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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,*,*,*,1.3,基因工程应用,专题,1,基因工程,第1页,学习目标,1.,说出植物基因工程取得结果。,2.,关注动物基因工程应用前景。,3.,了解基因工程药品和基因治疗。,第2页,课堂导入,方式一,基因工程自,20,世纪,70,年代兴起后，在短短几十年间，得到了飞速发展，当前已经成为生物科学关键技术。基因工程在实际应用领域,农牧业、工业、环境、能源和医疗卫生等方面，也展示出美好前景。我们今天就一起来分享一下它结果吧！,第3页,方式二,胰岛素是治疗糖尿病特效药。普通临床上使用胰岛素主要从猪、牛等家畜胰腺中提取，每,100 kg,胰腺只能提取,4,5 g,胰岛素。用该方法生产胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。,1979,年，科学家将动物体内胰岛素基因与大肠杆菌,DNA,分子重组，并在大肠杆菌内实现了表示。,1982,年，美国一家基因企业用基因工程方法生产胰岛素投入市场，售价降低了,30%,50%,。能够看出利用转基因微生物生产药品与传统制药相比优越性：无需大型装置和大面积厂房就能够生产出大量药品、降低生产成本，降低生产人员和管理人员，而且能够处理传统制药中原料起源不足问题。,基因工程取得了哪些丰硕结果，还有哪些进展，让我们一起来学习吧。,第4页,新知导学,达标,检测,内容索引,第5页,新知导学,第6页,1.,抗虫转基因植物,(1),杀虫基因种类：,基因、蛋白酶抑制剂基因、,基因、植物凝集素基因等。,(2),结果：转基因抗虫棉、水稻等。,一、植物基因工程硕果累累,Bt,毒蛋白,淀粉酶抑制剂,第7页,2.,抗病转基因植物,(1),抗病基因种类：,抗病毒基因：,基因、病毒复制酶基因等。,抗真菌基因：几丁质酶基因、,基因等。,(2),结果：抗,转基因烟草、抗病毒转基因小麦等。,病毒外壳蛋白,抗毒素合成,烟草花叶病毒,第8页,3.,抗逆转基因植物,抗逆基因,作用,结果,调整细胞渗透压基因,改变细胞内渗透压，提升,、能力,抗盐、抗旱烟草,基因,提升耐寒能力,耐寒番茄,抗除草剂基因,抗除草剂,抗除草剂玉米,抗盐碱,抗干旱,抗冻蛋白,第9页,4.,利用转基因改良植物品质,(,连线,),第10页,抗虫转基因植物与抗病转基因植物,归纳总结,项目,抗虫转基因植物,抗病转基因植物,方法,从一些生物中分离出含有杀虫活性基因，将其导入作物中,将抗病基因导入植物中,基因,种类,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,抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因和病毒复制酶基因,抗真菌基因：几丁质酶基因和抗毒素合成基因,第11页,结果,转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻等,抗烟草花叶病毒转基因烟草和抗病毒转基因小麦、甜椒、番茄等,意义,降低了化学农药使用，降低了生产成本，降低了环境污染，降低了对人体健康损害,第12页,例,1,当前人类利用基因工程方法成功培育出转基因抗虫棉，以下说法正确是,A.,苏云金芽孢杆菌毒蛋白基因与质粒结合后直接进入棉花叶肉细胞,表示,B.,抗虫基因导入棉花叶肉细胞后，可经过传粉、受精方法，使抗虫性,状遗传下去,C.,标识基因作用是判别受体细胞中是否含有目标基因,D.,转基因抗虫棉经过种植，棉铃虫不会产生抗性，这么能够有效毁灭棉,铃虫,答案,解析,第13页,解析,苏云金芽孢杆菌毒蛋白基因与质粒结合后需用农杆菌转化法导入棉花叶肉细胞，不能直接进入棉花叶肉细胞表示，,A,项错误；,叶肉细胞是体细胞，其基因不能经过有性生殖进行遗传，能够经过植物组织培养技术，使抗虫性状遗传下去，,B,项错误；,构建好基因表示载体中必须含有标识基因，方便于确定目标基因是否进入受体细胞内，,C,项正确；,棉铃虫抗性产生是基因突变结果，但抗虫棉自然选择会使棉铃虫抗性基因频率升高，,D,项错误。,第14页,例,2,以下关于植物基因工程应用说法，正确是,A.,我国转基因抗虫棉是转入了植物凝集素基因培育出来,B.,可用于转基因植物抗虫基因只有植物凝集素基因和蛋白酶抑制剂基因,C.,抗真菌转基因植物中，可使用基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因,D.,提升作物抗盐碱和抗干旱能力，与调整渗透压基因无关,答案,解析,我国抗虫棉是转入了,Bt,毒蛋白基因培育出来；抗虫基因主要有,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；利用能够调整细胞渗透压基因，可提升作物抗盐碱和抗干旱能力。,解析,第15页,二、动物基因工程前景,项目,应用,基因起源或处理,结果,提升动物生长速度,外源,基因,转基因绵羊、转基因鲤鱼,改进畜产品品质,肠乳糖酶基因,转基因牛分泌乳汁中,含量少,乳糖,生长激素,第16页,转基因动物生产药品,蛋白基因乳腺蛋白基因 等,乳腺,(,房,),生物反应器,转基因动物作器官移植供体,抑制或除去,_,结合克隆技术培育出没有 转基因克隆猪器官,药用,抗原决定基因,免疫排斥反应,开启子,第17页,1.,乳腺生物反应器,(1),乳腺,(,房,),生物反应器：科学家将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因开启子等调控组件重组在一起，经过显微注射等方法，导入哺乳动物受精卵中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，能够经过分泌乳汁来生产所需要药品，因而称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。,归纳总结,第18页,(2),过程,(,如图所表示,),第19页,2.,列表比较乳腺生物反应器与工程菌生产药品区分,比较内容,乳腺生物反应器,工程菌,基因结构,动物基因结构与人类基因结构基本相同,细菌和酵母菌基因结构与人类有较大差异,基因表示,合成药品蛋白与天然蛋白质相同,细菌合成药品蛋白可能没有活性,生产条件,不需严格灭菌；温度等外界条件对其影响不大,需严格灭菌，严格控制工程菌所需温度、pH、营养物质浓度等外界条件,药品提取,从动物乳汁中提取,从微生物细胞或其培养液中提取,第20页,例,3,上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因转基因牛。他们还研究出一个可大大提升基因表示水平新方法，使转基因动物乳汁中药用蛋白含量提升了,30,多倍，以下与此相关叙述中，正确是,A.,“,转基因动物,”,是指体细胞中出现了新基因动物,B.,“,提升基因表示水平,”,是指设法使牛乳腺细胞中含有更多人白蛋,白基因,C.,只在转基因牛乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在牛乳,腺细胞中是纯合,D.,转基因牛肌肉细胞中也有些人白蛋白基因，但不发生转录、翻译，故不,能合成人白蛋白,答案,解析,第21页,解析,体细胞中出现新基因有可能是基因突变造成，故,A,错误；,“,提升基因表示水平,”,是指增强白蛋白基因表示，白蛋白基因数目没有增多，故,B,错误；,“,转基因动物,”,普通用到受体细胞是受精卵，发育个体几乎全部细胞中都有相同外源基因，故,C,错误；,转基因牛白蛋白基因也是选择性表示，在肌肉细胞中不能表示，故,D,正确。,第22页,例,4,以下相关利用乳腺生物反应器与微生物生产药品叙述，错误是,A.,前者在乳汁中提取药品，后者在细胞中提取,B.,前者是在畜牧业中应用，后者是在工业生产中应用,C.,前者合成蛋白质可加工成熟，后者合成蛋白质普通不能加工成熟,D.,二者与人体基因结构均相同,答案,第23页,1.,基因工程药品,(1),概念：基因工程药品是指利用,生产药品。,(2),原理：经过基因工程技术，使外源基因在工程菌细胞内高效表示。,(3),结果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。,(4),作用：预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、,、各种传染病、,、类风湿等疾病。,三、基因工程药品及基因治疗,转基因工程菌,遗传病,糖尿病,第24页,2.,基因治疗,(1),概念：把,导入病人体内，使该基因表示产物发挥功效，从而到达治疗疾病目标。,正常基因,(2),结果：将腺苷酸脱氨酶基因转入患者淋巴细胞中。,(3),路径：分为,和,。,(4),现实状况：处于早期临床试验阶段。,体内基因治疗,体外基因治疗,第25页,1.,体外基因治疗和体内基因治疗比较,归纳总结,路径,比较,体外基因治疗,体内基因治疗,不,同,点,方法,从患者体内取得某种细胞细胞培养体外完成基因转移筛选、细胞扩增输入体内,外源基因载体携带 体内对应组织细胞,特点,操作复杂，但效果可靠,方法较简单，但效果难以控制,相同点,都是将外源基因导入靶细胞，以纠正缺点基因，当前两种方法都处于临床试验阶段,第26页,2.,基因诊疗与基因治疗比较,项目,方法,备注,基因,诊疗,制作对应探针，利用DNA分子杂交原理，快速、准确检测人类某种疾病,临床应用阶段,基因,治疗,把健康外源基因导入有基因缺点细胞中，可分为体外基因治疗和体内基因治疗两种方法,仅处于早期临床试验阶段，仍有许多问题和困难制约该技术发展,第27页,例,5,人类基因治疗报道，在美国佛罗里达大学基因治疗中心接收基因治疗三名遗传性失明患者都重新取得了一定视力，而且没有严重副作用。基因治疗是指,A.,把健康外源基因导入有基因缺点细胞中，到达治疗疾病目标,B.,对有缺点细胞进行修复，从而使其恢复正常，到达治疗疾病目标,C.,利用人工诱变方法，使有基因缺点细胞发生基因突变，从而恢复正常,D.,利用基因工程技术，把有缺点基因切除，到达治疗疾病目标,答案,解析,第28页,解析,基因治疗只是将正常基因导入病人体内，使该基因表示产物发挥功效，从而到达治疗疾病目标，而细胞中缺点基因并未修复，和正常基因同时存在，基因治疗也不是切除病变基因或诱发其突变，因而,B,、,C,、,D,项说法都不符合基因治疗概念。,第29页,例,6,近年来基因工程发展非常快速，科学家能够用,DNA,探针和外源基因导入方法进行遗传病诊疗和治疗，以下做法不正确是,A.,用,DNA,探针检测镰刀型细胞贫血症,B.,用,DNA,探针检测病毒性肝炎,C.,用导入外源基因方法治疗半乳糖血症,D.,用基因替换方法治疗,21,三体综合征,答案,解析,基因工程是基因水平上当代生物技术，而,21,三体综合征属于染色体异常遗传病，患者第,21,号染色体比正常人多一条，无法从基因水平上治疗。,解析,第30页,学习小结,抗逆,生长速度,品质,药品,器官移植,第31页,达标,检测,第32页,1.,提升农作物抗盐碱和抗干旱能力目标基因是,A.,抗除草剂基因,B.,调整细胞渗透压基因,C.,抗冻蛋白基因,D.Bt,毒蛋白基因,1,2,3,4,5,答案,解析,因为盐碱和干旱对农作物危害与细胞内渗透压调整相关，所以能够利用一些调整细胞渗透压基因来提升农作物抗盐碱和抗干旱能力。,解析,第33页,2.,以下哪项不是植物基因工程技术主要应用,A.,提升农作物抗逆性,B.,生产一些天然药品,C.,改良农作物品质,D.,作器官移植供体,答案,1,2,3,4,5,解析,D,项为动物基因工程技术主要应用。,解析,第34页,1,2,3,4,5,3.,从转基因牛、羊乳汁中提取药品工艺简单，甚至可直接饮用治病。假如将药用蛋白基因转入动物如牛、羊膀胱上皮细胞中，从转基因牛、羊尿液中提取药品比从乳汁中提取药品更大优越性在于,A.,技术简单,B.,膀胱上皮细胞轻易表示药用蛋白,C.,膀胱上皮细胞全能性较高,D.,不论是雌性还是雄性个体，在任何发育时期都能够产生所需药品,答案,解析,利用动物乳腺生物反应器生产药品要受动物性别和发育期限制，若从尿液中获取药品，则不论是雌性还是雄性个体，在任何发育期都能够产生所需药品。,解析,第35页,1,2,3,4,5,4.,以下关于基因工程应用叙述，正确是,A.,基因治疗就是把缺点基因诱变成正常基因,B.,基因诊疗基本原理是,DNA,分子杂交,C.,一个基因探针能检测水体中全部病毒,D.,原核基因不能用来进行真核生物遗传改良,答案,解析,第36页,解析,基因治疗是把健康外源基因导入有基因缺点细胞中，到达治疗目标，并不是把缺点基因诱变成正常基因；基因诊疗是用放射性同位素、荧光分子等标识,DNA,分子作探针，利用,DNA,分子杂交原理，判定被检测标本上遗传信息，到达检测疾病目标；基因探针含有专一性，普通来说，一个基因探针只能检测水体中一个对应病毒；原核生物基因也是,DNA,，能够用于真核生物遗传改良。,1,2,3,4,5,第37页,1,2,3,4,5,5.,科学家们对一位缺乏腺苷酸脱氨酶基因而患先天性体液免疫缺点症美国女孩进行基因治疗，其方法是首先将患者白细胞取出做体外培养，然后用反转录病毒将正常腺苷酸脱氨酶基因转入人工培养白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者体内，经过屡次治疗，患者免疫功效趋于正常。,(1),基因治疗是把健康,_,导入有,_,细胞中，以到达治疗疾病目标。,外源基因,基因缺点,答案,解析,第38页,解析,基因治疗就是把健康外源基因导入有基因缺点细胞中，到达治疗疾病目标。反转录病毒作用是作为载体，将目标基因,(,腺苷酸脱氨酶基因,),导入白细胞中，目标基因在受体细胞中经过转录和翻译，表示产生腺苷酸脱氨酶。人不一样基因所含有脱氧核苷酸排列次序是不一样。,1,2,3,4,5,第39页,1,2,3,4,5,(2),在基因治疗过程中，反转录病毒作用相当于基因工程操作工具中,_,。,此基因工程中目标基因是,_,，目标基因受体细胞是,_,。,载体,(,或基因运载工具,),腺苷酸脱氨酶基因,白细胞,(3),将转基因细胞屡次回输到患者体内后，免疫能力趋于正常是因为白细胞中能合成,_,。,腺苷酸脱氨酶,(4),人腺苷酸脱氨酶基因与胰岛素基因相比，其主要差异是,_,_,。,排列次序不一样,答案,脱氧核苷酸,第40页,
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