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1、高中生物课件基因工程的应用第1页，此课件共31页哦一一、植物基因工程、植物基因工程 转基因工程技术主要用于提高农作物的转基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆抗逆能力能力,以及以及改良农作物的品质改良农作物的品质和利用植物和利用植物生产药生产药物物等方面。等方面。1、抗虫转基因植物、抗虫转基因植物2、抗病转基因植物、抗病转基因植物3、抗逆转基因植物、抗逆转基因植物4、利用转基因改良植物的品质、利用转基因改良植物的品质第2页，此课件共31页哦1.1.抗虫转基因植物抗虫转基因植物优点：减少环境污染、减低生产成本、提高产量优点：减少环境污染、减低生产成本、提高产量例子：棉花、水稻、玉米、马铃薯、番茄等
2、等例子：棉花、水稻、玉米、马铃薯、番茄等等主要杀虫基因：主要杀虫基因：Bt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、植物凝集素基因等典型例子：转基因抗虫棉典型例子：转基因抗虫棉Bt毒蛋白基因毒蛋白基因第3页，此课件共31页哦2.2.抗病转基因植物抗病转基因植物抗病基因：抗病基因：病毒外壳蛋白基因、病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因病毒的复制酶基因.抗真菌基因：抗真菌基因：几丁质酶基因、几丁质酶基因、抗毒素合成基因抗毒素合成基因.第4页，此课件共31页哦3.3.抗逆转基因植物抗逆转基因植物转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病
3、基因的甜椒第5页，此课件共31页哦转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯特点：特点：导入另一种导入另一种生物的优良性生物的优良性状基因，获得状基因，获得新性状抵抗恶新性状抵抗恶劣环境因素，劣环境因素，从根本上改变从根本上改变作物的特性作物的特性第6页，此课件共31页哦4.4.利用转基因改良植物的品质利用转基因改良植物的品质不会引起过敏的转基因大豆不会引起过敏的转基因大豆优点：优点：改善粮食作物的营养成分含改善粮食作物的营养成分含改善粮食作物的营养成分含改善粮食作物的营养成分含量，如氨基酸、蛋白质量，如氨基酸、蛋白质量，如氨基酸、蛋白质量，如氨基酸、蛋白质第7页，此课件共31页哦转
4、基因蓝玫瑰转基因蓝玫瑰优点：优点：提高花卉的观赏价值提高花卉的观赏价值第8页，此课件共31页哦二、动物基因工程前景广阔二、动物基因工程前景广阔特点：发展较迟，应用方面广特点：发展较迟，应用方面广1、提高生长速度、提高生长速度2、改善畜产品的品质、改善畜产品的品质3、生产药物、生产药物4、作为器官移植的供体、作为器官移植的供体第9页，此课件共31页哦1.1.用于提高动物生长速度用于提高动物生长速度原因：外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长更快原因：外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长更快转基因鲤鱼转基因鲤鱼第10页，此课件共31页哦2.2.用于改善畜产品的品质用于改善畜产品的品质优点
5、：避免食物过敏、腹泻、恶心等不适优点：避免食物过敏、腹泻、恶心等不适转基因牛的转基因牛的乳汁，降低乳汁，降低乳糖含量乳糖含量第11页，此课件共31页哦3.3.用转基因的动物生产药物用转基因的动物生产药物（重点）（重点）优点：优点：产量高、质量好、产量高、质量好、成本低、易提取成本低、易提取方法：方法：乳腺生物反应器乳腺生物反应器 膀胱生物反应器膀胱生物反应器注意：注意：雌性个体才能生产药物雌性个体才能生产药物第12页，此课件共31页哦为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？所呢？乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入
6、体内循环，不会影响不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。转基因动物本身的生理代谢反应。从乳汁中获取目的基因产物，从乳汁中获取目的基因产物，产量高产量高，易易提纯提纯，表达的蛋白质已经过充分的，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工修饰加工，具有稳定的生物活性。具有稳定的生物活性。从乳汁中从乳汁中源源不断源源不断获得目的基因的产物的同获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可无限繁殖。时，转基因动物又可无限繁殖。第13页，此课件共31页哦过程：过程：1、重组重组药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子子2、用显微注射法、用显微注射法导入导入到受精卵到受精卵3、将受精卵、将受精卵
7、送入送入母体生长发育母体生长发育4、转基因动物进入泌乳期后，、转基因动物进入泌乳期后，提取提取乳汁乳汁产物：产物：抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、-抗胰蛋白抗胰蛋白酶第14页，此课件共31页哦 繁殖具有繁殖具有抗病能力抗病能力、高产仔率高产仔率、高产奶率高产奶率和和高高质量的皮毛质量的皮毛等优良品质的等优良品质的转基因动物转基因动物。该过程的重要步骤是通过该过程的重要步骤是通过感染感染或或显微注射技显微注射技术术将重组将重组DNA转移到动物受精卵中。转移到动物受精卵中。基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么？基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么？将人的将人的生
8、长激素基生长激素基因因和牛的生长素基因分和牛的生长素基因分别注射到小白鼠受精卵别注射到小白鼠受精卵中，得到的中，得到的“超级小鼠超级小鼠”。第15页，此课件共31页哦基因工程药品基因工程药品 生长激素生长激素 治疗侏儒症治疗侏儒症的的唯一方法唯一方法，是向人体注射生长，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，从大脑的底部得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底部摘取摘取垂体垂体，并从中提取生长激素。，并从中提取生长激素。现可利用基因工程方法，将人的现可利用基因工程方法，将人的生长激素基生长激素基因导入大肠杆菌因导入大肠杆
9、菌中，使其生产生长激素。人们从中，使其生产生长激素。人们从450L450L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于于6 6万具尸体的全部产量。万具尸体的全部产量。第16页，此课件共31页哦4.4.用转基因的动物作器官移植的供体用转基因的动物作器官移植的供体第17页，此课件共31页哦在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素直接生物体的哪些结构中提取？扰素直接生物体的哪些结构中提取？药品直接从生物的药品直接从生物的组织组织、细胞细胞或或血液血液中提取。中提取。传统生产方法的缺点传统生产方法的缺点 由于受原料来源的限制，由
10、于受原料来源的限制，价格价格十分十分昂贵昂贵。可利用什么方法来解决上述问题？可利用什么方法来解决上述问题？利用利用基因工程基因工程方法制造方法制造“工程菌工程菌”，可，可高效率高效率地生产出各种地生产出各种高质量高质量、低成本低成本的药品。的药品。三、基因工程药品异军突起三、基因工程药品异军突起第18页，此课件共31页哦胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，提取，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g4-5g的胰的胰岛素，其产量之低和价格之高可想岛素，其产量之低和价格之高可想而知。而知。将合成的胰岛素基将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每因导入大肠杆菌，每2
11、000L2000L培养液就能产生培养液就能产生100g100g胰岛素！使其价格胰岛素！使其价格降低了降低了30%-50%!30%-50%!基因工程药品基因工程药品 胰岛素胰岛素第19页，此课件共31页哦2DNA 质粒质粒细菌细胞细菌细胞DNA人体细胞人体细胞胰岛素基因胰岛素基因限制酶限制酶限制酶限制酶胰岛素胰岛素利用生物工程获得胰岛素利用生物工程获得胰岛素1第20页，此课件共31页哦从人血中提取干扰素，从人血中提取干扰素，300L300L血才提取血才提取1mg1mg！通过基因工程的通过基因工程的方式创造了能合成人方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，干扰素的大肠杆菌，每每1Kg1Kg的培养液可提
12、的培养液可提取取202040mg40mg干扰素干扰素人人造造血血液液及及其其生生产产基因工程药品基因工程药品 干扰素干扰素第21页，此课件共31页哦基因诊断：基因诊断：也称为也称为DNADNA诊断诊断或或基因探针技术基因探针技术，即在，即在DNADNA水水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。探针制备：探针制备：放射性同位素放射性同位素(如如3232P)P)、荧光分子荧光分子等标等标记的记的DNADNA分子；分子；原原 理：理：利用利用DNADNA分子杂交原理分子杂交原理；四、基因治疗曙光初照四、基因治疗曙光初照第22页，此课件共31页哦基
13、因探针：基因探针：基因探针就是一段与目的基因或基因探针就是一段与目的基因或DNADNA互补互补的的特异核苷酸序列特异核苷酸序列。它包括整个基因，或基因的一。它包括整个基因，或基因的一部分；可以是部分；可以是DNADNA本身，也可以是由之转录而来的本身，也可以是由之转录而来的RNARNA。第23页，此课件共31页哦DNA分子杂交原理：分子杂交原理：DNA DNA分子杂交是基因诊断最基本的方法之一。分子杂交是基因诊断最基本的方法之一。其基本原理是：其基本原理是：互补的互补的DNADNA单链单链能够在一定条件下能够在一定条件下结合成双链结合成双链，即能够进行杂交。这种结合是，即能够进行杂交。这种结合
14、是特异特异的，的，即严格按照碱基互补配对进行。因此，当用一段即严格按照碱基互补配对进行。因此，当用一段已已知基因的核苷酸序列作为探针知基因的核苷酸序列作为探针，与被测基因进行接，与被测基因进行接触，若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测基触，若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测基因中含有已知的基因序列。因中含有已知的基因序列。第24页，此课件共31页哦基因诊断技术在什么方面发展迅速？基因诊断技术在什么方面发展迅速？在在诊断遗传性疾病诊断遗传性疾病方面发展迅速。目前已经可以方面发展迅速。目前已经可以对几十种遗传病进行对几十种遗传病进行产前诊断产前诊断。举例举例珠蛋白的珠蛋白的DNADNA探针探
15、针 镰刀状细胞贫血症镰刀状细胞贫血症苯丙氨酸羧化酶基因探针苯丙氨酸羧化酶基因探针 苯丙酮尿症苯丙酮尿症白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的DNADNA探针探针 白血病白血病第25页，此课件共31页哦基因治疗：基因治疗：是指是把是指是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。中，达到治疗疾病的目的。患半乳糖血症的患者，由于细胞内半乳糖苷转患半乳糖血症的患者，由于细胞内半乳糖苷转移酶移酶基因缺陷基因缺陷而缺少半乳糖苷转移酶，使过多的半乳而缺少半乳糖苷转移酶，使过多的半乳糖在体内积聚，引起肝、脑等功能受损。糖在体
16、内积聚，引起肝、脑等功能受损。1971 1971年，美国科学家在体外做了试验，用年，美国科学家在体外做了试验，用带有半带有半乳糖苷转移酶基因的噬菌体侵染患者的离体组织细胞乳糖苷转移酶基因的噬菌体侵染患者的离体组织细胞，结果发现这些组织细胞能够利用半乳糖了。这表明，结果发现这些组织细胞能够利用半乳糖了。这表明，用基因替换的方法治疗这种遗传病是可能的。用基因替换的方法治疗这种遗传病是可能的。第26页，此课件共31页哦取患者骨髓分离干细胞病毒正常基因并入正常基因的干细胞注入患者体内第27页，此课件共31页哦P53基因病毒P53蛋白膜瘤细胞变小第28页，此课件共31页哦基因工程与食品业基因工程与食品业
17、基因工程为食品工业中提供了什么前景？基因工程为食品工业中提供了什么前景？基因工程为人类开辟基因工程为人类开辟新的食物来源新的食物来源。鸡蛋白基因鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中表达获得成功。在大肠杆菌和酵母菌中表达获得成功。这表明，未来能用发酵罐培养的大肠杆菌或酵母菌这表明，未来能用发酵罐培养的大肠杆菌或酵母菌来生产人类所需要的来生产人类所需要的卵清蛋白卵清蛋白。用基因工程的方法用基因工程的方法从微生物中获得从微生物中获得人们所需要的人们所需要的糖糖类类、脂肪脂肪和和维生素维生素等产品。等产品。第29页，此课件共31页哦基因工程与环境保护基因工程与环境保护基因工程在环保方面有什么应用？基因工程在
18、环保方面有什么应用？用于用于环境监测环境监测。用于被污染用于被污染环境的净化环境的净化。通过基因工程方法怎样进行环境监测？通过基因工程方法怎样进行环境监测？例如：用例如：用DNADNA探针探针可以检测可以检测饮用水中病毒饮用水中病毒的含量。的含量。此方法的特点是此方法的特点是快速快速、灵敏灵敏，1 1吨水中有吨水中有1010个病毒也个病毒也能检测出来。能检测出来。第30页，此课件共31页哦通过基因工程方法怎样净化被污染的环境？通过基因工程方法怎样净化被污染的环境？用基因工程产物用基因工程产物“超级细菌超级细菌超级细菌超级细菌”分解石油，可以大大分解石油，可以大大分解石油，可以大大分解石油，可以
19、大大提高细菌分解石油的效率。具体方法：将能分解三种烃类的提高细菌分解石油的效率。具体方法：将能分解三种烃类的提高细菌分解石油的效率。具体方法：将能分解三种烃类的提高细菌分解石油的效率。具体方法：将能分解三种烃类的假单孢杆菌假单孢杆菌的基因都转移到能分解另一种烃类的假单孢的基因都转移到能分解另一种烃类的假单孢杆菌内，创造出了能同时分解四种烃类的杆菌内，创造出了能同时分解四种烃类的“超级细菌超级细菌”。用基因工程培养出用基因工程培养出用基因工程培养出用基因工程培养出“吞噬吞噬吞噬吞噬”汞和降解土壤汞和降解土壤汞和降解土壤汞和降解土壤中中中中DDTDDT的的细菌细菌细菌细菌，以及能够以及能够以及能够以及能够净化镉污染净化镉污染的的的的植物植物植物植物。通过基因重组构建新的通过基因重组构建新的通过基因重组构建新的通过基因重组构建新的杀虫剂杀虫剂杀虫剂杀虫剂，取代生产过程中耗能多、，取代生产过程中耗能多、，取代生产过程中耗能多、，取代生产过程中耗能多、易造成环境污染的农药，并试图通过基因工程易造成环境污染的农药，并试图通过基因工程易造成环境污染的农药，并试图通过基因工程易造成环境污染的农药，并试图通过基因工程回收和利用工回收和利用工回收和利用工回收和利用工业废物业废物业废物业废物。第31页，此课件共31页哦