基因工程的应用 (2).ppt
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1、基因工程的应用课件现在学习的是第1页,共41页学习目标学习目标1、举例说出植物基因工程的成果、举例说出植物基因工程的成果2、举例说出动物基因工程的成果、举例说出动物基因工程的成果3、举例说出基因工程药品、举例说出基因工程药品4、概括出基因治疗的原理及过程、概括出基因治疗的原理及过程5、说出基因芯片的概念、说出基因芯片的概念现在学习的是第2页,共41页一一、植物基因工程硕果累累、植物基因工程硕果累累 哪些转基因作物已进入大规模商业化应哪些转基因作物已进入大规模商业化应用阶段用阶段?转基因大豆、玉米、棉花和油菜转基因大豆、玉米、棉花和油菜现在学习的是第3页,共41页植物基因工程技术主要用于哪些方面
2、植物基因工程技术主要用于哪些方面?提高农作物的抗逆能力(如抗除草剂、提高农作物的抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等)抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等),以以及改良农作物的品质和利用植物生产药物及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面等方面.现在学习的是第4页,共41页(一一)抗虫转基因植物抗虫转基因植物1.1.虫害给农作物带来了哪些影响虫害给农作物带来了哪些影响?传统农业如何防治害虫传统农业如何防治害虫?有哪些不足有哪些不足?2.2.现在已有哪些抗虫植物问世现在已有哪些抗虫植物问世?现在学习的是第5页,共41页3.3.抗虫基因抗虫基因BtBt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、毒蛋白基
3、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、植物凝集素基因等请阅读请阅读P18P18生物资料技术卡生物资料技术卡,了解一些抗虫基因了解一些抗虫基因的抗虫机理。的抗虫机理。4.4.抗虫棉的目的基因是什么抗虫棉的目的基因是什么?目的基因从何而来目的基因从何而来?5.5.我国的转基因抗虫棉取得了哪些进展我国的转基因抗虫棉取得了哪些进展?现在学习的是第6页,共41页(二)抗病转基因植物(二)抗病转基因植物1.1.什么是病原微生物?有哪些种类?什么是病原微生物?有哪些种类?引起生物生病的微生物,主要有病毒、真引起生物生病的微生物,主要有病毒、真菌和细菌等菌和细菌等2.2.为
4、什么说常规育种很难培育出抗病毒的新品种为什么说常规育种很难培育出抗病毒的新品种?3.3.在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因?在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因?病毒外壳蛋白(病毒外壳蛋白(coat proteincoat protein,CPCP)基因;)基因;病毒的复制酶基因病毒的复制酶基因现在学习的是第7页,共41页拓展:在抗病毒转基因植物中,为什么使用病毒外壳蛋拓展:在抗病毒转基因植物中,为什么使用病毒外壳蛋白基因可以抗病毒侵染?白基因可以抗病毒侵染?关于病毒外壳蛋白基因关于病毒外壳蛋白基因(CP(CP基因基因)导入植物后的抗病毒机理,目导入植物后的抗病毒机理,目前有几种假说。前
5、有几种假说。一种假说认为一种假说认为:CPCP基因在植物细胞内表达积累基因在植物细胞内表达积累后,当入侵的病毒裸露核酸进入植物细胞后,会立即被这些后,当入侵的病毒裸露核酸进入植物细胞后,会立即被这些外壳蛋白重新包裹,从而阻止病毒核酸分子的复制和翻译。外壳蛋白重新包裹,从而阻止病毒核酸分子的复制和翻译。另一种假说认为:另一种假说认为:植物细胞内积累的病毒外壳蛋白会抑制病植物细胞内积累的病毒外壳蛋白会抑制病毒脱除外壳,使病毒核酸分子不能释放出来。然而毒脱除外壳,使病毒核酸分子不能释放出来。然而最近的研最近的研究表明究表明,如果将病毒的外壳蛋白的,如果将病毒的外壳蛋白的AUGAUG起始密码缺失,使之
6、不能起始密码缺失,使之不能被翻译,或者将外壳蛋白基因变成反义被翻译,或者将外壳蛋白基因变成反义RNARNA基因,整合到植物细基因,整合到植物细胞染色体上,转基因植物则有很好的抗性。因此,有人认胞染色体上,转基因植物则有很好的抗性。因此,有人认为抗性机理不是外壳蛋白在起作用,而是为抗性机理不是外壳蛋白在起作用,而是CPCP基因转录出基因转录出RNARNA后,与入侵病毒后,与入侵病毒RNARNA之间的相互作用起到了抗性作用之间的相互作用起到了抗性作用。现在学习的是第8页,共41页3.3.在抗真菌转基因植物在抗真菌转基因植物中中使用什么基因?使用什么基因?几丁质酶基因和抗毒素合成基因几丁质酶基因和抗
7、毒素合成基因 现在学习的是第9页,共41页(三)其他抗逆转基因植物(三)其他抗逆转基因植物1.1.哪些环境条件会造成农作物低产、减产?哪些环境条件会造成农作物低产、减产?盐碱、干旱、低温和涝害等盐碱、干旱、低温和涝害等2.2.盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关?盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关?细胞内的渗透压调节细胞内的渗透压调节在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因?在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因?调节细胞渗透压的基因调节细胞渗透压的基因 现在学习的是第10页,共41页3.3.转基因耐寒的烟草和番茄中哪种目的基因提高转基因耐寒的烟草和番茄中哪种目的基因提高了其抗寒能力?目的基因从何而来
8、?了其抗寒能力?目的基因从何而来?鱼的抗冻蛋白基因鱼的抗冻蛋白基因 现在学习的是第11页,共41页4.4.抗除草剂基因有何用途?抗除草剂基因有何用途?喷洒除草剂时,杀死田间的杂草而不损伤作物喷洒除草剂时,杀死田间的杂草而不损伤作物现在学习的是第12页,共41页(四)利用转基因改良植物的品质(四)利用转基因改良植物的品质人体(或其它脊椎动物)必不可少,而机体内人体(或其它脊椎动物)必不可少,而机体内又不能合成的,必须从食物中补充的氨基酸,又不能合成的,必须从食物中补充的氨基酸,称称必需氨基酸必需氨基酸。必需氨基酸必需氨基酸共有种:赖氨酸、色氨酸、苯丙氨共有种:赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸(甲
9、硫氨酸)、苏氨酸、异亮氨酸、酸、蛋氨酸(甲硫氨酸)、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸亮氨酸、缬氨酸。如果饮食中经常缺少必需氨基酸,可影响健康。如果饮食中经常缺少必需氨基酸,可影响健康。另外另外1212种氨基酸是人体细胞能够合成的叫做非种氨基酸是人体细胞能够合成的叫做非必需氨基酸。必需氨基酸。现在学习的是第13页,共41页你知道哪些食品中缺少必需氨基酸?你知道哪些食品中缺少必需氨基酸?如何用转基因的方法加以改良?如何用转基因的方法加以改良?将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物改变必需氨基酸合成途径中某种关键酶的活性改变必需氨基酸合成途径中某种关键酶
10、的活性现在学习的是第14页,共41页转基因延熟番茄的目的基因是什么?转基因延熟番茄的目的基因是什么?控制番茄果实成熟的基因控制番茄果实成熟的基因现在学习的是第15页,共41页转基因矮牵牛的目的基因是什么?转基因矮牵牛的目的基因是什么?与植物花青素代谢有关的基因与植物花青素代谢有关的基因现在学习的是第16页,共41页异想天开异想天开现在学习的是第17页,共41页总结:基因工程在农业上的应用总结:基因工程在农业上的应用(1 1)高产、稳产和具优良品质的品种)高产、稳产和具优良品质的品种 用基因工程的方法可以改善粮食作物的用基因工程的方法可以改善粮食作物的 蛋白质含量。如蛋白质含量。如“向日葵豆向日
11、葵豆”植株。植株。(2 2)抗逆性品种)抗逆性品种 将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、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,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。如转基因抗虫棉。将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。现在学习的是第18页,共41页二二、动物基因工程前景广阔、动物基因工程前景广阔(一)用于提高动物生长速度(一)用于提高动物生长速度动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等导入外源生长激素基因导入外源生长激素基因现在学习的是第19页,共41页(二)用于改善畜产品的品
12、质(二)用于改善畜产品的品质举例说明举例说明将将肠乳糖酶基因肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,转基因牛分泌导入奶牛基因组,转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大减低。的乳汁中乳糖的含量大大减低。(三)用转基因的动物生产药物(三)用转基因的动物生产药物设问设问设问设问: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?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?转基因动物的转基因动物的乳腺乳腺。现在学习的是第20页,共41页 (1 1)乳腺是一个外分泌器官,乳汁不进入体)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
13、代谢内循环,不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。反应。(2 2)从乳汁中获取目的基因产物,产量高,)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,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。具有稳定的生物活性。(3 3)从乳汁中源源不断获得目的基因的产物)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。的同时,转基因动物又可无限繁殖。设问设问:为什么乳腺能成为基因药物最理想的表为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢?达场所呢?现在学习的是第21页,共41页将将药物蛋白基因药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控与乳腺蛋白基
14、因的启动子等调控组件重组在一起组件重组在一起,通过显微注射等方法,导入哺,通过显微注射等方法,导入哺乳动物的受精卵中,将受精卵送入母体,使其发乳动物的受精卵中,将受精卵送入母体,使其发育成转基因动物。育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后,可以转基因动物进入泌乳期后,可以通过分泌乳汁生产所需要的药品,称为通过分泌乳汁生产所需要的药品,称为乳腺生物反乳腺生物反应器应器或乳房生物反应器。或乳房生物反应器。乳腺生物反应器乳腺生物反应器乳腺生物反应器的优点:乳腺生物反应器的优点:产量高;产量高;质量好;质量好;成成本低;本低;易提取。易提取。现在学习的是第22页,共41页获取目的基因(例如血清白蛋白基
15、因)获取目的基因(例如血清白蛋白基因)构建基因表达载体(在血清白蛋白基因前加特异表构建基因表达载体(在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子)达的启动子)显微注射导入哺乳动物显微注射导入哺乳动物受精卵受精卵中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(只有在产下的雌性个体中,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)。转入的基因才能表达)。思考思考:用基因工程技术实现动物用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器乳腺生物反应器的操的操作过程是怎样的?作过程是怎样的?现在学习的是第23页,共41页(四)用转基因动物作器官移植的供体(四)用转基因动物作器官移植
16、的供体利用基因工程对猪的器官进行改造利用基因工程对猪的器官进行改造方法:方法:将器官供体基因组导入某种调节因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子,以抑制抗原决定基因的表达或设法除去抗原决定基因去抗原决定基因,再结合克隆技术,培育,再结合克隆技术,培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官现在学习的是第24页,共41页将将将将目的基因目的基因目的基因目的基因导入到动物的受精卵里,目的基因若与受精卵导入到动物的受精卵里,目的基因若与受精卵导入到动物的受精卵里,目的基因若与受精卵导入到动物的受精卵里,目的基因若与受精卵染色体染色体染色
17、体染色体DNADNA整合,细胞分裂时,该基因随染色体的倍整合,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,使增而倍增,使每个细胞中都带有目的基因,使性状性状得以表达得以表达,并稳定地遗传给后代,从而获得基因产品。,并稳定地遗传给后代,从而获得基因产品。,并稳定地遗传给后代,从而获得基因产品。,并稳定地遗传给后代,从而获得基因产品。这样一种新的个体,称为转基因动物。这样一种新的个体,称为转基因动物。这样一种新的个体,称为转基因动物。这样一种新的个体,称为转基因动物。总结:什么叫转基因动物?总结:什么叫转基因动物?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
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