生物选修基因工程的应用精选课件.ppt
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1、关于生物选修基因工程的应用第一页,本课件共有43页一一、植物基因工程硕果累累、植物基因工程硕果累累植物基因工程技术主要用于哪些方面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),以及改良农作物的品质和以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面利用植物生产药物等方面.第二页,本课件共有43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?传统农业如何传统农业如何 防治害虫防治害虫?有哪些不足有哪些不足?2 2.如何获得抗虫植物?现
2、在有哪些抗虫植物问世如何获得抗虫植物?现在有哪些抗虫植物问世?3.3.抗虫基因有哪些?抗虫基因有哪些?BtBt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、毒蛋白基因、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、植物凝集素基因等第三页,本课件共有43页第四页,本课件共有43页请阅读请阅读P18P18生物资料技术卡生物资料技术卡,了解一些抗虫基因的了解一些抗虫基因的抗虫机理。抗虫机理。1.1.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?对哺乳动物有害吗?对哺乳动物有害吗?2.2.将抗虫基因将抗虫基因导入植物细胞中用的最多的方法是导入植物细胞中用的最多
3、的方法是什么?什么?我国的科学家将抗虫基因导入棉花用了什我国的科学家将抗虫基因导入棉花用了什么独创的方法么独创的方法?第五页,本课件共有43页思考:思考:1.1.细菌的基因之所以能细菌的基因之所以能“嫁接嫁接”到棉花细胞内,到棉花细胞内,原因是原因是 。组成细菌和棉花的组成细菌和棉花的DNADNA分子的分子的空间结构空间结构和和化化学组成学组成相同相同 2.利用基因工程培育抗虫棉,与诱变育种和利用基因工程培育抗虫棉,与诱变育种和杂交育种相比,有什么优点?是属于哪种变杂交育种相比,有什么优点?是属于哪种变异?异?3 3.抗虫棉能抗病吗?抗虫棉能抗病吗?目的性强目的性强 基因重组基因重组不能不能第
4、六页,本课件共有43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,引起生物生病的微生物,主要有病毒、真菌和细菌等主要有病毒、真菌和细菌等2.2.为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许多栽培作物自身缺少抗病毒基因许多栽培作物自身缺少抗病毒基因第七页,本课件共有43页4.4.在抗真菌转基因植物在抗真菌转基因植物中
5、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毒素合成基因 第八页,本课件共有43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3.3.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 第九页,本课件共有43页4.4.转基因耐寒的烟草和番茄中哪种目的基因提
6、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?高了其抗寒能力?目的基因从何而来?鱼的抗冻蛋白基因鱼的抗冻蛋白基因 第十页,本课件共有43页5.5.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第十一页,本课件共有43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体内又不能合成的,必须从食物中补充的氨基酸,称氨基酸,称必需氨基酸必需氨基酸。必需氨基酸共有种:赖氨酸、色氨酸
7、、苯丙必需氨基酸共有种:赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸(甲硫氨酸)、苏氨酸、异亮氨氨酸、蛋氨酸(甲硫氨酸)、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。酸、亮氨酸、缬氨酸。如果饮食中经常缺少必需氨基酸,可影响健如果饮食中经常缺少必需氨基酸,可影响健康。康。另外另外1212种氨基酸是人体细胞能够合成的叫做种氨基酸是人体细胞能够合成的叫做非非必需氨基酸必需氨基酸。第十二页,本课件共有43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?试举例说明?如何用转基因的方法加以改良?试举例说明?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
8、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的活性)第十三页,本课件共有43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第十四页,本课件共有43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第十五页,本课件共有43页异想天开异想天开第十六页,本课件共有43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)改良农作物的改良农作物的品质品质(培育高产、稳产和具优良品质的品种)(培育高产、稳产和具优良品质的品种
9、)(2 2)培育抗逆性品种)培育抗逆性品种 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,将抗干旱、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。从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。第十七页,本课件共有43页科学家将菜豆储存蛋白的科学家将菜豆储存蛋白的基因基因转移到向日葵转移到向日葵中,培育出了中,培育出了“向日葵豆向日葵豆”植物。这一过植物。这一过程不涉及程不涉及 C C A.DNAA.DNA按照碱基互补配对原则自我复制按照碱基互补配对原则自我复制 B.DNAB.DNA以其一条链为模板合
10、成以其一条链为模板合成RNARNA C.RNA C.RNA以自身为模板自我复制以自身为模板自我复制 D.D.按照按照RNARNA密码子的排列顺序合成蛋白质密码子的排列顺序合成蛋白质 第十八页,本课件共有43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第十九页,本课件共有43页(二)用于改善畜产品的品质(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,转基因牛分导入奶牛基因组,转基因牛
11、分泌的乳汁中乳糖的含量大大减低。泌的乳汁中乳糖的含量大大减低。第二十页,本课件共有43页上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛,他们还研究出一种可大大提蛋白的转基因牛,他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法,使高基因表达水平的新方法,使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高3030多多倍,转基因动物(倍,转基因动物(B B)A A提供基因的动物提供基因的动物 B B基因组中增加外源基因的动物基因组中增加外源基因的动物C C能产生白蛋白的动物能产生白蛋白的动物 D D能表达基因信息的动物能表达基因信息的
12、动物 第二十一页,本课件共有43页(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。第二十二页,本课件共有43页 (1 1)乳腺是一个外分泌器官,乳汁不进入体内)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。循环,不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。(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
13、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的)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。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?第二十三页,本课件共有43页将将 基因与基因与 等调控等调控组件重组在一起,通过组件重组在一起,通过 等方法,导入等方法,导入哺乳动物的哺乳动物的 中,将中,将 其其 送入母体,使其发送入母体,使其发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后,育成转基因
14、动物。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,称为乳可以通过分泌乳汁生产所需要的药品,称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。腺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;成本低;成本低;易提取。易提取。药物蛋白药物蛋白乳腺蛋白基因的启动子乳腺蛋白基因的启动子显微注射显微注射受精卵受精卵第二十四页,本课件共有43页获取目的基因(例如血清白蛋白基因)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特异构建基因表达载体(在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子)表达的启动子)显
15、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?第二十五页,本课件共有43页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
16、胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液鼠,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:中。请回答:(1 1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞,常用方)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞,常用方法是法是_。(2 2)进行基因转移时,通常要将外源基因转入)进行基因转移时,通常要将外源基因转入_中,原因是中,原因是_。(3 3)通常采用)通常采用_ _DNADNA杂交杂交_技术检测外源基因是否插技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组入了小鼠的基因组(4 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_ _膀胱上皮细胞膀胱上皮细胞_细胞中特异
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