第二节基因工程的应用演示文稿

第二节基因工程的应用演示文稿本文档共38页；当前第1页；编辑于星期六\11点9分优选第二节基因工程的应用本文档共38页；当前第2页；编辑于星期六\11点9分一、基因工程的应用植物基因工程（1）提高植物的光合作用效率:改造植物CO2固定酶（2）延长果实的储藏期：抑制乙烯形成酶基因表达的新品种（3）提高植物次生代谢产物的产率：转基因拟南芥，可大量产生用于生产可降解塑料的物质（4）提高植物的抗性：抗虫、抗病、抗逆本文档共38页；当前第3页；编辑于星期六\11点9分本文档共38页；当前第4页；编辑于星期六\11点9分小结：基因工程育种优点：克服远缘杂交不亲和障碍；定向改变生物的遗传性状；目的性强，育种周期短缺点：技术复杂，工作量大，操作繁琐原理：基因重组本文档共38页；当前第5页；编辑于星期六\11点9分一、基因工程的应用动物基因工程（1）提高抗病能力：抗猪瘟病毒的转基因猪、抗口蹄疫病毒的转基因兔（2）提高产品产量：转基因鲑鱼（3）改善产品品质：转基因牛产无乳糖牛奶（4）生产药用蛋白：乳腺生物反应器本文档共38页；当前第6页；编辑于星期六\11点9分本文档共38页；当前第7页；编辑于星期六\11点9分

用转基因的动物作器官移植的供体最大难题:免疫排斥。方法：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，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培养出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。本文档共38页；当前第8页；编辑于星期六\11点9分人类可以从转基因猪身上获得人的心脏、肾脏等转基因猪本文档共38页；当前第9页；编辑于星期六\11点9分一、基因工程的应用基因工程与人类健康（1）生产基因工程药品：如胰岛素、乙肝疫苗、干扰素等。（2）基因诊断：采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体等。（3）基因治疗：利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法。本文档共38页；当前第10页；编辑于星期六\11点9分用转基因动物生产药物：

最令人兴奋的是利用基因工程技术，还可以使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”。科学家将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，然后将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁来生产所需要的药品，因而称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。本文档共38页；当前第11页；编辑于星期六\11点9分

目前，科学家已在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等重要医药产品。本文档共38页；当前第12页；编辑于星期六\11点9分[思考]:1、用动物乳房作为反应器生产的蛋白质比工厂生产有何优越性？产量高、质量好、成本低、易提取2、简述乳房生物反应器的操作过程？

将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，然后将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁来生产所需要的药品。本文档共38页；当前第13页；编辑于星期六\11点9分3、为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？

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。从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可无限繁殖。本文档共38页；当前第14页；编辑于星期六\11点9分

基因诊断技术在诊断遗传性疾病方面发展迅速。目前已经可以对几十种遗传病进行产前诊断，进入临床应用阶段。1）β—珠蛋白的DNA探针

→镰刀状细胞贫血症

2）苯丙氨酸羧化酶基因探针

→苯丙酮尿症

3）白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的DNA

探针

→白血病举例：原理：DNA分子杂交原理本文档共38页；当前第15页；编辑于星期六\11点9分基因治疗（临床实验）概念：基本步骤：应用实例：利用＿＿＿基因

或＿＿＿缺陷基因的治疗方法。正常置换弥补＿＿＿基因的

、目的基因的＿＿＿、安全措施的实施。目的转移表达特别提醒：基因治疗是把健康的外源基因导入患者的某些功能的细胞中，且是体细胞，并非所有细胞中。P27积极思维本文档共38页；当前第16页；编辑于星期六\11点9分一、基因工程的应用基因工程与食品（1）开发新的食物来源：转基因食品（2）优点：成本低、产量高基因工程与环境保护（1）环境监测：用DNA探针可以检测饮用水中病毒的含量（2）被污染的环境：用“超级细菌”分解石油本文档共38页；当前第17页；编辑于星期六\11点9分

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。

通常一种假单孢杆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。

科学家还培育出能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质的细菌。环境污染治理本文档共38页；当前第18页；编辑于星期六\11点9分1、下列有关转基因植物的说法错误的是

A、用基因工程培育的抗虫植物也能抗病毒

B、可以克服远缘杂交的障碍

C、比传统育种所需要的时间短

D、可用来培育高产、稳产、耐贮存的作物练一练A本文档共38页；当前第19页；编辑于星期六\11点9分练一练2、2009年4月29日《人类基因治疗》报道，在美国佛罗里达大学基因治疗中心接受基因治疗的三名遗传性失明患者都重新获得了一定的视力，并且没有严重的副作用。基因治疗是指

A、把健康外源基因导入有缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。

B、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。

C、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。

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。A本文档共38页；当前第20页；编辑于星期六\11点9分练一练3、利用细菌大量生产人胰岛素，下列有关叙述不正确的是

A、需有适当载体将人胰岛素基因导入细菌

B、需有适当的酶对载体与人胰岛素基因进行切割与黏合

C、重组后的DNA分子，须在细菌体内转录、翻译成人胰岛素

D、利用细菌生产人胰岛素的过程需要核糖体、内质网、高尔基体的参与D本文档共38页；当前第21页；编辑于星期六\11点9分练一练4、下列不属于利用基因工程技术制取的药物是

A、在酵母菌体内获得干扰素

B、从大肠杆菌体内制取白细胞介素

C、在青霉菌体内获取青霉素

D、在大肠杆菌细胞内获得胰岛素C本文档共38页；当前第22页；编辑于星期六\11点9分4.如图是从酵母菌中获取某植物需要的某种酶的基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题：(1)图中cDNA文库________基因组文库(大于、等于、小于)。(2)①过程提取的DNA需要____________的切割，B过程是____________过程。(3)为在短时间内大量获得目的基因，可用的技术是____________，其原理是_________________________。(4)目的基因获取之后，需要进行____________________，其组成必须有_______

__及标记基因等，此步骤是基因工程的核心。小于限制酶逆转录PCR技术DNA的复制基因表达载体的构建启动子、终止子、目的基因本文档共38页；当前第23页；编辑于星期六\11点9分(5)将该目的基因导入某双子叶植物细胞，常采用的方法是______________________，其能否在此植物体内稳定遗传的关键是_________________________，可以用____________________________技术进行检测。4.如图是从酵母菌中获取某植物需要的某种酶的基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题：农杆菌转化法目的基因是否整合到植物细胞的染色体上DNA分子杂交本文档共38页；当前第24页；编辑于星期六\11点9分二、转基因生物的安全性问题a.对基因的结构,基因间的相互作用及基因的调空机制都了解的相当有限;

b.转移的基因虽然是功能已知的基因,但不少是异种生物的基因;

c.外源基因插入宿主基因组的部分往往是随机的.

在转基因生物中,有时候会出现一些人们意想不到的后果的原因食物安全、生物安全、环境安全本文档共38页；当前第25页；编辑于星期六\11点9分1、转基因生物与食物安全

a.转基因食物引起食物安全性问题的理由b.不必担心转基因食物安全性的理由反对“实质性等同”安全性检测问题滞后效应担心出现新的过敏原担心营养成分的改变把动物蛋白基因转入农作物，是否侵犯了宗教信仰或素食者的权益没能足够的证据证明转基因食物有问题;多环节、严谨的安全性评价,可以保证转基因食物的安全科学家的负责态度可以防止新过敏原的产生至今尚未发现食用转基因食品而影响人体健康的事例本文档共38页；当前第26页；编辑于星期六\11点9分2、转基因生物与生物安全

a.引起生物安全的理由b.不引起生物安全的理由转基因植物可能会扩散到种植区以外，成为杂草转基因生物可能成为“入侵的外来物种”威胁生态其他生物的生存外源基因可能与感染转基因生物的某些细菌获病毒杂交，重组出对人类或其他生物有害的病原体。有可能使杂草成为除不掉的“超级杂草”扩散到种植区以外的转基因农作物很快死亡。转基因农作物要表现出新性状，必须有一定的水、肥等条件，以及配套的种植技术。由于存在生殖隔离，转基因农作物很难与其他植物杂交。花粉传播的距离有限，时间有限。本文档共38页；当前第27页；编辑于星期六\11点9分3、转基因生物与环境安全a.引起环境安全的理由:

b.不引起环境安全的理由:打破自然物种的原有界限,改变了生态系统中能量流动和物质循环。重组微生物在降解某些化合物过程中所产生的中间产物，可能对人类的生活环境造成二次污染。重组DNA与微生物杂交,可能产生有害的病原微生物。转基因植物花粉中的有毒物质可通过蜜蜂进入蜜蜂,再经过食物链传递，有可能进入其他动物和人体内。

转基因不会改变生物原有的分类地位,不会破坏生态系统的稳定性。转基因抗虫作物的种植,减少了农药的使用量。抗除草剂农作物的种植,减轻了农田管理的负担,保护了农田的土壤环境。新闻报道不实，增加了公众对转基因农作物的恐惧感。本文档共38页；当前第28页；编辑于星期六\11点9分三、理性看待转基因技术1、首先认识到转基因技术的应用前景是非常广阔的，以基因工程为代表的一大批生物技术成果，进入人类的生产和生活，特别是在医药和农业生产上发挥了极大的作用。2、要正视转基因技术带来的安全性问题，切实认识到个别有害转基因生物的危害性，要趋利避害，而不能因噎废食。3、完善相应的法令法规，利用法制手段确保转基因生物的安全性。如我国1993年制定的《基因工程安全管理办法》和2002年颁布的《农业转基因生物标识管理办法》。4、增强科学家的法制意思，提高科学家的研究道德水平。本文档共38页；当前第29页；编辑于星期六\11点9分四.生物武器的危害性引言:有一部描写日本“731部队”的国产影片，它所反映的是一个真实的故事。1940年这个部队驻扎在离哈尔滨市20公里的平房地区，他们拿活人作实验，残害了无数的爱国志士和抗日的同胞。这支部队又叫“细菌部队”。他们使用的“陶瓷炸弹”，也就是我们所说的“生物武器”。什么是生物武器呢？

本文档共38页；当前第30页；编辑于星期六\11点9分■“731”害死25万中国人

■活体解剖取走器官

本文档共38页；当前第31页；编辑于星期六\11点9分侵华日军731部队和100部队，在1932年到1945年间，用中国士兵及平民进行炭疽、脑膜炎、伤寒、霍乱和鼠疫等生物武器的活体试验，至少杀死了1万人。在战争中，日军在中国进行过至少12次大规模细菌战，包括直接喷洒霍乱菌污染水源，飞机播撒携带人工培养的含有鼠疫杆菌的跳蚤等。

本文档共38页；当前第32页；编辑于星期六\11点9分炭疽杆菌主要的生物武器之一炭疽是由炭疽杆菌引起的一种急性传染病，可以感染人及一些食草动物，死亡率可达50%以上。炭疽杆菌在不利的生长环境下可形成芽孢，具备极强的抵抗力和生存力。英国政府在90年代整理二战德国间谍器材时，发现了47年前德国间谍携带的装有炭疽芽孢的玻璃管，其中的炭疽芽孢依然存活。这种几乎不死的特性使炭疽成为生物武器制剂的首选。本文档共38页；当前第33页；编辑于星期六\11点9分鼠疫是由鼠疫杆菌引起的烈性传染病。历史上曾发生三次特大规模的流行，第一次发生在公元6世纪，从地中海地区传入欧洲，死亡近1亿人；第二次发生在14世纪，波及欧、亚、非，成为欧洲历史上的“黑死病”恶梦；第三次是18世纪，传播32个国家。肺鼠疫是鼠疫中最严重的一型，病死率极高。电影《卡桑德拉大桥》中描写的就是肺鼠疫在火车上传播的情节。败血型鼠疫又称暴发型鼠疫，患者多在发病后24小时内死亡，很少超过3天，病死率高达100%。鼠疫患者皮肤大面织出血、瘀斑、坏死，死后尸体呈紫黑色，故称“黑死病”。在20世纪的几场战争中，鼠疫是经常露面的生物武器。本文档共38页；当前第34页；编辑于星期六\11点9分

埃博拉病毒出血热病毒中最著名的是埃博拉病毒，这是病死率很高的一种传染病，目前仅知，人类主要是通过与病人或带病毒血液及排泄物接触传播，死亡率在70%以上。更可怕的是这种病至今没有治疗的特效药。不过值得庆幸的是，由于埃博拉病毒人工培养难度较大，危险性也非其他生物武器可以比拟，目前几次流行都非人为造成，但是已经有一些媒体披露，一些国家在进行埃博拉生物战剂的研制。

本文档共38页；当前第35页；编辑于星期六\11点9分

肉毒杆菌毒素是最致命的毒物之一，也是当代生物武器制造者最青睐的高效杀人武器之一。自然条件下的肉毒杆菌一般存在于动物肠道中，排出后形成芽孢可以在土壤中