基因工程的应用(修改版).ppt

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能发荧光的热带斑马鱼?

能发光的水母,第三节基因工程的应用,思考：

1、为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上？

2、推测这种“嫁接”怎样能实现？

3、这种“嫁接”对品种的改良有什么意义？

基因工程：

又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。

通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。

原理：

操作水平：

结果：

一、基因工程,目的基因,基因重组,DNA分子水平,定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。

获得新性状,二、基因操作的工具,1.基因的“剪刀”限制性核酸内切酶（限制酶）,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。

专一性,如:

EcoRI限制酶,GAATTCCGTAGAATTCGGATT,尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端,CTTCATGAATTCCCTAA,GAAGTACTTAAGGGATT,CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA,练一练,、基因的针线DNA连接酶,连接酶的作用是：

将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。

3、基因的运输工具运载体,常用的运载体：

质粒、噬菌体和动植物病毒等,标记基因，便于进行检测。

质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子。

要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（）限制酶连接酶解旋酶还原酶2.基因工程的正确操作步骤是（）使目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞检测目的基因的表达是否符合特定性状要求提取目的基因,积极思维:

植物基因工程硕果累累,1996年-2001年，短短5年中，全世界转基因作物的种植面积增长了30倍。

2001年，全世界转基因植物种植面积突破5106hm2。

四种转基因作物种植面积比例：

大豆63%，玉米19%棉花13%，油菜5%,我国转基因作物种植面积位居世界第四,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,不会引起过敏的转基因大豆,抗虫转基因植物,利用转基因改良植物品质,抗逆转基因植物,抗病转基因植物,一：

转基因植物,

（二）抗病转基因植物,3.什么是病原微生物？

有哪些种类？

引起生物生病的微生物，主要有病毒、真菌和细菌等,为什么说常规育种很难培育出抗病毒的新品种？

栽培作物本身缺少抗病毒基因,在抗真菌转基因植物中使用什么基因？

几丁质酶基因和抗毒素合成基因,4.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（coatprotein，CP）基因；病毒的复制酶基因,（三）抗逆转基因植物,5.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,盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关？

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？

调节细胞渗透压的基因,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？

鱼的抗冻蛋白基因,虫害,t毒蛋白基因；淀粉酶抑制基因；植物凝集素基因。

1、抗虫转基因植物,抗虫植物,2、抗病转基因植物,抗病基因,病毒外壳蛋白基因；病毒复制酶基因；几丁质酶基因；抗毒素合成基因。

花叶病,3、抗逆转基因植物,抗盐碱、干旱基因。

干旱,调节细胞渗透压,盐碱地,涝灾,抗盐碱、抗旱、耐寒、抗除草剂。

4、利用转基因改良植物品质,食品营养不均衡,转基因玉米赖氨酸含量提高30%。

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？

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,（四）利用转基因改良植物的品质,转基因鱼,生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼（中国）,转基因牛,乳汁中含有人生长激素的转基因牛（阿根廷）,是指把人或哺乳动物的某种基因导入到哺乳动物（如鼠、兔、羊和猪）的受精卵里，使目的基因若与受精卵染色体DNA整合；细胞有丝分裂，使每个细胞中都带有目的基因，性状得以表达，并稳定地遗传，从而获得基因产品新个体，称转基因动物。

什么叫转基因动物？

1、提高动物生长速度,二、转基因动物,2、用于改善畜产品品质,牛奶：

乳糖不能完全消化、或有过敏症状。

超级动物,导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠,特殊动物,导入人基因具特殊用途的猪和小鼠,基因治疗,器官移植,基因工程药品,三、基因工程与疾病治疗,1、胰岛素,胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、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。

胰岛素分子结构,

（一）生产基因工程药品,胰岛素,1978年，将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每1000L培养液就能产生100g胰岛素！

大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了30%-50%!

胰岛素生产车间,2、干扰素,干扰素治疗病毒感染，简直是“万能灵药”！

过去从人血中提取，300L血才提取1mg！

其“珍贵”程度自不用多说。

干扰素生产车间,干扰素分子结构,干扰素,1980年，基因工程人干扰素（安达芬），是我国第一个全国工厂化基因重组新药。

作用：

抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗。

是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。

（二）、器官移植,基因工程,改造动物器官,器官供体基因组,调节因子,抑制或除去原基因表达,克隆,无免疫排斥的移植器官,（三）、基因诊断与基因治疗,概念,小资料,DNA探针法（核酸分子杂交法）：

把互补的双链DNA解开，将单链的DNA小片段用同位素、荧光分子或化学发光催化剂进行标记，之后根据碱基互补配对原则，同被检测的DNA中的同源互补序列杂交，从而检测出所要查明的DNA或基因。

（三）、基因诊断与基因治疗,概念,小资料,DNA探针法（核酸分子杂交法）：

把互补的双链DNA解开，将单链的DNA小片段用同位素、荧光分子或化学发光催化剂进行标记，之后根据碱基互补配对原则，同被检测的DNA中的同源互补序列杂交，从而检测出所要查明的DNA或基因。

1、下列转基因生物与所运用的目的基因正确是:

（）（多选）A抗虫棉Bt毒蛋白基因B抗真菌立枯丝核菌的烟草抗毒素合成基因C抗盐碱和干旱植物调节细胞渗透压的基因D耐寒的番茄抗冻蛋白基因,ABCD,自我检测：

1、基因治疗概念：

（二）基因治疗,把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，是治疗遗传病的最有效的手段。

（把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，从而达到治疗疾病的目的）,2、实例：

将腺苷酸脱氨酶基因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。

对严重复合型免疫缺陷症的治疗,1、基因治疗概念：

（二）基因治疗,把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，是治疗遗传病的最有效的手段。

（把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，从而达到治疗疾病的目的）,2、实例：

将腺苷酸脱氨酶基因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。

对严重复合型免疫缺陷症的治疗,6、基因治疗是指（）A、把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗目的B、对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗的目的C、运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变，从而恢复正常D、运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的,A,自我检测：

5、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：

（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是_。

（2）进行基因转移是，通常要将外源基因转_中，（3）通常采用技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的细胞中特异表达。

显微注射,受精卵,DNA分子杂交,膀胱上皮,4.生产上培育无籽番茄、青霉素高产菌株、杂交培育矮秆抗锈病小麦、抗虫棉的培育原理依次是（）生长素促进果实发育染色体变异基因重组基因突变基因工程A.B.C.D.,D,