高中生物选修三专题一13基因工程的应用要点课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,选修,3,专题,1,基因工程,1.2,基因工程的基本操作程序,编写人：高二生物组,一问题,1,、目的基因获取的方法有哪些？,2,、如何从基因文库中获取目的基因？,3,、,PCR,技术扩增目的基因需要哪些条件？,4,、,结合,DNA,分子结构的知识，,分析,PCR,技术中,DNA,解链温度,（,90,95,）,高低取决于什么？,5,、基因表达载体中启动子的作用是什么？,6,、重组质粒与质粒的主要区别是什么？,7,、基因表达载体的组成有哪些？,8,、可以将目的基因导入动物的体细胞来获得转基因动物吗？,9,、原核细胞作为受体细胞的优点有哪些？,10,、怎样检测目的基因是否插入转基因生物的染色体上？,11,、导入受体细胞中的目的基因是否一定能够成功表达？,12,、如何使目的基因表达的产物与天然产品相同？,13,、通过基因工程培育的抗虫棉在生产实践中有哪些优点？如何确定其抗性的程度呢？,14,、在基因工程的操作步骤中，哪一步是其核心？未发生碱基互补配对的步骤是哪一步？,复习,1.2基因工程的基本操作程序,1、目的基因获取的方法有哪些？,2、如何从基因文库中获取目的基因？,3、PCR技术扩增目的基因需要哪些条件？,4、结合DNA分子结构的知识，分析PCR技术中DNA解链温度（9095）高低取决于什么？,5、基因表达载体中启动子的作用是什么？,6、重组质粒与质粒的主要区别是什么？,问题,选修3专题1基因工程1.2基因工程的基本操作程序,1,选修,3,专题,1,基因工程,1.2,基因工程的基本操作程序,编写人：高二生物组,一问题,1,、目的基因获取的方法有哪些？,2,、如何从基因文库中获取目的基因？,3,、,PCR,技术扩增目的基因需要哪些条件？,4,、,结合,DNA,分子结构的知识，,分析,PCR,技术中,DNA,解链温度,（,90,95,）,高低取决于什么？,5,、基因表达载体中启动子的作用是什么？,6,、重组质粒与质粒的主要区别是什么？,7,、基因表达载体的组成有哪些？,8,、可以将目的基因导入动物的体细胞来获得转基因动物吗？,9,、原核细胞作为受体细胞的优点有哪些？,10,、怎样检测目的基因是否插入转基因生物的染色体上？,11,、导入受体细胞中的目的基因是否一定能够成功表达？,12,、如何使目的基因表达的产物与天然产品相同？,13,、通过基因工程培育的抗虫棉在生产实践中有哪些优点？如何确定其抗性的程度呢？,14,、在基因工程的操作步骤中，哪一步是其核心？未发生碱基互补配对的步骤是哪一步？,7、基因表达载体的组成有哪些？,8、可以将目的基因导入动物的体细胞来获得转基因动物吗？,9、原核细胞作为受体细胞的优点有哪些？,10、怎样检测目的基因是否插入转基因生物的染色体上？,11、导入受体细胞中的目的基因是否一定能够成功表达？,12、如何使目的基因表达的产物与天然产品相同？,13、通过基因工程培育的抗虫棉在生产实践中有哪些优点？如何确定其抗性的程度呢？,14、在基因工程的操作步骤中，哪一步是其核心？未发生碱基互补配对的步骤是哪一步？,选修3专题1基因工程1.2基因工程的基本操作程序,2,1.3 基因工程的应用,1.3 基因工程的应用,3,基因工程自20世纪70年代兴起后，在短短的30年间，得到了飞速的发展，现在已经成为生物科学的核心技术。,基因工程的实际应用领域有：,农牧业、工业、环境、能源、医学卫生等,应用生物：植物、动物、微生物,基因工程自20世纪70年代兴起后，在短短的30年间，,4,一,、植物基因工程,植物基因工程技术主要用于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）,还可以改良农作物的品质。,一、植物基因工程 植物基因工程技术主要用于提高农作物的,5,1.抗虫转基因植物,传统的害虫防治办法：农药,转基因抗虫植物优点：减少环境污染、降低生产成本、提高产量。,已经问世的转基因抗虫作物：,棉花、水稻、玉米、马铃薯、番茄等,主要杀虫基因：,Bt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,1.抗虫转基因植物传统的害虫防治办法：农药 已经问,6,高中生物选修三专题一13基因工程的应用要点课件,7,2.抗病转基因植物,抗病毒基因：,病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因.,抗真菌基因：,几丁质酶基因、抗毒素合成基因.,2.抗病转基因植物抗病毒基因：,8,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,9,3.抗逆转基因植物,恶劣的环境条件：,盐碱，干旱，低温，涝灾等。,3.抗逆转基因植物恶劣的环境条件：,10,4.利用转基因改良植物的品质,不会引起过敏的转基因大豆,4.利用转基因改良植物的品质不会引起过敏的转基因大豆,11,转基因蓝玫瑰,提高花 卉的观赏价值,转基因蓝玫瑰,12,1.用于提高动物生长速度,原因：外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长更快,转基因鲤鱼,二、动物基因工程前景广阔,1.用于提高动物生长速度原因：外源生长激素基因的表达可以使转,13,将人的,生长激素基因,或牛的生长激素基因分别注射到小白鼠受精卵中，得到的“,超级小鼠,”。,将人的生长激素基因或牛的生长激素基因分别注射到小白鼠,14,2.用于改善畜产品的品质,优点：避免食物过敏、腹泻、恶心等不适,转基因牛的乳汁，降低乳糖含量,2.用于改善畜产品的品质优点：避免食物过敏、腹泻、恶心等不适,15,3.用转基因动物生产药物,过程：,1、将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件,重组在一起,。,2、用显微注射法,导入,到受精卵。,3、将受精卵,送入,母体内。,4、转基因动物进入泌乳期后，,提取,乳汁，其中就含有人类所需的药用蛋白。,目前已经表达的产物：,抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、,-抗胰蛋白酶,3.用转基因动物生产药物过程：目前已经表达的产物：,16,乳汁中含有人生长激素的转基因牛,乳汁中含有人生长激素的转基因牛,17,思考：为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？,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。,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,，具有稳定的生物活性。,转基因动物又可无限繁殖。,思考：为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？,18,4.用转基因的动物作器官移植的供体,目前，人类的器官移植是一个世界性的难题。由于猪的内脏构造，大小，血管分布与人极为相似，而且猪内隐藏的病毒远远少于人类。科学家将目光集中在小型猪身上，可是会发生免疫排斥。,方法：将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原基因的表达，或者设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，获得没有免疫排斥的转基因克隆猪器官。,4.用转基因的动物作器官移植的供体 目前，人类的,19,在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素,从,生物体的哪些结构中直接提取？,直接从生物的,组织,、,细胞,或,血液,中提取。,传统生产方法的缺点,由于受原料来源的限制，量少而且,价格,十分,昂贵,。,可利用什么方法来解决上述问题？,利用,基因工程,方法制造“,工程菌,”，可,高效率,地生产出各种,高质量,、,低成本,的药品,。,三、基因工程药品异军突起,在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素从生物体的哪些结,20,基因工程药品 生长激素,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，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。,现可利用基因工程方法，将人的,生长激素基因导入大肠杆菌,中，使其生产生长激素。,人们从450L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于6万具尸体的全部产量。,基因工程药品 生长激素 治疗侏儒症的唯一方法，是,21,胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，,100Kg,胰腺只能提取,4-5g,的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。,将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每,2000L,培养液就能产生,100g,胰岛素！使其价格降低了30%-50%!,基因工程药品 胰岛素,胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取,22,从人血中提取干扰素，300L血才提取1mg！,通过基因工程的方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，每1Kg的培养液可提取2040mg干扰素,人造血液及其生产,基因工程药品 干扰素,从人血中提取干扰素，300L血才提取1mg！通过基因,23,是指是把,健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞,中，达到治疗疾病的目的。,四、基因治疗曙光初照,四、基因治疗曙光初照,24,1990年，美国医学家,安德森,对一例患,腺苷脱氨酶(,ADA)缺乏症的4岁女孩谢德尔进行,基因治疗,。该女孩由于先天,缺乏ADA基因,，自身不能生产ADA，先天免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。经多次治疗后，过上了正常人的生活。,腺苷脱氨酶是一种与机体细胞免疫活性有重要关系的核酸代谢酶。,基因治疗事例,美国医学家安德森,谢德尔，1999,1990年，美国医学家安德森对一例患腺苷脱氨酶(AD,25,基因治疗SCID的过程,基因治疗SCID的过程,26,体外基因治疗,：从病人体内获得某种细胞进行培养,然后体外完成基因转移,再筛选成功转移的细胞扩增培养,最后重新输入患者体内。,体内基因治疗,：直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。,高中生物选修三专题一13基因工程的应用要点课件,27,不论是哪一种基因治疗，目前都处于初期的临床试验阶段。,在人们还不能完全解释人类基因组的运转机制，没有充分了解基因调控机制和疾病的分子机理之前，基因治疗是非常困难的，另外还存在着技术问题，伦理道德方面以及安全性方面的许多困难。,不论是哪一种基因治疗，目前都处于初期的临床试验,28,