生物：1.3《基因工程的应用》课件(新人教版选修3).ppt

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1、生物：1.3基因工程的应用课件(新人教版选修3)Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望利用基因工程技术导入外源基因培育出的能够将新形状稳定地遗传给后代的基因工程生物。克服远缘杂交的障碍（打破常规育种难以突破种的界限）；目的性强；育种周期短。基因工程的优点：基因工程的优点：转基因生物：转基因生物：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用阶段哪些转基因作物已进入大规模商业化应用阶段?植物基因工程的成果都是由植物基因

2、工程的成果都是由哪几方面哪几方面组成组成？一是外源基因来源；一是外源基因来源；二二是外源基因的表达成果。是外源基因的表达成果。植物基因工程技术主要应用？植物基因工程技术主要应用？思考：思考：1.1.抗虫转基因植物抗虫转基因植物 2.2.抗病转基因动物抗病转基因动物 3.3.其他抗逆转基因植物其他抗逆转基因植物 4.4.利用转基因技术改良植物的品质利用转基因技术改良植物的品质 5.5.利用转基因技术提高作物产量利用转基因技术提高作物产量 杀虫基因种类？杀虫基因种类？成果？成果？一一、植物基因工程硕果累累、植物基因工程硕果累累必需氨基酸必需氨基酸（8 8种）：赖氨酸、色氨酸、苯种）：赖氨酸、色氨酸

3、、苯丙氨酸、蛋氨酸（甲硫氨酸）、苏氨酸、异亮丙氨酸、蛋氨酸（甲硫氨酸）、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸氨酸、亮氨酸、缬氨酸。饮食中经常缺少必需氨基酸，可影响健康。饮食中经常缺少必需氨基酸，可影响健康。非必需氨基酸非必需氨基酸:人体细胞能够合成的氨基酸人体细胞能够合成的氨基酸(12(12种种)。二二、动物基因工程前景广阔、动物基因工程前景广阔动物品种改良、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1.1.用于提高动物生长速度用于提高动物生长速度2.2.用于改良畜产品的品质用于改良畜产品的品质3.3.用于提高抗病能力用于提高抗病能力4.4.转基因动物生产药物（药用蛋白）转

4、基因动物生产药物（药用蛋白）5.5.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（1）概念：）概念：将将药物蛋白基因药物蛋白基因与与乳腺蛋白基因乳腺蛋白基因的启动子等调控组件的启动子等调控组件重组在一起，通过显微重组在一起，通过显微注射注射等方法，等方法，导入导入哺乳动物的受精卵中，将哺乳动物的受精卵中，将受精卵受精卵送入送入母体，使其发育成转基因动物。母体，使其发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳分泌乳汁汁生产所需要的药品，称为生产所需要的药品，称为乳腺生物反应器乳腺生物反应器或或乳房生物反应器乳房生物反应器。1.乳腺生物反应器

5、乳腺生物反应器（2 2）优点：）优点：重点释疑产量高；产量高；质量好；质量好；成本低；成本低；易提取。易提取。乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，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。不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。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，从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，表

6、达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳定的表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳定的表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳定的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。生物活性。生物活性。生物活性。从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，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。转基因动物又可无限繁殖。转基因动物又可无限繁殖。转基因动物又可无限繁殖。（3）为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达）为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？场所呢？获取目的基因（例如血清白蛋

7、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（在血清白蛋白基因前加构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）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（只有在产下的雌性个体发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达）。中，转入的基因才能表达）。（4 4）乳腺生物反应器）乳腺生物反应器的操作过程：的操作过程：转基因动物是指以实验方法导入外源基转基因动物是指以实验方法导入外源基因，在因，在染色体染色体组内稳定整合并能遗传给后代组内稳定整合并能遗传给后代的

8、一类动物。的一类动物。2.什么叫转基因动物？什么叫转基因动物？重点释疑转基因动物的应用前景：转基因动物的应用前景：有利于了解多种生命现象本质，如研究基因结构与有利于了解多种生命现象本质，如研究基因结构与有利于了解多种生命现象本质，如研究基因结构与有利于了解多种生命现象本质，如研究基因结构与功能的关系，核质关系，胚胎发育调控以及肿瘤等；功能的关系，核质关系，胚胎发育调控以及肿瘤等；功能的关系，核质关系，胚胎发育调控以及肿瘤等；功能的关系，核质关系，胚胎发育调控以及肿瘤等；可用来研究动物疾病的发病机理及治疗方法；可用来研究动物疾病的发病机理及治疗方法；可用来研究动物疾病的发病机理及治疗方法；可用来

9、研究动物疾病的发病机理及治疗方法；改造动物的基因组，改良动物的经济性状，如使生改造动物的基因组，改良动物的经济性状，如使生改造动物的基因组，改良动物的经济性状，如使生改造动物的基因组，改良动物的经济性状，如使生长速度加快、瘦肉率提高，肉质改善，饲料利用率提长速度加快、瘦肉率提高，肉质改善，饲料利用率提长速度加快、瘦肉率提高，肉质改善，饲料利用率提长速度加快、瘦肉率提高，肉质改善，饲料利用率提高，抗病力增强等。有利于对动物遗传资源保护。高，抗病力增强等。有利于对动物遗传资源保护。高，抗病力增强等。有利于对动物遗传资源保护。高，抗病力增强等。有利于对动物遗传资源保护。转基因动物可作为医用或食用蛋白

10、的生物反应器。转基因动物可作为医用或食用蛋白的生物反应器。转基因动物可作为医用或食用蛋白的生物反应器。转基因动物可作为医用或食用蛋白的生物反应器。基因工程在畜牧养殖业上的应用：基因工程在畜牧养殖业上的应用：繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。量的皮毛等优良品质的转基因动物。量的皮毛等优良品质的转基因动物。量的皮毛等优良品质的转基因动物。重要步骤：重要步骤：重要步骤：重要步骤：感染或显微注射技术感染或显微注射技术感染或显微注射技术感染

11、或显微注射技术将重组将重组将重组将重组DNADNADNADNA转移到转移到转移到转移到动物受精卵中。动物受精卵中。动物受精卵中。动物受精卵中。一是外源基因;二是外源基因在动物体内的表达成果，如动物生长速率加快、转基因鲤鱼、乳腺生物发生器、没有免疫反应的克隆猪器官等。动物基因工程的成果来源？动物基因工程的成果来源？动物基因工程的主要用途：动物基因工程的主要用途：提高动物的抗病能力、提高产品产量、改善产品品质、生产药用蛋白、器官移植等。小结三、基因工程药品三、基因工程药品1.1.利用工程菌生产基因工程产品利用工程菌生产基因工程产品工程菌：工程菌：工程菌的应用：工程菌的应用：高效率的生产各种高质量、

12、低成本的药品。2.2.利用转基因动物生产药物利用转基因动物生产药物 胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每中提取，每100kg100kg胰腺只能提取胰腺只能提取4 45g5g胰岛素。胰岛素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。远不能满足社会需要。19791979年，科学家年，科学家将动将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNADNA分子重组分子重组，并在大肠杆菌内实现了表达。并在大肠杆菌内实现

13、了表达。19821982年，美国年，美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市场，售价降低了投入市场，售价降低了30%30%50%50%。基因工程药品基因工程药品 胰岛素胰岛素 治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射生治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，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。部摘取垂体，并从中提取生长激素。现可利用基因工程方法，现可利用基因工程方法，将人的生长激素将人的生长激素基因导入大肠杆菌中

14、基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。，使其生产生长激素。人们从人们从 450 L450 L大肠杆菌培养液中提取的生长大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于激素，相当于6 6万具尸体的全部产量。万具尸体的全部产量。基因工程药品基因工程药品 生长激素生长激素干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种生的一种糖蛋白糖蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。此毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对治疗癌症和某些白血病也有一定外干扰素对治疗癌症和某些白血病也有一定疗效。传统的干扰素生产方法是从人血液中疗

15、效。传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提取，每的白细胞内提取，每300L300L血液只能提取出血液只能提取出1mg1mg干扰素。干扰素。1980198019821982年，科学家年，科学家用基因工程用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素素，是传统的生产量的是传统的生产量的1212万倍。万倍。19871987年上述年上述干扰素大量投放市场。干扰素大量投放市场。基因工程药品基因工程药品 干扰素干扰素利用微生物生产药物的优越性何在利用微生物生产药物的优越性何在?利用微生物生产蛋白质类药物，是利用微生物生产蛋白质类药物，是指将人指将人们需要的某

16、种蛋白质的编码基因们需要的某种蛋白质的编码基因，构建成表达，构建成表达载体后导入微生物，然后利用微生物载体后导入微生物，然后利用微生物发酵发酵来生来生产蛋白质类药物。有以下优越性：产蛋白质类药物。有以下优越性：（1 1）利用活细胞作为表达系统利用活细胞作为表达系统，表达效率表达效率高高，无需大型装置和大面积厂房就可以生产出大量无需大型装置和大面积厂房就可以生产出大量药品。（药品。（2 2）可以解决传统制药中原料来源的可以解决传统制药中原料来源的不足不足。利用基因工程菌发酵生产就不需要从动。利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。（物或人体上获取原料。（3 3）降低生产成本降低生产

17、成本，减少生产人员和管理人员。减少生产人员和管理人员。1.1.基因诊断：基因诊断：四四、基因诊断和基因治疗、基因诊断和基因治疗 基因诊断也称为基因诊断也称为DNADNA诊断诊断或或基因探针技术基因探针技术，即用，即用放射性同位素、荧光分子等标记的放射性同位素、荧光分子等标记的DNADNA分子作探针，分子作探针，利用利用DNADNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。息，达到检测疾病的目的。运用基因分析对疾病作出诊断的方法，是遗传病运用基因分析对疾病作出诊断的方法，是遗传病最准确的诊断手段，可用于一切遗传病的诊断。最准确的诊断手段，

18、可用于一切遗传病的诊断。2、基因治疗概念：基因治疗概念：把把正常基因正常基因导入病人体内，使该基因的表达导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到产物发挥功能，从而达到治疗疾病治疗疾病的目的，是治的目的，是治疗疗遗传病遗传病的最有效的手段。的最有效的手段。（把特定的（把特定的（把特定的（把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞外源基因导入有基因缺陷的细胞外源基因导入有基因缺陷的细胞外源基因导入有基因缺陷的细胞中，中，中，中，从而达到治疗疾病的目的）从而达到治疗疾病的目的）从而达到治疗疾病的目的）从而达到治疗疾病的目的）实例：实例：美国马里兰州一女孩，免疫缺陷，只能呆在无美国马里兰州一女孩，

19、免疫缺陷，只能呆在无菌室。检查发现体内缺少腺苷酶，原因是缺乏表达菌室。检查发现体内缺少腺苷酶，原因是缺乏表达合成合成腺苷酶腺苷酶的基因。的基因。实例：实例：将将腺苷酸脱氨酶基因腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋转入取自患者的淋巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。美国马里兰州一免疫缺陷女孩的治疗美国马里兰州一免疫缺陷女孩的治疗3 3、基因治疗的类型、基因治疗的类型体外基因治疗体外基因治疗：体内基因治疗体内基因治疗：4 4、基因治疗的发展现状：、基因治疗的发展现状：处于初期的临床处于初期的临床试验阶段试验阶段5 5、用于基因治疗的基因种类：、用于基因治疗的

20、基因种类：正常基因正常基因 反义基因反义基因 自杀基因自杀基因拓展：在抗病毒转基因植物中，为什么使用病毒拓展：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？外壳蛋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导入植物后的抗病毒机理，目前有几种假说。理，目前有几种假说。一种假说认为一种假说认为：CPCP基因在植物细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，会立即被这些外壳蛋白重新包裹，从而阻止病毒核后，会立即被这些外壳蛋白重新包裹，从而阻止病毒核酸分子

21、的复制和翻译。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。然而子不能释放出来。然而最近的研究表明最近的研究表明，如果将病毒的，如果将病毒的外壳蛋白的外壳蛋白的AUGAUG起始密码缺失，使之不能被翻译，或者将起始密码缺失，使之不能被翻译，或者将外壳蛋白基因变成反义外壳蛋白基因变成反义RNARNA基因，整合到植物细胞染色体基因，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，有人认为抗性上，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

22、白在起作用，而是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，后，与入侵病毒与入侵病毒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。飞剑问道 http:/www.ddxs.cc/飞剑问道 vzf51wcu 住一间，大儿子和女儿各住一间。这时候，一双儿女已经到了谈婚论嫁的年龄了。白家的女儿非亲生的事情，早在家乡时女儿就已经知道了。养父母的恩情让这个懂事的女娃儿非常感激，而她和两个哥哥的手足之情，也比别人家的同胞兄妹更加深厚许多。二哥不幸溺亡之后，女娃儿似乎在一夜之间长大了。她和大哥强忍悲痛，协力安抚可怜的爹娘，全家人好不容易度过了那一段特别难挨

23、的时光。如今，看着仅仅几年过去，就已经苍老了许多的养父母又开始为她和大哥的婚事操心了，女娃儿想了很多。养父母对她恩重如山，而从小抱她长大，如今已经长成了堂堂男子汉的大哥也是她非常心仪的人。于是，她羞涩地把自己的心事悄悄地告诉了养母。这可是天大的好事情啊，白百大的祖父母自然高兴不迭。而白百大的父亲知道了自己养妹妹的心事后，更是兴奋极了。他红着脸对爹娘说：“我只知道疼爱这个妹妹了，怎么就没有想到过娶她做媳妇呢！”于是，爹把家里几乎所有的积蓄拿出来，买回好木料请人为他们做了宽敞结实的新木床，又打了几样简单适用的家具；娘为他们缝制了新被褥，做了新衣裳。就在当年的腊月里，爹娘挑选了一个吉祥的好日子让他们

24、圆房了。隔一年的初夏时节，白百大呱呱坠地，全家人沉浸在无比的幸福之中。这以后，尽管白家父子日日辛勤劳作，婆媳俩勤俭持家，可生活过得仍然没有多么宽裕，但全家人一起生活却非常幸福安逸，其乐融融。美中不足的是，眼见着可爱的大胖孙子白百大慢慢地长大了，但由养女变成的亲媳妇却再也没有继续生育的迹象。如此，白百大就成了白家的独苗苗，爷爷和奶奶的把这个宝贝疙瘩视为命根子一般，一步不让离开。稍微长大些了以后，爷爷和奶奶就特别告诫喜欢和小伙伴儿们到处疯玩儿的白百大：千万不能去长江边儿上玩可是他们哪里知道，在长江边儿上出生的男娃儿怎么可能不酷爱水，不喜欢长江呢！白百大这个北方人的后代，现在已经被江南的水土几乎完全驯化成了一个地地道道的南方娃儿了。在爷爷奶奶和爹娘毫不知情的情况下，小小年龄的他，就已经犹如一条欢快的武昌鱼一样，无比喜悦地开始在滔滔长江里畅游了当然，白百大的骨子里还是一个北方男娃儿。比如，山东人特有的豪爽使他颇受同龄小伙伴们的喜欢；而且，他也很喜欢吃奶奶和娘做的各种北方面食。后来，一生辛劳透支太多的爷爷和奶奶都没有能活过六十岁。两位老人相继离世后，白百大的父母继续勤劳、勤俭地操持这个并不富裕的家，精心抚养独生儿子白百大尽量快乐地成长，并且还省吃俭用供他读了三年私塾。白百大十八岁那年，犹如当地人一样喜欢在滔滔长江里畅游的他长得五大三粗的，北方大汉的模样一点儿也没有变。父母商议，应该给