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1、基因工程的基本操作程序课件人教选修第一页，讲稿共三十六页哦一一、植物基因工程硕果累累、植物基因工程硕果累累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能力抗逆能力抗逆能力抗逆能力,以及以及以及以及改良改良农作物的品质农作物的品质和和和和利用植物生产药物利用植物生产药物利用植物生产药物利用植物生产药物等方面等方面等方面等方面.第二页，讲稿共三十六页哦1.1.抗虫转基因植物抗虫转基因植物第三页，讲稿共三十六页哦2.2.抗病转基因植物抗病转基因植物第四页，讲稿共三十六页哦3.3.其他抗逆转基因植物其他抗逆转基因植物第五页，讲稿共三十六页哦转鱼抗寒蛋白基因的番茄第六页，讲稿
2、共三十六页哦转黄瓜抗青枯病基因的甜椒第七页，讲稿共三十六页哦转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯第八页，讲稿共三十六页哦不会引起过敏的转基因大豆第九页，讲稿共三十六页哦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第十页，讲稿共三十六页哦提高观赏价值提高观赏价值第十一页，讲稿共三十六页哦基因工程在农业上的应用：基因工程在农业上的应用：1）高产高产、稳产稳产和具和具优良品质优良品质的品种的品种 用基因工程的方法可以改善粮食作物的蛋白用基因工程的方法可以改善粮食作物的蛋白质含量。如质含量。如“转基因高赖氨酸玉米转基因高赖氨酸玉米”植株。植株。2）抗逆性抗逆性品种品种 将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂
3、、抗盐将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。虫棉。第十二页，讲稿共三十六页哦 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质量的皮毛高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显微注射技术技术将重组将重组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
4、？将人的将人的生长激素基生长激素基因因和牛的生长素基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠受分别注射到小白鼠受精卵中，得到的精卵中，得到的“超超级小鼠级小鼠”。第十三页，讲稿共三十六页哦二二、动物基因工程前景广阔、动物基因工程前景广阔1.1.用于提高动物生长速度用于提高动物生长速度第十四页，讲稿共三十六页哦2.2.用于改善畜产品的品质用于改善畜产品的品质3.3.用转基因的动物生产药物用转基因的动物生产药物如转基因牛分泌的乳汁，乳糖含量降低，营养成分不变如转基因牛分泌的乳汁，乳糖含量降低，营养成分不变第十五页，讲稿共三十六页哦转基因牛乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷阿根廷)第十六页，讲稿共三十
5、六页哦转基因动物的转基因动物的乳腺乳腺。就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？是指把人或哺乳动物的某种是指把人或哺乳动物的某种基因导入基因导入到到哺乳哺乳动物动物(如鼠、兔、羊和猪如鼠、兔、羊和猪)的的受精卵受精卵里，里，目的基目的基因若与受精卵染色体因若与受精卵染色体DNA整合整合，细胞分裂时，细胞分裂时，该基因随染色体的该基因随染色体的倍增倍增而倍增，使每个细胞中而倍增，使每个细胞中都带有目的基因，使都带有目的基因，使性状得以表达性状得以表达，并，并稳定地稳定地遗传遗传给后代，从而给后代，从而获得基因产品获得基因产品。这样一种新的。这样一种新的个体
6、，称为个体，称为转基因动物转基因动物。什么叫转基因动物？什么叫转基因动物？第十七页，讲稿共三十六页哦 1）乳腺是一个外分泌器官，）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内乳汁不进入体内循环循环，不会影响不会影响转基因动物本身的转基因动物本身的生理代谢反应生理代谢反应。2）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，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工蛋白质已经过充分的修饰加工，具有具有稳定的生物活性稳定的生物活性。3）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获得目的基因的产物的同时，同时，转基因动物转基因动物又可又可无限繁殖无限繁殖。为什么乳
7、腺能成为基因药物最理想的表达场所呢为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？第十八页，讲稿共三十六页哦4.4.用转基因的动物作器官移植用转基因的动物作器官移植的供体的供体5.5.基因工程药品异军突起基因工程药品异军突起第十九页，讲稿共三十六页哦在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、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？干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
8、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，可高高效率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。第二十页，讲稿共三十六页哦基因工程胰岛素（一）胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，取，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g4-5g的胰岛素，的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。其产量之低和价格之高可想而知。胰胰胰胰岛岛岛岛素素素素分分分分子子子子结结结结构构构构第二十一页，讲稿共三十六页哦基因工程胰
9、岛素（二）将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L2000L2000L2000L培培培培养液就能产生养液就能产生养液就能产生养液就能产生100g100g胰岛素！大规模工业化生产不胰岛素！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了其价格降低了30%-50%!30%-50%!30%-50%!30%-50%!胰胰岛岛素素生生产产车车间间第二十二页，讲稿共三十六页哦基因工程干扰素（一）干扰素治疗病毒感染简直是干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药万能灵药万能灵药万能灵药”！过去！过去！过去！过去从
10、人血中提取，从人血中提取，从人血中提取，从人血中提取，300L300L300L300L血才提取血才提取血才提取血才提取1mg1mg1mg1mg！其！其！其！其“珍贵珍贵”程程程程度自不用多说。度自不用多说。度自不用多说。度自不用多说。干扰素生产车间干扰素生产车间干扰素生产车间干扰素生产车间干扰素分子结构干扰素分子结构干扰素分子结构干扰素分子结构第二十三页，讲稿共三十六页哦基因工程干扰素(二）基因工程人干扰素基因工程人干扰素-2b-2b（安达芬）（安达芬）是我国第一个全是我国第一个全国产化基因工程人干扰素国产化基因工程人干扰素-2b-2b，具有抗病毒，抑制，具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体
11、免疫功能的作用，广泛用肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。的主要药物。第二十四页，讲稿共三十六页哦其它基因工程药物其它基因工程药物 人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类
12、的健现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用康水平发挥了重大的作用康水平发挥了重大的作用康水平发挥了重大的作用。人人人人造造造造血血血血液液液液及及及及其其其其生生生生产产产产第二十五页，讲稿共三十六页哦 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，是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，要长激素。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，从大脑的底部获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底部摘摘取垂体取垂体，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
13、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菌中，使其生产生长激素。人们中，使其生产生长激素。人们从从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于当于6万具尸体的全部产量。万具尸体的全部产量。基因工程药品基因工程药品 生长激素生长激素第二十六页，讲稿共三十六页哦基因诊断：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水平分析检测某一基因，从而对特定的疾水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。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
14、分、荧光分子子等标记的等标记的DNADNA分子；分子；原原 理：利用理：利用DNADNA分子杂交原理分子杂交原理；三三、基因治疗曙光初照、基因治疗曙光初照第二十七页，讲稿共三十六页哦基因探针：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互互补的补的特异核苷酸序列特异核苷酸序列。它包括整个基因，或基。它包括整个基因，或基因的一部分；可以是因的一部分；可以是DNADNA本身，也可以是由之本身，也可以是由之转录而来的转录而来的RNARNA。第二十八页，讲稿共三十六页哦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分子杂交是基因诊断最
15、基本的方法之一。其基本原理是：一。其基本原理是：互补的互补的DNADNA单链单链能够在一能够在一定条件下定条件下结合成双链结合成双链，即能够进行杂交。这种，即能够进行杂交。这种结合是结合是特异特异的，即严格按照碱基互补配对进的，即严格按照碱基互补配对进行。行。因此因此，当用一段，当用一段已知基因的核苷酸序列已知基因的核苷酸序列作为探针作为探针，与被测基因进行接触，若两者的，与被测基因进行接触，若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测基因中含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。有已知的基因序列。第二十九页，讲稿共三十六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
16、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。目前已经方面发展迅速。目前已经可以对几十种遗传病进行可以对几十种遗传病进行产前诊断产前诊断。1 1）珠蛋白的珠蛋白的DNADNADNADNA探针探针探针探针 镰刀状细胞贫血症镰刀状细胞贫血症镰刀状细胞贫血症镰刀状细胞贫血症 2 2）苯丙氨酸羧化酶基因探针）苯丙氨酸羧化酶基因探针）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苯丙酮尿症苯丙酮尿症 3 3）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 白血病白血病举例举例第三十页，讲稿共三十六页哦SCID的基因工程治疗 重
17、症联合免疫缺陷（重症联合免疫缺陷（重症联合免疫缺陷（重症联合免疫缺陷（SCIDSCID）患）患）患）患者缺乏正常的人体免疫功能，者缺乏正常的人体免疫功能，者缺乏正常的人体免疫功能，者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被细菌或者病毒感染，只要稍被细菌或者病毒感染，只要稍被细菌或者病毒感染，只要稍被细菌或者病毒感染，就会发病死亡。这个病的机理就会发病死亡。这个病的机理就会发病死亡。这个病的机理就会发病死亡。这个病的机理是细胞的一个常染色体上编码是细胞的一个常染色体上编码是细胞的一个常染色体上编码是细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱氨酶（简称腺苷酸脱氨酶（简称腺苷酸脱氨酶（简称腺苷酸脱氨酶（简称ADAAD
18、A）的）的）的）的基因（基因（基因（基因（ada）发生了突变。可）发生了突变。可）发生了突变。可）发生了突变。可以通过基因工程的方法治疗。以通过基因工程的方法治疗。以通过基因工程的方法治疗。以通过基因工程的方法治疗。SCIDSCID患者生存在无菌环境中患者生存在无菌环境中患者生存在无菌环境中患者生存在无菌环境中第三十一页，讲稿共三十六页哦基因治疗SCID的过程体外基因治疗体外基因治疗体内基因治疗体内基因治疗第三十二页，讲稿共三十六页哦用于基因治疗的基因种类1。用正常基因代替缺陷基因，或依靠其表达。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、产物来弥补病变基因带来
19、的缺陷。如血友病、地中海贫血病的治疗。地中海贫血病的治疗。2。反义基因。用。反义基因。用mRNA分子与病变的分子与病变的mRNA分子进行互补，阻断蛋白质的合成。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。自杀基因。编码可杀死癌变细胞的蛋白酶基因。基因。第三十三页，讲稿共三十六页哦 用口径为用口径为1m的的DNA注注射器射器，将大量的目的基因片段，将大量的目的基因片段注入到注入到受精卵的核受精卵的核内，然后内，然后把经过注射的受精卵把经过注射的受精卵移植移植到到另一只雌性动物的另一只雌性动物的子宫子宫内，内，使使受精卵发育受精卵发育为转基因动物。为转基因动物。什么叫
20、显微注射技术？什么叫显微注射技术？第三十四页，讲稿共三十六页哦基因工程与食品业基因工程与食品业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。1）鸡蛋白基因鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中表达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来生产人类所需要的杆菌或酵母菌来生产人类所需要的卵清蛋白卵清蛋白。2）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人们所需要的所需要的糖类糖类、脂肪脂肪和和维生素维生素等产品。等产品。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？第三十五页，讲稿共三十六页哦基因工程与环境监测（一）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。1t1t水中只有水中只有1010个病毒也能被个病毒也能被DNADNA探针检测出来探针检测出来第三十六页，讲稿共三十六页哦