人教版选修3第一章第三节基因工程的应用(共38张PPT)

1、 自探提纲 植物基因工程的应用有哪些？各自原理。植物基因工程的应用有哪些？各自原理。 动物基因工程的应用有哪些？各自原理动物基因工程的应用有哪些？各自原理 基因工程药物有哪些？能治疗哪些疾病基因工程药物有哪些？能治疗哪些疾病 何为基因治疗？种类？何为基因治疗？种类？ 基因工程的实际应用基因工程的实际应用 领域有：领域有： 农牧业、工业、环境、农牧业、工业、环境、 能源、医学卫生等能源、医学卫生等 应用生物：植物、动物、应用生物：植物、动物、 微生物微生物 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转基因工程技术主要用于提高提高农作物的农作物的抗抗 逆能力逆能力（如抗除草剂，抗虫、

2、抗病、抗干旱和（如抗除草剂，抗虫、抗病、抗干旱和 抗盐碱等）抗盐碱等）, ,以及以及改良农作物的品质改良农作物的品质和利用植和利用植 物物生产药物生产药物等方面。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 转入转入外源基因外源基因的植（动）物的植（动）物 转基因植（动）物：转基因植（动）物： 抗虫棉抗虫棉 叶子叶子 正常棉正常棉 叶子叶子 1 1、抗虫转基因植物、抗虫转基因植物 优点：优点： 减少环境污染、减低生产成本、提高产量减少环境污染、减低生产成本、提高产量

3、主要杀虫基因：主要杀虫基因： 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 典型例子：典型例子： 转基因抗虫棉转基因抗虫棉Bt毒蛋白基因毒蛋白基因 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. . 有抗病毒基因就可以抵有抗病毒基因就可以抵 抗所有病毒吗？抗所有病毒吗？ 抗烟草花叶病毒转基因甜椒抗烟草花叶病毒转基因甜椒 抗病

4、毒转基因西葫芦抗病毒转基因西葫芦 3 3、抗逆转基因植物、抗逆转基因植物 耐寒、耐旱转基因水稻耐寒、耐旱转基因水稻 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 优点：优点： 改善粮食作物的营养成分含量，如氨基酸、蛋白质改善粮食作物的营养成分含量，如氨基酸、蛋白质 含大量维生素的转基因玉米含大量维生素的转基因玉米 抗癌抗衰老的紫色西红柿抗癌抗衰老的紫色西红柿 转入维生素转入维生素A A合成酶基因的大米合成酶基因的大米 矮牵牛又名碧冬茄，为茄科碧冬茄属植物。矮牵牛花朵硕大，矮牵牛又名碧冬茄，为茄科碧冬茄属植物。矮牵牛花朵硕大， 色彩丰富，花型变化颇多，已成为重要的盆栽和花坛植物。矮

5、色彩丰富，花型变化颇多，已成为重要的盆栽和花坛植物。矮 牵牛在欧美及日本等地区广泛栽培。牵牛在欧美及日本等地区广泛栽培。 花语：花语：有你，我觉得安心（温馨）有你，我觉得安心（温馨） 转转 基基 因因 矮矮 牵牵 牛牛 蓝色妖姬蓝色妖姬 转入荧光酶的转基因烟草苗转入荧光酶的转基因烟草苗 二、动物基因工程前景广阔二、动物基因工程前景广阔 1 1、提高生长速度、提高生长速度 2 2、改善畜产品的品质、改善畜产品的品质 3 3、生产药物、生产药物 4 4、作为器官移植的供体、作为器官移植的供体 二二、动物基因工程前景广阔、动物基因工程前景广阔 2 2、用于改善畜产品的品质、用于改善畜产品的品质 优点

6、：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 导入导入肠乳糖酶基因肠乳糖酶基因的转的转 基因牛分泌的乳汁中，基因牛分泌的乳汁中， 乳糖含量大大降低。乳糖含量大大降低。 即指利用动物乳腺生产高价值产品的方式即指利用动物乳腺生产高价值产品的方式 产物：产物： 抗凝血酶、血抗凝血酶、血 清白蛋白、生清白蛋白、生 长激素长激素 3 3、用转基因的动物生产药物、用转基因的动物生产药物 乳腺（房）生物反应器乳腺（房）生物反应器 获取目的基因（例如血清白蛋白基因）获取目的基因（例如血清白蛋白基因） 构建基因表达载体（在血清白蛋白基因构建基因表达载体（在血清白蛋白基因 前加特异表达的启

7、动子）前加特异表达的启动子） 显微注射导入哺乳动物受精卵中显微注射导入哺乳动物受精卵中 形成胚胎形成胚胎 将胚胎送入母体动物将胚胎送入母体动物 发育成转基因动物（只有在产下的雌性发育成转基因动物（只有在产下的雌性 个体中，转入的基因才能表达）。个体中，转入的基因才能表达）。 操作过程：操作过程： 1）乳腺是一个外分泌器官，）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，乳汁不进入体内循环， 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，易提纯产量高，易提纯， 表达的表达的蛋白质已经过充分的修饰加工蛋白质

8、已经过充分的修饰加工，具有，具有稳定稳定 的生物活性。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同时，获得目的基因的产物的同时， 转基因动物转基因动物又可又可无限繁殖无限繁殖。 雌性动物的乳腺是基因药物最理想的表达场所，雌性动物的乳腺是基因药物最理想的表达场所， 原因是原因是 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 用转基因动物的器官做移植的供体最大的问题是用转基因动物的器官做移植的供体最大的问题是免免 疫排斥疫排斥，科学家正在试图，科学家正在试图导入某些调节因子导入某些调节因子来抑制抗来抑制抗 原决定基因的表达或设法原决定基因的表

9、达或设法去掉抗原决定基因去掉抗原决定基因，以期培，以期培 育出无免疫排斥的转基因克隆猪器官。育出无免疫排斥的转基因克隆猪器官。 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 扰素直接扰素直接从生物的从生物的组织组织、细胞细胞或或血液血液中提取。中提取。 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

10、因工程药品异军突起 胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg100Kg胰胰 腺只能提取腺只能提取4-5g4-5g的胰岛素，将合成的胰岛素基因导入的胰岛素，将合成的胰岛素基因导入 大肠杆菌，每大肠杆菌，每2000L2000L培养液就能产生培养液就能产生100g100g胰岛素！使胰岛素！使 其价格降低了其价格降低了30%-50%!30%-50%! 基因工程药品基因工程药品 胰岛素胰岛素 传统疫苗存在许多缺点：生产过程需传统疫苗存在许多缺点：生产过程需大量繁大量繁 殖病原体殖病原体，对工作人员，对工作人员健康造成很大威胁健康造成很大威胁； 病原体的减毒、灭活有可

11、能病原体的减毒、灭活有可能不够彻底不够彻底，导致，导致 接种者接种者直接感染直接感染。 基因工程疫苗基因工程疫苗：将起关键作用的、序列保守：将起关键作用的、序列保守 的蛋白质基因重组到细菌或真核细胞内，生的蛋白质基因重组到细菌或真核细胞内，生 产蛋白质，制作成疫苗。它不使用病原体本产蛋白质，制作成疫苗。它不使用病原体本 身，所以身，所以安全安全，还可以把不同病原体的抗原，还可以把不同病原体的抗原 基因重组到同一受体细胞，生产基因重组到同一受体细胞，生产多价疫苗多价疫苗。 基因工程艾滋病疫苗基因工程艾滋病疫苗 基因工程乙肝疫苗基因工程乙肝疫苗 是指是把是指是把正常基因（健康的外源基因）正常基因（

12、健康的外源基因）导入有导入有 基因缺陷基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。的细胞中，达到治疗疾病的目的。 四、基因治疗曙光初照四、基因治疗曙光初照 1 1、基因治疗的概念、基因治疗的概念 2 2、基因治疗的类型、基因治疗的类型 体内基因治疗和体外基因治疗体内基因治疗和体外基因治疗 19901990年美国国年美国国 立卫生研究院立卫生研究院 治愈一位治愈一位“重重 症联合免疫缺症联合免疫缺 陷综合症陷综合症”的的 4 4岁女孩岁女孩 基因治疗：用一个正常的基因来代替缺陷基因基因治疗：用一个正常的基因来代替缺陷基因 ADAADA基因缺陷基因缺陷 ADAADA：腺苷酸：腺苷酸 脱氨酶脱氨酶 例例

13、基因治疗是指基因治疗是指 ( )( ) A A把健康外源基因导入有基因缺陷的细胞把健康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 B B对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复 正常，达到治疗疾病的目的正常，达到治疗疾病的目的 C C运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细胞运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细胞 发生基因突变，从而恢复正常发生基因突变，从而恢复正常 D D运用基因工程技术，把有缺陷的基因切运用基因工程技术，把有缺陷的基因切 除，达到治疗疾病的目的除，达到治疗疾病的目的 A 也称为也称为DNADNA诊断诊断或或基因探针技术

14、基因探针技术，即在，即在DNADNA水平分析水平分析 检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。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32 32P) P)、荧光分子、荧光分子等标记的等标记的DNADNA分子分子 原理：原理： 利用利用DNADNA分子杂交原理分子杂交原理； 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 互补的互补的特异核苷酸序列特异核苷酸序列。它包括整个基因，。它包括整个基因， 或基因的一部分；可以是或基因的一部分；可以是DNADNA本身，也可以本身，也可以 是由之转录而来的是由之转录而来的RNA

15、RNA。 DNADNA分子杂交是基因诊断最基本的方分子杂交是基因诊断最基本的方 法之一。其基本原理是：法之一。其基本原理是：互补的互补的DNADNA单链单链能能 够在一定条件下够在一定条件下结合成双链结合成双链，即能够进行，即能够进行 杂交。这种结合是杂交。这种结合是特异特异的，即严格按照碱的，即严格按照碱 基互补配对进行。因此，当用一段基互补配对进行。因此，当用一段已知基已知基 因的核苷酸序列作为探针因的核苷酸序列作为探针，与被测基因进，与被测基因进 行接触，若两者的碱基完全配对成双链，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有已知的基因序列。则表明被测基因中含有已知的基因序

16、列。 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。 举例举例 珠蛋白的珠蛋白的DNADNA探针探针 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 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？ 基因工程与环境保护基因工程与环境保护 环境监测：环境监测： 基因工程做成的基因工程做成的DNADNA探针探针能够十分灵敏地检能够十分灵敏地检 测环境中的病毒、细菌等污染。测环境中的病毒、细菌等污染。