生物选修三第一章基因工程的应用.ppt

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1、生物选修三第一章基因工程的生物选修三第一章基因工程的应用应用现在学习的是第1页，共42页3.下列关于基因工程的叙述，错误的是（下列关于基因工程的叙述，错误的是（）A.目的基因的受体细胞均可来自动、植物或微生物目的基因的受体细胞均可来自动、植物或微生物B.限制性核酸内切酶和限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶连接酶是两类常用的工具酶C.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性性D.载体上的抗性基因有利于筛选含重组载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促的细胞和促进目的基因的表达进目的基因的表达D学科网现在学习的是第2页

2、，共42页4.某研究小组为了研制预防某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下：下：则下列有关叙述错误的是（则下列有关叙述错误的是（）A A步骤步骤所代表的过程是逆转录所代表的过程是逆转录 B B步骤步骤需使用限制性核酸内切酶和需使用限制性核酸内切酶和DNADNA连接酶连接酶C C步骤步骤可用可用CaCl2CaCl2处理大肠杆菌，以增加大肠杆菌细胞处理大肠杆菌，以增加大肠杆菌细胞膜的通透性膜的通透性D D检验检验S S蛋白的免疫反应特性，可用蛋白的免疫反应特性，可用S S蛋白与蛋白与SARSSARS康复康

3、复病人的血清进行抗原抗体特异性反应试验病人的血清进行抗原抗体特异性反应试验C现在学习的是第3页，共42页基因操作的基基因操作的基本步骤本步骤剪切剪切拼接拼接导入导入筛选筛选表达表达学科网现在学习的是第5页，共42页第三节第三节 基因工程的应用基因工程的应用一、基因工程与遗传育种一、基因工程与遗传育种二、基因工程与疾病治疗二、基因工程与疾病治疗三、基因工程与生态环境保护三、基因工程与生态环境保护现在学习的是第6页，共42页方法方法原理原理原因原因实例实例优点优点杂交基因重组非同源染色体上的非等位基因自由组合抗倒伏抗锈病小麦诱变基因突变人工使DNA复制过程发生差错青霉素高产菌株单倍体染色体倍减秋水

4、仙素处理单倍体使其染色体加倍小麦新品种多倍体染色体倍增秋水仙素处理使染色体加倍无籽西瓜1.1.传统传统育种方式比较育种方式比较组合优良性状组合优良性状提高变异频率，出提高变异频率，出现新性状现新性状缩短育种进程，得到缩短育种进程，得到纯合体纯合体器官大，营养器官大，营养成分含量高成分含量高现在学习的是第7页，共42页一、基因工程与遗传育种一、基因工程与遗传育种1、传统的遗传育种方法有哪些？、传统的遗传育种方法有哪些？杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种优点：优点：缺点：缺点：时间长、时间长、远缘亲本难以杂交（优良性状的重组只远缘亲本难以杂交（优良性状的重组只

5、能限制于同种生物之间）能限制于同种生物之间）现在学习的是第8页，共42页“超级植物超级植物”现在学习的是第10页，共42页人教版配图人教版配图浙科版配图浙科版配图现在学习的是第11页，共42页 解决了植物传统育种所需时间长，而且远缘亲本难以杂交解决了植物传统育种所需时间长，而且远缘亲本难以杂交解决了植物传统育种所需时间长，而且远缘亲本难以杂交解决了植物传统育种所需时间长，而且远缘亲本难以杂交的缺陷。应用表现在的缺陷。应用表现在的缺陷。应用表现在的缺陷。应用表现在获得高产，优质农作物获得高产，优质农作物和和和和培养各种抗性培养各种抗性的作物新品种的作物新品种2 2、转转基基因因植植物物：学科网现

6、在学习的是第12页，共42页学科网现在学习的是第13页，共42页 转基因抗虫棉花转基因抗虫棉花转入苏云金杆菌的转入苏云金杆菌的一个抗虫基因，是中一个抗虫基因，是中国目前最主要的转基国目前最主要的转基因作物因作物 现在学习的是第14页，共42页抗虫棉抗虫棉普通棉普通棉 科学家从科学家从苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌中提取出中提取出毒蛋毒蛋白基因白基因，并成功的导入棉细胞内使之合成，并成功的导入棉细胞内使之合成毒蛋白。毒蛋白。现在学习的是第15页，共42页转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯不会引起过敏的转基因大豆 现在学习的是第16页，共42页 指转入外源基因的指转

7、入外源基因的动物，解决了传统的杂动物，解决了传统的杂交育种方法交育种方法费时费力的费时费力的缺陷缺陷。3 3、转基因动物：、转基因动物：该过程的重要步骤是通过该过程的重要步骤是通过感染感染感染感染或或显微注射技术显微注射技术显微注射技术显微注射技术将重将重组组DNADNADNADNA转移到动物受精卵中。转移到动物受精卵中。转移到动物受精卵中。转移到动物受精卵中。学科网现在学习的是第17页，共42页 用口径为用口径为1m1m的的DNADNA注射器注射器，将大量，将大量的目的基因片段注入的目的基因片段注入到到受精卵的核受精卵的核内，然内，然后把经过注射的受精后把经过注射的受精卵卵移植移植到另一只雌

8、性到另一只雌性动物的动物的子宫子宫内，使内，使受精卵发育受精卵发育为转基为转基因动物。因动物。什么叫显微注射技术？什么叫显微注射技术？现在学习的是第18页，共42页 生长快、肉质好生长快、肉质好的转基因鱼的转基因鱼 (中国中国)乳汁中含有人生长乳汁中含有人生长激素的转基因牛。激素的转基因牛。(阿根廷阿根廷)学科网现在学习的是第19页，共42页导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠改善畜产品的品质改善畜产品的品质 现在学习的是第20页，共42页导入人基因具特殊用途的猪和小鼠导入人基因具特殊用途的猪和小鼠转基因的动物作器官移植的供体转基因的动物作器官移植的供体 现在学

9、习的是第21页，共42页1 1、基因工程生产药物、基因工程生产药物2 2、基因治疗、基因治疗 二、基因工程与疾病治疗二、基因工程与疾病治疗现在学习的是第22页，共42页传统生产方法的缺点传统生产方法的缺点由于受原料来源的限制，由于受原料来源的限制，价格价格十分十分昂贵昂贵。可利用什么方法来解决上述问题？可利用什么方法来解决上述问题？利用利用基因工程基因工程方法制造方法制造“工程菌工程菌”，可，可高效高效率率地生产出各种地生产出各种高质量高质量、低成本低成本的药品。的药品。在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素、生长激素等是干扰素、生长激素等是直接从生

10、物体的组织、直接从生物体的组织、细胞或血液中提取得到的细胞或血液中提取得到的。二、基因工程与疾病治疗二、基因工程与疾病治疗现在学习的是第23页，共42页胰岛素从猪、牛等动物的胰胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4 45g5g的胰岛素，其产量之低和价的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。格之高可想而知。将将合成的胰岛素基因导合成的胰岛素基因导入大肠杆菌入大肠杆菌，每，每2000L2000L培培养液就能产生养液就能产生100g100g胰岛胰岛素！使其价格素！使其价格降低了降低了30%-50%!30%-50%!胰岛素胰岛素现在学习的是第24页，

11、共42页 干扰素是干扰素是病毒侵入细胞后产生病毒侵入细胞后产生的一种的一种糖蛋糖蛋白白。干扰素几乎能。干扰素几乎能抵抗所有抵抗所有病毒引起的病毒引起的感染感染，是，是一种一种抗病毒抗病毒的的特效药特效药。此外干扰素对。此外干扰素对治疗治疗某些某些癌癌症症和和白血病白血病也有一定疗效。也有一定疗效。基因工程药物基因工程药物 干扰素干扰素 传统的干扰素生产方法是从人血液中的传统的干扰素生产方法是从人血液中的白白细胞内提取细胞内提取，每，每300L300L血液只能提取出血液只能提取出1mg1mg干扰素。干扰素。1980198219801982年，科学家用基因工程方法在年，科学家用基因工程方法在大肠杆

12、大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，是传统的生产，是传统的生产量的量的1212万倍。万倍。19871987年上述干扰素大量投放市场。年上述干扰素大量投放市场。现在学习的是第26页，共42页 我国第一个基因重组新药我国第一个基因重组新药-干扰素干扰素（安达芬安达芬），），安安达芬具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能达芬具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物

13、治疗的主要药物疗的主要药物。现在学习的是第28页，共42页 治疗侏儒症治疗侏儒症的的唯一方法唯一方法，是向人体注射生长，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，从大脑的底部生长激素，需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体摘取垂体，并从中提取生长激素。并从中提取生长激素。基因工程药物基因工程药物 生长激素生长激素 现可利用基因工程方法，将人的现可利用基因工程方法，将人的生长激素基生长激素基因导入大肠杆菌因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。人们从中，使其生产生长激素。人们从 450 L450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激

14、素，相当大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于于6 6万具尸体的全部产量。万具尸体的全部产量。基因工程药物基因工程药物 乙型肝炎疫苗乙型肝炎疫苗现在学习的是第29页，共42页其它基因工程药物其它基因工程药物人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。平发挥了重大的作用。人人造造血血液液及及其其生生产产 现在学习的是第30页，共42页2 2、基因治疗、基因治疗（1 1）概念：向目标细胞引入正常功能的基因，以）概念：向目标细胞引入正

15、常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。（2 2）实例：）实例：19901990年，美国年，美国 重度免疫缺陷症的临床基因治疗重度免疫缺陷症的临床基因治疗 现在学习的是第34页，共42页 1990 1990年年9 9月月1414日，安德森对一例患日，安德森对一例患腺甘脱氨酶缺乏症腺甘脱氨酶缺乏症（ADAADA缺乏症）缺乏症）的的4 4岁女孩进行基因治疗。这个岁女孩进行基因治疗。这个4 4岁女孩由于岁女孩由于遗传基因有缺陷，自身不能生遗传基因有缺陷，自身不能生产产ADAADA，先天性免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他们将这，先天性免疫功

16、能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他们将这个女孩的个女孩的白血球进行基因改造白血球进行基因改造，使有缺陷的基因被健康的基因替代使有缺陷的基因被健康的基因替代，然，然后把含正常白血球的血液输入她左臂的一条静脉血管中。在以后的后把含正常白血球的血液输入她左臂的一条静脉血管中。在以后的1010个个月内她又接受了月内她又接受了7 7次这样的治疗，同时也接受酶治疗。后来，她的次这样的治疗，同时也接受酶治疗。后来，她的免疫免疫功能日趋健全功能日趋健全，能够走出隔离帐，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活过上了正常人的生活，并进入普通小，并进入普通小学上学。学上学。ADAADA缺乏症：缺乏症：一种严重的免疫缺

17、陷症一种严重的免疫缺陷症,腺苷脱氨酶的缺乏可使腺苷脱氨酶的缺乏可使T T淋淋巴细胞因代谢产物的累积而死亡巴细胞因代谢产物的累积而死亡,从而导致严重的联合性免疫缺陷症从而导致严重的联合性免疫缺陷症(SCID)(SCID)。通常导致婴儿出生几个月后死亡。通常导致婴儿出生几个月后死亡。现在学习的是第35页，共42页三、基因工程与生态环境保护三、基因工程与生态环境保护生产可降解塑料的植物生产可降解塑料的植物分解石油能力强的分解石油能力强的“超级细菌超级细菌”处理工业废水的微生物处理工业废水的微生物现在学习的是第37页，共42页例例1 我我国国科科学学家家已已成成功功运运用用基基因因工工程程技技术术，将

18、将苏苏云云金金芽芽孢孢杆杆菌菌的的抗抗虫虫基基因因导导入入棉棉花花细细胞胞并并表表达达，培培育育出出了了抗抗虫棉。下列有关叙述中不正确的是虫棉。下列有关叙述中不正确的是()A抗抗虫虫基基因因在在棉棉花花细细胞胞的的表表达达要要依依赖赖于于碱碱基基互互补补配配对对原原则则B重重组组DNA分分子子中中一一个个碱碱基基对对改改变变，不不一一定定导导致致毒毒蛋蛋白的毒性丧失白的毒性丧失C抗抗虫虫棉棉的的抗抗虫虫基基因因可可通通过过花花粉粉传传递递至至近近缘缘作作物物，从而造成基因污染从而造成基因污染D转转基基因因棉棉花花是是否否具具有有抗抗虫虫特特性性是是通通过过检检测测棉棉花花对对抗抗生素抗性来确定

19、的生素抗性来确定的【尝试解答尝试解答】_D_现在学习的是第38页，共42页例例2 基因治疗是指基因治疗是指()A把把健健康康的的外外源源基基因因导导入入有有基基因因缺缺陷陷的的细细胞胞中中，达达到到治疗疾病的目的治疗疾病的目的B对对有有缺缺陷陷的的细细胞胞进进行行修修复复，从从而而使使其其恢恢复复正正常常，达达到治疗疾病的目的到治疗疾病的目的C运运用用人人工工诱诱变变的的方方法法，使使有有基基因因缺缺陷陷的的细细胞胞产产生生基基因突变恢复正常因突变恢复正常D运运用用基基因因工工程程技技术术，把把有有缺缺陷陷的的基基因因切切除除，达达到到治疗疾病的目的治疗疾病的目的【尝试解答尝试解答】_A_现在

20、学习的是第39页，共42页【解解析析】基基因因治治疗疗只只是是将将正正常常的的基基因因导导入入病病人人体体内内，使使该该基基因因的的表表达达产产物物发发挥挥功功能能，从从而而达达到到治治疗疗疾疾病病的的目目的的，而而细细胞胞中中的的缺缺陷陷基基因因并并未未修修复复，和和正正常常基基因因同同时存在。时存在。【探规寻律探规寻律】图解基因治疗的过程图解基因治疗的过程现在学习的是第40页，共42页跟踪训练跟踪训练基因治疗是把健康的外源基因导入基因治疗是把健康的外源基因导入()A患者的所有细胞患者的所有细胞B患者的某些功能细胞患者的某些功能细胞C患者的患者的DNA分子中分子中D以上均不正确以上均不正确解解析析：选选B。基基因因治治疗疗是是向向目目标标细细胞胞(患患者者的的某某些些功功能能细细胞胞)中中引引入入正正常常功功能能的的基基因因，以以纠纠正正或或补补偿偿基基因因的的缺缺陷陷，达达到到治治疗疗目目的的。不不是是把把健健康康的的外外源源基基因因导导入入所所有有细细胞胞或或DNA分子中。分子中。现在学习的是第41页，共42页