1.3基因工程的应用全国比赛一等奖公开课一等奖课件省赛课获奖课件

基因工程的应用专项１基因工程一、植物基因工程硕果累累转基因工程技术重要用于提高浓作物的抗逆能力,以及改良弄作物的品质和运用植物生产药品等方面.植物基因工程技术重要用于提高农作物的抗逆能力，以及改良农作物的品质和运用植物生产药品等方面。1、抗虫转基因植物办法：目的基因涉及：从某些生物中分离出含有杀虫活性的基因，将其导入作物中，使其含有抗虫性Bt毒蛋白基因、蛋白酶克制剂基因、淀粉酶克制剂基因、植物凝集素基因等抗虫转基因植物2、抗病转基因植物寻根问底——在抗病转基因植物中，为什么使用病毒外壳蛋白基因(CP基因)能够抗病毒侵染？与否存在局限性？一种假说认为：CP基因在植物细胞内体现积累后，当入侵的病毒裸露核酸进入植物细胞后，会立刻被这些外壳蛋白重新包裹，从而制止病毒核酸分子的复制和翻译。另一种假说认为：植物细胞内积累的病毒外壳蛋白会克制病毒脱除外壳，使病毒核酸分子不能释放出来。然而近来的研究表明，如果将病毒的外壳蛋白的AUG起始密码缺失，使之不能被翻译，或者将外壳蛋白基因变成反义RNA基因，整合到植物细胞染色体上，转基因植物则有较好的抗性。因此，有人认为抗性机理不是外壳蛋白在起作用，而是CP基因转录出RNA后，与入侵病毒RNA之间的互相作用起到了抗性作用。存在某些问题：①转基因植物对病毒的抗性有局限性，仅限于特定的病毒（被使用CP基因的病毒）或亲密有关的病毒；②转基因植物大多数只是发病延缓，普通为两周，并非根治；③潜在着植物体现的外壳蛋白包被与另一种病毒形成新的杂合病毒的危险。抗病转基因植物3.其它抗逆转基因植物4.运用转基因改良植物的品质1）高产、稳产和具优良品质的品种用基因工程的办法能够改善粮食作物的蛋白质含量。如“向日葵豆”植株。2）抗逆性品种将细菌的抗虫、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内，将从根本上变化作物的特性。如转基因抗虫棉。二、动物基因工程前景广阔1.用于提高动物生长速度2.用于改善畜产品的品质3.用转基因的动物生产药品转基因动物的乳腺。就基因药品而言，最抱负的体现场合是哪里？是指把人或哺乳动物的某种基因导入到哺乳动物(如鼠、兔、羊和猪)的受精卵里，目的基因若与受精卵染色体DNA整合，细胞分裂时，该基因随染色体的倍增而倍增，使每个细胞中都带有目的基因，使性状得以体现，并稳定地遗传给后裔，从而获得基因产品。这样一种新的个体，称为转基因动物。什么叫转基因动物？1）乳腺是一种外分泌器官，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映。2）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，体现的蛋白质已通过充足的修饰加工，含有稳定的生物活性。3）从乳汁中源源不停获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可无限繁殖。为什么乳腺能成为基因药品最抱负的体现场合呢？用转基因动物生产药品思考讨论：

1、用动物乳腺作为反映器，生产高价值的蛋白质比工厂生产的优越之处有哪些？2、用基因工程技术实现动物乳腺生物反映器的操作过程是如何的？获取目的基因（例如血清蛋白基因）构建基因体现载体（在血清白蛋白基因前加特异体现的启动子）显微注射导入哺乳动物受精卵中形成胚胎将胚胎送入母体动物发育成转基因动物（只有在产下的雌性动物个体中，转入的基因才干体现）A、产量高；B、质量好；C、成本低；D、易提取用口径为1μm的DNA注射器，将大量的目的基因片段注入到受精卵的核内，然后把通过注射的受精卵移植到另一只雌性动物的子宫内，使受精卵发育为转基因动物。什么叫显微注射技术？用转基因动物作器官移植的供体供体动物：存在的难题：解决办法：猪免疫排斥将供体基因组导入某种基因调节因子，以克制抗原决定基因的体现，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，哺育出没有免疫排斥反映的转基因克隆猪器官。4.用转基因的动物作器官移植的供体工程菌：用基因工程的办法，使外源基因得到高效率体现的菌类细胞株系。

我国已生产的产品：白细胞介素-2、干扰素、乙肝疫苗等三、基因工程药品异军突起思考讨论：运用微生物生产药品的优越性何在?所谓运用微生物生产蛋白质类药品，是指将人们需要的某种蛋白质的编码基因，构建成体现载体后导入微生物，然后运用微生物发酵来生产蛋白质类药品。优越性：（1）运用活细胞作为体现系统，体现效率高，无需大型装置和大面积厂房就能够生产出大量药品。（2）能够解决传统制药中原料来源的局限性。（如，生长素是治疗侏儒症患者的药品，治疗一名侏儒症患者每年需要从80具尸体的脑下垂体中提取生长素。运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。）（3）减少生产成本，减少生产人员和管理人员。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构造中提取？药品直接从生物的组织、细胞或血液中提取。传统生产办法的缺点由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。可运用什么办法来解决上述问题？运用基因工程办法制造“工程菌”，可高效率地生产出多个高质量、低成本的药品。胰岛素是治疗糖尿病的特效药。普通临床上使用的胰岛素重要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4~5g胰岛素。用该办法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。1979年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，并在大肠杆菌内实现了体现。1982年，美国一家基因公司用基因工程办法生产的胰岛素投入市场，售价减少了30%~50%。基因工程药品——胰岛素干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。干扰素几乎能抵抗全部病毒引发的感染，是一种抗病毒的特效药。另外干扰素对治疗某些癌症和白血病也有一定疗效。传统的干扰素生产办法是从人血液中的白细胞内提取，每300L血液只能提取出1mg干扰素。1980~1982年，科学家用基因工程办法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，是传统的生产量的12万倍。1987年上述干扰素大量投放市场。基因工程药品——干扰素治疗侏儒症的唯一办法，是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体，并从中提取生长激素。现可运用基因工程办法，将人的生长激素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。人们从450L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相称于6万具尸体的全部产量。基因工程药品——生长激素基因诊疗：也称为DNA诊疗或基因探针技术，即在DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊疗。探针制备：放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子；原理：运用DNA分子杂交原理；三、基因治疗曙光初照基因探针：基因探针就是一段与目的基因或DNA互补的特异核苷酸序列。它涉及整个基因，或基因的一部分；能够是DNA本身，也能够是由之转录而来的RNA。DNA分子杂交原理：DNA分子杂交是基因诊疗最基本的办法之一。其基本原理是：互补的DNA单链能够在一定条件下结合成双链，即能够进行杂交。这种结合是特异的，即严格按照碱基互补配对进行。因此，当用一段已知基因的核苷酸序列作为探针，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有已知的基因序列。基因诊疗技术在什么方面发展快速？在诊疗遗传性疾病方面发展快速。现在已经能够对几十种遗传病进行产前诊疗。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→白血病举例基因治疗：是指是把健康的外源基因导入有基因缺点的细胞中，达成治疗疾病的目的。患半乳糖血症的患者，由于细胞内半乳糖苷转移酶基因缺点而缺少半乳糖苷转移酶，使过多的半乳糖在体内积聚，引发肝、脑等功效受损。1971年，美国科学家在体外做了实验，用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，成果发现这些组织细胞能够运用半乳糖了。这表明，用基因替代的办法治疗这种遗传病是可能的。1、体外基因治疗：2、体内基因治疗：从病人体内获得某种细胞，进行培养，然后，在体外完毕基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。直接向人体组织细胞中转移基因的治病办法。用于基因治疗的基因种类A.从健康人体上分离得到的功效正常的基因，用以取代病变基因，或依靠其体现产物。B.反义基因。即通过产生的mRNA分子，与病变基因产生的mRNA进行互补，来阻断蛋白质合成。C.编码能够杀死癌变细胞的蛋白酶基因，又叫做自杀基因。基因工程与食品业基因工程为人类开辟新的食物来源。1）鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中体现获得成功。这表明，将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卵清蛋白。2）用基因工程的办法从微生物中获得人们所需要的糖类、脂肪和维生素等产品。基因工程为食品工业中提供了什么前景？基因工程与环保1）用于环境监测。2）用于被污染环境的净化。基因工程在环保方面有什么应用？例如：用DNA探针能够检测饮用水中病毒的含量。此办法的特点是快速、敏捷，1吨水中有10个病毒也能检测出来。通过基因工程办法如何进行环境监测？1）用基因工程产物——“超级细菌”