基因工程的应用班精选PPT.ppt

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1、关于基因工程的应用班第1页，讲稿共30张，创作于星期日1.3基因工程的应用基因工程的应用1、植物基因工程硕果累累、植物基因工程硕果累累2、动物基因工程前景广阔、动物基因工程前景广阔3、基因工程药物异军突起、基因工程药物异军突起4、基因治疗曙光初照、基因治疗曙光初照第2页，讲稿共30张，创作于星期日一一.抗虫转基因植物抗虫转基因植物抗虫害的玉米抗虫害的玉米优点优点 基因基因Bt毒蛋白基因毒蛋白基因蛋白酶抑制剂基因蛋白酶抑制剂基因淀粉酶抑制剂基因淀粉酶抑制剂基因植物凝集素基因植物凝集素基因消化不良消化不良不吸收不吸收避免化学杀虫剂的污染避免化学杀虫剂的污染Bt毒蛋白毒蛋白 水解成水解成 有毒多肽有

2、毒多肽第3页，讲稿共30张，创作于星期日转黄瓜抗青枯转黄瓜抗青枯(细菌细菌)病基因的马铃薯病基因的马铃薯二二.抗病转基因植物抗病转基因植物Bt毒蛋白毒蛋白 水解成水解成 有毒多肽有毒多肽抗病毒抗病毒 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抗真菌 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基因基因抗烟草花叶病毒的转基因烟草抗细菌抗细菌 裂解肽基因裂解肽基因 溶菌酶基因溶菌酶基因第4页，讲稿共30张，创作于星期日三三.抗逆转基因植物抗逆转基因植物基因基因调节细胞渗透压的基因调节细胞渗透压的基因鱼的抗冻蛋白基因鱼的抗冻蛋白基因抗除草剂基因抗除草剂基因抗旱

3、、抗盐碱抗旱、抗盐碱耐寒烟草，番茄耐寒烟草，番茄抗除草剂大豆、玉米抗除草剂大豆、玉米我国科学家在实验田观察我国科学家在实验田观察转鱼抗冻蛋白基因的番茄转鱼抗冻蛋白基因的番茄转基因抗除草剂玉米转基因抗除草剂玉米第5页，讲稿共30张，创作于星期日富含赖氨酸的转基因玉米富含赖氨酸的转基因玉米富含胡萝卜素的“金大米”。粮食粮食问题问题难保鲜难保鲜解决解决控制番茄成熟的基因（延迟控制番茄成熟的基因（延迟番茄成熟）番茄成熟）果蔬果蔬问题问题大豆、玉米、大麦、小麦大豆、玉米、大麦、小麦解决解决导入含必需导入含必需AA多多Pro的编码基因的编码基因改变改变AA合成过程中关键酶活性合成过程中关键酶活性四四.利用

4、转基因改良植物的品质利用转基因改良植物的品质第6页，讲稿共30张，创作于星期日转基因龙胆花转基因蓝猪耳观赏花卉观赏花卉问题问题解决解决颜色单调，变色困难颜色单调，变色困难花青素有关调节基因花青素有关调节基因四四.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7页，讲稿共30张，创作于星期日抗抗逆逆性性抗病抗病抗虫抗虫改善改善品质品质抗逆抗逆粮食粮食观赏花卉观赏花卉植植物物基基因因工工程程问题问题难保鲜难保鲜解决解决控制番茄成熟的基因（延控制番茄成熟的基因（延迟番茄成熟）迟番茄成熟）果蔬果蔬问题问题解决解决颜色单调，变色困难颜色单调，变色困难花青素有关调节基因花青素有关调节基因问题问题大豆、

5、玉米、大麦、小麦大豆、玉米、大麦、小麦解决解决导入含必须导入含必须AA多多Pro的编码基因的编码基因改变改变AA合成过程中关键酶活性合成过程中关键酶活性抗病毒抗病毒 病毒外壳蛋白病毒外壳蛋白/复制酶基因复制酶基因抗真菌抗真菌 几丁质酶几丁质酶/抗毒素合成基因基因抗毒素合成基因基因Bt毒蛋白基因毒蛋白基因蛋白酶抑制剂基因蛋白酶抑制剂基因淀粉酶抑制剂基因淀粉酶抑制剂基因植物凝集素基因植物凝集素基因第8页，讲稿共30张，创作于星期日一一.用于提高动物生长速度用于提高动物生长速度生长速度生长速度生长激素生长激素成功案例成功案例绵羊：绵羊：生长速度提高生长速度提高30%，体积增加，体积增加50%鲤鱼：鲤

6、鱼：9个月后，体重增个月后，体重增1.5kg解决方法解决方法导入生长激素基因导入生长激素基因第9页，讲稿共30张，创作于星期日问题问题喝牛奶过敏、呕吐、腹泻喝牛奶过敏、呕吐、腹泻原因原因乳糖不消化乳糖不消化肠乳肠乳糖酶糖酶基因基因对策对策正常牛正常牛转基因牛转基因牛导导入入显微注射技术显微注射技术牛奶中乳糖含量减牛奶中乳糖含量减少，少，其他营养成分不受其他营养成分不受影响影响构建构建表达表达载体载体二二.用于改善畜产品的品质用于改善畜产品的品质第10页，讲稿共30张，创作于星期日乳腺生物反应器乳腺生物反应器对对策策设想：让牛奶中产出生长激素、抗凝血蛋设想：让牛奶中产出生长激素、抗凝血蛋白、血清

7、白蛋白、白、血清白蛋白、-抗胰蛋白酶等抗胰蛋白酶等（把哺乳动物变成成（把哺乳动物变成成“批量生产药物的工厂）批量生产药物的工厂）药用蛋白药用蛋白基因基因+乳腺蛋白基乳腺蛋白基因启动子因启动子（只在乳腺中且在泌（只在乳腺中且在泌乳期表达）乳期表达）构建基因表达载体构建基因表达载体导入导入_细胞细胞受精卵受精卵显微注射显微注射技术技术送回母体发育成新个体送回母体发育成新个体新个体泌乳期乳汁中产药新个体泌乳期乳汁中产药三三.用转基因动物生产药物用转基因动物生产药物乳汁中含有人生长激乳汁中含有人生长激素的转基因牛素的转基因牛(阿根廷阿根廷)产量高、质量好、成本低、易提取产量高、质量好、成本低、易提取第

8、11页，讲稿共30张，创作于星期日例例1、继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器的研、继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是_。（2）进行基因转移是，通常要将外源基因转）进行基因转移是，通常要将外源基因转_中，原因是中，原因是 。（3）通常采用）通常采用

9、技术检测外源基因是否插入了小鼠的技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组基因组（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的 细胞中特异表达。细胞中特异表达。显微注射显微注射受精卵受精卵受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达DNA分子杂交分子杂交膀胱上皮膀胱上皮第12页，讲稿共30张，创作于星期日四四.用转基因动物作器官移植的供体用转基因动物作器官移植的供体具特殊用途的猪和小鼠具特殊用途的猪和小鼠器官移植问题器官移植问题1、供体器官少、供体器官少2、排斥反应强、排斥反应强1、抑制抗原决定基

10、因、抑制抗原决定基因 表达的调控因子表达的调控因子用猪的器官做供体用猪的器官做供体抑制抗原抑制抗原决定基因决定基因表达表达2、去除抗原决定基因、去除抗原决定基因（受精卵）（受精卵）克隆技术克隆技术导入猪导入猪受精卵受精卵培育出没有免培育出没有免疫排斥反应的疫排斥反应的转转基因克隆猪基因克隆猪第13页，讲稿共30张，创作于星期日例例2、英国科学家已经研究用动物的器官作为器官移植的器官来源，科学、英国科学家已经研究用动物的器官作为器官移植的器官来源，科学家发现猪的内脏器官与人的内脏器官大小、形态均差不多，他们从家发现猪的内脏器官与人的内脏器官大小、形态均差不多，他们从20世世纪纪80年代就开始研究

11、。研究的重点是改造猪细胞膜。年代就开始研究。研究的重点是改造猪细胞膜。（1）猪细胞膜的基本结构和人的细胞膜是相同的，但其上的）猪细胞膜的基本结构和人的细胞膜是相同的，但其上的和人细胞膜有很多是不同的。和人细胞膜有很多是不同的。（2）改造猪细胞膜主要是通过）改造猪细胞膜主要是通过 技术进行，具体操作步骤：技术进行，具体操作步骤：糖蛋白糖蛋白基因工程基因工程第一步，获得控制目的基因（人体细胞膜上蛋白质合成的基因），所用的方法第一步，获得控制目的基因（人体细胞膜上蛋白质合成的基因），所用的方法有有 。第二步，将目的基因与第二步，将目的基因与 结合；结合；第三步，将目的基因导入受体细胞，对猪来说，应导

12、入其第三步，将目的基因导入受体细胞，对猪来说，应导入其 细胞最有效。细胞最有效。在这项技术中，必须使用的两种工具酶是在这项技术中，必须使用的两种工具酶是和和 。从基因文库中获取、从基因文库中获取、PCR法、人工合成法法、人工合成法运载体运载体受精卵受精卵限制酶限制酶DNA连接酶连接酶第14页，讲稿共30张，创作于星期日小结观赏花卉观赏花卉抗抗逆逆性性抗病抗病抗虫抗虫改善改善品质品质抗逆抗逆粮食粮食果蔬果蔬植植物物基基因因工工程程作器官移作器官移植供体植供体提高生长速度提高生长速度改善产品品质改善产品品质动动物物基基因因工工程程生产药物生产药物第15页，讲稿共30张，创作于星期日三、基因工程药物

13、异军突起三、基因工程药物异军突起第16页，讲稿共30张，创作于星期日第一种第一种基因工程药物基因工程药物 基基因因工工程程制制药药重组人胰岛素重组人胰岛素传统传统提取提取胰岛素、胰岛素、干扰素干扰素提取部位提取部位 细胞、组织、血液等细胞、组织、血液等提取量提取量 少少缺点缺点 材料少、提取难、成本高材料少、提取难、成本高改进改进“工程菌工程菌”提取部位提取部位 “工程菌工程菌”（大肠杆菌、酵母菌）（大肠杆菌、酵母菌）提取量提取量 多多优点优点 高效、高质量、低成本高效、高质量、低成本菌优点：菌优点：繁殖快繁殖快 单细胞单细胞 遗传物质少遗传物质少第17页，讲稿共30张，创作于星期日重组质粒重

14、组质粒第18页，讲稿共30张，创作于星期日基因工程药物异军突起基因工程药物异军突起转基因抗乙肝西红柿，虽然不能治愈乙肝，但一年只吃几转基因抗乙肝西红柿，虽然不能治愈乙肝，但一年只吃几个抗乙肝西红柿，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西个抗乙肝西红柿，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经红柿属于转基因食品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经过多代繁殖，使转入的基因稳定化。这种西红柿培育历时过多代繁殖，使转入的基因稳定化。这种西红柿培育历时十年，先是在实验室生长，等各种安全因素达标后，才移十年，先是在实验室生长，等各种安全因素达标后，才移至户外，进行封闭种

15、植。至户外，进行封闭种植。第19页，讲稿共30张，创作于星期日例例3、1997年，科学家将动物体内的能年，科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌中表达分子重组，并且在大肠杆菌中表达成功。如右图，请据图回答问题。成功。如右图，请据图回答问题。(1)此图表示的是采取此图表示的是采取_合成基因的方合成基因的方法获取法获取_ _基因的过程。基因的过程。(2)图中图中DNA是以是以_为模板，为模板，_形成单链形成单链DNA，在酶的作用下，在酶的作用下合成双链合成双链DNA，从而获得了所需要的，从而获得了所需要的_。人工人工胰岛素（目

16、的）胰岛素（目的）胰岛素胰岛素mRNA逆转录逆转录胰岛素（目的）基因胰岛素（目的）基因 第20页，讲稿共30张，创作于星期日(3)图中图中代表的是代表的是_酶，酶，在它的作用下将质粒切出在它的作用下将质粒切出_末端。末端。(4)图中图中代表重组代表重组DNA，含，含_基因。基因。(5)图中图中表示的过程是表示的过程是_。为使此过程顺利。为使此过程顺利进行，一般需将大肠杆菌用进行，一般需将大肠杆菌用_处理，以增大其细胞壁的处理，以增大其细胞壁的_。（6）图中）图中表示表示_随大肠随大肠杆菌的繁殖而进行增殖，此基因在大肠杆杆菌的繁殖而进行增殖，此基因在大肠杆菌内表达的标志是菌内表达的标志是_。限制

17、性核酸内切酶限制性核酸内切酶黏性黏性胰岛素基因胰岛素基因重组重组DNA导入受体细胞导入受体细胞氯化钙氯化钙通透性通透性目的基因目的基因大肠杆菌能产生人的胰岛素大肠杆菌能产生人的胰岛素第21页，讲稿共30张，创作于星期日基因治疗的概念：基因治疗的概念：将正常基因导入病人体内，使该基因将正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功效，从而达到治的表达产物发挥功效，从而达到治疗疾病的目的疗疾病的目的免疫系统发挥正常作用的必须物质免疫系统发挥正常作用的必须物质腺苷酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶 腺苷酸脱氨酶基因腺苷酸脱氨酶基因第22页，讲稿共30张，创作于星期日 19901990年，美国医学家安德森对一例患年

18、，美国医学家安德森对一例患腺苷脱氨酶腺苷脱氨酶(ADA)ADA)缺乏症的缺乏症的4 4岁岁女孩谢德尔进行基因治疗。该女孩由于先天缺乏女孩谢德尔进行基因治疗。该女孩由于先天缺乏ADAADA基因，自身不能基因，自身不能生产生产ADAADA，先天免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他们将含有，先天免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他们将含有这个女孩自己的白血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中，这种白血这个女孩自己的白血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中，这种白血球都已经过改造，有缺陷的基因已经被健康的基因所替代。在以后的球都已经过改造，有缺陷的基因已经被健康的基因所替代。在以后的1010个

19、月内她又接受了个月内她又接受了7 7次这样的治疗，同时也接受特定抗体的治疗。经治疗次这样的治疗，同时也接受特定抗体的治疗。经治疗后，免疫功能日趋健全，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活。后，免疫功能日趋健全，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活。美国医学家安德森美国医学家安德森谢德尔，谢德尔，1999第23页，讲稿共30张，创作于星期日体外基因治疗：从病人体内获取某种细胞进行培养，然后，在体外完成基因转移，再体外基因治疗：从病人体内获取某种细胞进行培养，然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩大培养，最后重新输入患者体内。筛选成功转移的细胞扩大培养，最后重新输入患者体内。第24页，讲稿共

20、30张，创作于星期日例例4、基因治疗是指（、基因治疗是指（）A、把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治、把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗目的疗目的B、对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达、对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗的目的到治疗的目的C、运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因、运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变，从而恢复正常突变，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、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病的目的A第25页，讲稿共30张，创作于星期日例例6、应用基因工程技

21、术诊断疾病的过程中必须使用基因探、应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到检测疾病的目的。这里的基因探针是指（针才能达到检测疾病的目的。这里的基因探针是指（）A、用于检测疾病的医疗器械、用于检测疾病的医疗器械B、用放射性同位素或萤光分子等标记的、用放射性同位素或萤光分子等标记的DNA分子分子C、合成球蛋白的、合成球蛋白的DNAD、合成苯丙羟化酶的、合成苯丙羟化酶的DNA片段片段B第26页，讲稿共30张，创作于星期日基因治疗是根本性的治疗基因治疗是根本性的治疗导入能增强人体免疫能力的基因导入能增强人体免疫能力的基因体外基因治疗体外基因治疗复合型免疫缺陷症复合型免疫缺陷症体内基因治

22、疗体内基因治疗遗传性囊性纤维化病遗传性囊性纤维化病基因治疗第27页，讲稿共30张，创作于星期日植物方面植物方面提高植物的抗虫、抗病、抗逆性提高植物的抗虫、抗病、抗逆性改良植物的品质改良植物的品质动物方面动物方面提高动物生长速度提高动物生长速度改善畜产品的品质改善畜产品的品质用转基因动物生产药物用转基因动物生产药物用转基因动物作器官移植的供体用转基因动物作器官移植的供体研制药物研制药物工程菌工程菌基因治疗基因治疗体内、体外体内、体外基因工程的应用基因工程的应用小结小结第28页，讲稿共30张，创作于星期日例例5、患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被细菌或病毒感染，就会性病、患者缺乏正常的人体免疫功

23、能，只要稍被细菌或病毒感染，就会性病死亡。经过研究证实，死亡。经过研究证实，SCID病人细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱病人细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱氨酶的基因发生了突变。氨酶的基因发生了突变。（1）请你利用所学知识，设想一个治疗）请你利用所学知识，设想一个治疗SCID病的方案。病的方案。第一步：用人体正常第一步：用人体正常ada基因来替换反转录病毒的原有基因，构建重基因来替换反转录病毒的原有基因，构建重组载体；组载体；第二步：从第二步：从SCID病人体内分离出免疫系统有缺陷的病人体内分离出免疫系统有缺陷的T淋巴细胞淋巴细胞第三步：第三步：；第四步：第四步：；（2）还有哪些遗传病可用基因

24、治疗的方案进行治疗？试举例。）还有哪些遗传病可用基因治疗的方案进行治疗？试举例。将这些将这些T淋巴细胞与携带了正常淋巴细胞与携带了正常ada基因的反转录酶病毒混合在一起，让病毒感染基因的反转录酶病毒混合在一起，让病毒感染T淋巴细淋巴细胞，使正常的胞，使正常的ada基因扩增并插入到基因扩增并插入到T细胞的基因中；细胞的基因中；在实验室中通过细胞培养并确认转入的基因成功表达后，用注射器将成千上万个重在实验室中通过细胞培养并确认转入的基因成功表达后，用注射器将成千上万个重组的转基因组的转基因T细胞注射到细胞注射到SCID患者的个体组织中。患者的个体组织中。血友病，镰刀型细胞贫血症。血友病，镰刀型细胞贫血症。第29页，讲稿共30张，创作于星期日2022/9/14感谢大家观看第30页，讲稿共30张，创作于星期日