的基因是什么？是什么？与植物花青素代谢有关与植物花青素代谢有关的基因的基因转基因蓝玫瑰转基因蓝玫瑰第十八页，讲稿共三十七页哦第十九页，讲稿共三十七页哦动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等导入外源生长激素基因导入外源生长激素基因第二十页，讲稿共三十七页哦举例说明举例说明将将肠乳糖酶基因肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，转基因牛分泌的导入奶牛基因组，转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大减低。乳汁中乳糖的含量大大减低。第二十一页，讲稿共三十七页哦第二十二页，讲稿共三十七页哦将将药物蛋白基因药物蛋白基因与乳腺蛋白基
12、因的启动子等调控与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，将受精卵送入母体，使哺乳动物的受精卵中，将受精卵送入母体，使其发育成转基因动物。其发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品，称为后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品，称为乳腺生物反应器乳腺生物反应器或乳房生物反应器。或乳房生物反应器。乳腺生物反应器乳腺生物反应器乳腺生物反应器的优点：产量高；质量好；成乳腺生物反应器的优点：产量高；质量好；成本低；易提取。本低；易提取。第二十三页，讲稿共三十七页哦利用
13、基因工程对猪的器官进行改造利用基因工程对猪的器官进行改造方法：方法：将器官供体基因组导入某种调节因将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达或设法除子，以抑制抗原决定基因的表达或设法除去抗原决定基因去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育，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出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官官第二十四页，讲稿共三十七页哦第二十五页，讲稿共三十七页哦答案：答案：(1)(1)启动子启动子 标记基因标记基因 终止子终止子(2)(2)受精卵发育的全能性最容易表达受精卵发育的全能性最容易表达(3)(3)分子杂交分子杂交 个体生物学水平鉴定个体生物学水平鉴
14、定 DNA DNA分子杂交抗原分子杂交抗原抗体杂交抗体杂交(答对任意两种即可答对任意两种即可)(4)(4)工程菌培养工程菌培养 动物细胞培养动物细胞培养 直接从生物组织、直接从生物组织、细胞或血液细胞或血液 由于受操作条件相对较苛刻等的限制，由于受操作条件相对较苛刻等的限制，价格十分昂贵价格十分昂贵典例典例1第二十六页，讲稿共三十七页哦第二十七页，讲稿共三十七页哦基因工程药品包括：细胞因子（即淋巴因子基因工程药品包括：细胞因子（即淋巴因子如白细胞介素如白细胞介素2 2、干扰素）、抗体、疫苗、激、干扰素）、抗体、疫苗、激素等素等第二十八页，讲稿共三十七页哦第二十九页，讲稿共三十七页哦第三十页，讲
15、稿共三十七页哦第三十一页，讲稿共三十七页哦利用微生物生产药物的优越性何在利用微生物生产药物的优越性何在?利用微生物生产蛋白质类药物，是指将人们需要利用微生物生产蛋白质类药物，是指将人们需要的某种蛋白质的编码基因，构建成表达载体后导的某种蛋白质的编码基因，构建成表达载体后导入微生物，然后利用微生物发酵来生产蛋白质类入微生物，然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药物。有以下优越性：药物。有以下优越性：（1 1）利用活细胞作为表达系统利用活细胞作为表达系统，表达效率表达效率高，无需高，无需大型装置和大面积厂房就可以生产出大量药品。（大型装置和大面积厂房就可以生产出大量药品。（2 2）可以解决传统制药中原
16、料来源的不足可以解决传统制药中原料来源的不足。利用基因。利用基因工程菌发酵生产就不需要从动物或人体上获取原料工程菌发酵生产就不需要从动物或人体上获取原料。（。（3 3）降低生产成本降低生产成本，减少生产人员和管理人，减少生产人员和管理人员。员。第三十二页，讲稿共三十七页哦 把把正常基因正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到挥功能，从而达到治疗疾病治疗疾病的目的，是治疗的目的，是治疗遗传病遗传病的最的最有效的手段。有效的手段。2、实例：、实例：将将腺苷酸脱氨酶基因腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细转入取自患者的淋巴细胞中，再将这种淋巴细胞转
17、入患者体内。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对严重复合型免疫缺陷症的治疗第三十三页，讲稿共三十七页哦3 3、基因治疗的类型、基因治疗的类型体外基因治疗体外基因治疗：先从病人体内获得某种细：先从病人体内获得某种细胞，进行培养，然后在胞，进行培养，然后在体外完成基因转移体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。重新输入患者体内。体内基因治疗体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转：直接向人体组织细胞中转移的治病方法。（如将治疗囊性纤维病的移的治病方法。（如将治疗囊性纤维病的正常基因转入患者肺组织）正常
18、基因转入患者肺组织）4 4、基因治疗的发展现状：、基因治疗的发展现状：处于初期的临床试处于初期的临床试验阶段验阶段5 5、用于基因治疗的基因种类：正常基因、反义、用于基因治疗的基因种类：正常基因、反义基因和自杀基因基因和自杀基因第三十四页，讲稿共三十七页哦知识回顾：基因诊断知识回顾：基因诊断第三十五页，讲稿共三十七页哦五、基因芯片五、基因芯片 从正常人的基因组中分离出从正常人的基因组中分离出DNADNA与与DNADNA芯片杂交就可以得出芯片杂交就可以得出标准图谱；从病人的基因组中分离出标准图谱；从病人的基因组中分离出DNADNA与与DNADNA芯片杂交就芯片杂交就可以得出病变图谱。可以得出病变
19、图谱。通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的DNADNA信息信息。基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。第三十六页，讲稿共三十七页哦思考与探究思考与探究:根据所学内容，试概括写出基因工程解决了哪根据所学内容，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。些生活、生产中难以解决的问题。基因工程可以基因工程可以生产人类需要的药物生产人类需要的药物，如胰岛素、干，如胰岛素、干扰素等。我们扰素等。我们吃的某些食品吃的某些食品如番茄、大豆等也如番茄、大豆等也可以是可以是基因工程产品基因工程产品。农业生产中的。农业生产中的抗虫棉、抗病毒烟草、抗抗虫棉、抗病毒烟草、抗除草剂大豆除草剂大豆等都已进入商品化生产，上述产品有些是常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。规方法难以生产的或者生产成本过高。第三十七页，讲稿共三十七页哦