人教版选修3基因工程的应用共38张pptppt059省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第1页基因工程实际应用领基因工程实际应用领域有：域有：农牧业、工业、环境、农牧业、工业、环境、能源、医学卫生等能源、医学卫生等应用生物：植物、动物、应用生物：植物、动物、微生物微生物第2页一一、植物基因工程、植物基因工程 转基因工程技术主要用于转基因工程技术主要用于提升提升农作物农作物抗逆抗逆能力能力（如抗除草剂，抗虫、抗病、抗干旱和抗（如抗除草剂，抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）盐碱等）,以及以及改良农作物品质改良农作物品质和利用植物和利用植物生生产药品产药品等方面。等方面。1、抗虫转基因植物、抗虫转基因植物2、抗病转基因植物、抗病转基因植物3、抗逆转基因植物、抗逆转基因植物4、利用转基因改良植物品质、利用转基因改良植物品质转入转入外源基因外源基因植（动）物植（动）物转基因植（动）物：转基因植（动）物：第3页1.1.抗虫转基因植物抗虫转基因植物第4页抗虫棉抗虫棉叶子叶子正常棉正常棉叶子叶子第5页1 1、抗虫转基因植物、抗虫转基因植物优点：优点：降低环境污染、减低生产成本、提升产量降低环境污染、减低生产成本、提升产量主要杀虫基因：主要杀虫基因：Bt Bt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、植物凝集素基因等经典例子：经典例子：转基因抗虫棉转基因抗虫棉Bt毒蛋白基因毒蛋白基因第6页2 2、抗病转基因植物、抗病转基因植物抗病基因：抗病基因：病毒外壳蛋白基因、病毒外壳蛋白基因、病毒复制酶基因病毒复制酶基因.抗真菌基因：抗真菌基因：几丁质酶基因、几丁质酶基因、抗毒素合成基因抗毒素合成基因.有抗病毒基因就能够抵有抗病毒基因就能够抵抗全部病毒吗？抗全部病毒吗？抗烟草花叶病毒转基因甜椒抗烟草花叶病毒转基因甜椒抗病毒转基因西葫芦抗病毒转基因西葫芦第7页3 3、抗逆转基因植物、抗逆转基因植物耐寒、耐旱转基因水稻耐寒、耐旱转基因水稻第8页4 4、利用转基因改良植物品质、利用转基因改良植物品质 优点：优点：改进粮食作物营养成份含量，如氨基酸、蛋白质改进粮食作物营养成份含量，如氨基酸、蛋白质含大量维生素转基因玉米含大量维生素转基因玉米抗癌抗衰老紫色西红柿抗癌抗衰老紫色西红柿第9页转入维生素转入维生素A A合成酶基因大米合成酶基因大米第10页矮牵牛又名碧冬茄，为茄科碧冬茄属植物。矮牵牛花朵硕大，矮牵牛又名碧冬茄，为茄科碧冬茄属植物。矮牵牛花朵硕大，色彩丰富，花型改变颇多，已成为主要盆栽和花坛植物。矮牵色彩丰富，花型改变颇多，已成为主要盆栽和花坛植物。矮牵牛在欧美及日本等地域广泛栽培。牛在欧美及日本等地域广泛栽培。花语：花语：有你，我以为安心（温馨）有你，我以为安心（温馨）第11页转转基基因因矮矮牵牵牛牛蓝色妖姬蓝色妖姬第12页转入荧光酶转基因烟草苗转入荧光酶转基因烟草苗第13页二、动物基因工程前景辽阔二、动物基因工程前景辽阔1 1、提升生长速度、提升生长速度2 2、改进畜产品品质、改进畜产品品质3 3、生产药品、生产药品4 4、作为器官移植供体、作为器官移植供体第14页1.1.用于提升动物生长速度用于提升动物生长速度二二、动物基因工程前景辽阔、动物基因工程前景辽阔转入外源生长激素基因转入外源生长激素基因转入外源生长激素基因转入外源生长激素基因“超级小鼠超级小鼠超级小鼠超级小鼠”第15页2 2、用于改进畜产品品质、用于改进畜产品品质优点：防止食物过敏、腹泻、恶心等不适优点：防止食物过敏、腹泻、恶心等不适导入导入肠乳糖酶基因肠乳糖酶基因转基转基因牛分泌乳汁中，因牛分泌乳汁中，乳糖乳糖含量大大降低。含量大大降低。第16页即指利用动物乳腺生产高价值产品方式即指利用动物乳腺生产高价值产品方式产物：产物：抗凝血酶、血抗凝血酶、血清白蛋白、生清白蛋白、生长激素长激素3 3、用转基因动物生产药品、用转基因动物生产药品 乳腺（房）生物反应器乳腺（房）生物反应器第17页获取目标基因（比如血清白蛋白基因）获取目标基因（比如血清白蛋白基因）构建基因表示载体（在血清白蛋白基因构建基因表示载体（在血清白蛋白基因前加特异表示开启子）前加特异表示开启子）显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（只有在产下雌性个发育成转基因动物（只有在产下雌性个体中，转入基因才能表示）。体中，转入基因才能表示）。操作过程：操作过程：第18页1）乳腺是一个外分泌器官，）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，乳汁不进入体内循环，不会影响不会影响转基因动物本身转基因动物本身生理代谢反应生理代谢反应。2）从乳汁中获取目标基因产物，）从乳汁中获取目标基因产物，产量高，易提纯产量高，易提纯，表示表示蛋白质已经过充分修饰加工蛋白质已经过充分修饰加工，含有，含有稳定生物稳定生物活性。活性。3）从乳汁中）从乳汁中源源不停源源不停取得目标基因产物同时，取得目标基因产物同时，转转基因动物基因动物又可又可无限繁殖无限繁殖。雌性动物乳腺是基因药品最理想表示场所，雌性动物乳腺是基因药品最理想表示场所，原因是原因是第19页4 4、用转基因动物作器官移植供体、用转基因动物作器官移植供体 用转基因动物器官做移植供体最大问题是用转基因动物器官做移植供体最大问题是免疫排斥免疫排斥，科学家正在试图科学家正在试图导入一些调整因子导入一些调整因子来抑制抗原决定基来抑制抗原决定基因表示或设法因表示或设法去掉抗原决定基因去掉抗原决定基因，以期培育出无免疫，以期培育出无免疫排斥转基因克隆猪器官。排斥转基因克隆猪器官。第20页第21页在传统药品生产中，一些药品如胰岛素、干扰在传统药品生产中，一些药品如胰岛素、干扰素直接素直接从生物从生物组织组织、细胞细胞或或血液血液中提取。因为中提取。因为受原料起源限制，受原料起源限制，价格价格十分十分昂贵昂贵。可利用什么方法来处理上述问题？可利用什么方法来处理上述问题？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，可高效率高效率地生产出各种地生产出各种高质量高质量、低成本低成本药品。药品。三、基因工程药品异军突起三、基因工程药品异军突起第22页胰岛素从猪、牛等动物胰腺中提取，胰岛素从猪、牛等动物胰腺中提取，100Kg100Kg胰腺只胰腺只能提取能提取4-5g4-5g胰岛素，将合成胰岛素基因导入大肠杆菌，胰岛素，将合成胰岛素基因导入大肠杆菌，每每L L培养液就能产生培养液就能产生100g100g胰岛素！使其价格降低了胰岛素！使其价格降低了30%-30%-50%!50%!基因工程药品基因工程药品 胰岛素胰岛素第23页 治疗侏儒症治疗侏儒症唯一方法唯一方法，是向人体注射生，是向人体注射生长激素。而生长激素取得很困难。治疗一名长激素。而生长激素取得很困难。治疗一名侏儒症患者每年需要从侏儒症患者每年需要从8080具尸体脑下具尸体脑下垂体垂体中中提取生长激素。提取生长激素。现可利用基因工程方法，将人现可利用基因工程方法，将人生长激素生长激素基因导入大肠杆菌基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。中，使其生产生长激素。人们从人们从 450 L450 L大肠杆菌培养液中提取生长激大肠杆菌培养液中提取生长激素，相当于素，相当于6 6万具尸体全部产量。万具尸体全部产量。基因工程药品基因工程药品 生长激素生长激素第24页传统疫苗存在许多缺点：生产过程需传统疫苗存在许多缺点：生产过程需大量繁大量繁殖病原体殖病原体，对工作人员，对工作人员健康造成很大威胁健康造成很大威胁；病原体减毒、灭活有可能病原体减毒、灭活有可能不够彻底不够彻底，造成接，造成接种者种者直接感染直接感染。基因工程疫苗基因工程疫苗：将起关键作用、序列保守蛋：将起关键作用、序列保守蛋白质基因重组到细菌或真核细胞内，生产蛋白质基因重组到细菌或真核细胞内，生产蛋白质，制作成疫苗。它不使用病原体本身，白质，制作成疫苗。它不使用病原体本身，所以所以安全安全，还能够把不一样病原体抗原基因，还能够把不一样病原体抗原基因重组到同一受体细胞，生产重组到同一受体细胞，生产多价疫苗多价疫苗。基因工程药品基因工程药品 基因工程疫苗基因工程疫苗第25页基因工程艾滋病疫苗基因工程艾滋病疫苗基因工程乙肝疫苗基因工程乙肝疫苗第26页是指是把是指是把正常基因（健康外源基因）正常基因（健康外源基因）导入有导入有基基因缺点因缺点细胞中，到达治疗疾病目标。细胞中，到达治疗疾病目标。四、基因治疗曙光初照四、基因治疗曙光初照1 1、基因治疗概念、基因治疗概念2 2、基因治疗类型、基因治疗类型体内基因治疗和体外基因治疗体内基因治疗和体外基因治疗第27页19901990年美国国年美国国立卫生研究院立卫生研究院治愈一位治愈一位“重重症联合免疫缺症联合免疫缺点综合症点综合症”4 4岁女孩岁女孩基因治疗：用一个正常基因来代替缺点基因基因治疗：用一个正常基因来代替缺点基因ADAADA基因缺点基因缺点ADAADA：腺苷酸：腺苷酸脱氨酶脱氨酶第28页例例 基因治疗是指基因治疗是指 ()()A A把健康外源基因导入有基因缺点细胞把健康外源基因导入有基因缺点细胞 中，到达治疗疾病目标中，到达治疗疾病目标B B对有缺点细胞进行修复，从而使其恢复对有缺点细胞进行修复，从而使其恢复 正常，到达治疗疾病目标正常，到达治疗疾病目标C C利用人工诱变方法，使有基因缺点细胞利用人工诱变方法，使有基因缺点细胞 发生基因突变，从而恢复正常发生基因突变，从而恢复正常D D利用基因工程技术，把有缺点基因切利用基因工程技术，把有缺点基因切 除，到达治疗疾病目标除，到达治疗疾病目标A第29页基因诊疗：基因诊疗：也称为也称为DNADNA诊疗诊疗或或基因探针技术基因探针技术，即在，即在DNADNA水平分析水平分析检测某一基因，从而对特定疾病进行诊疗。检测某一基因，从而对特定疾病进行诊疗。探针制备：探针制备：放射性同位素放射性同位素(如如3232P)P)、荧光分子、荧光分子等标识等标识DNADNA分子分子原理：原理：利用利用DNADNA分子杂交原理分子杂交原理；四四、基因治疗曙光初照、基因治疗曙光初照第30页基因探针：基因探针：基因探针就是一段与目标基因或基因探针就是一段与目标基因或DNADNA互补互补特异核苷酸序列特异核苷酸序列。它包含整个基因，。它包含整个基因，或基因一部分；能够是或基因一部分；能够是DNADNA本身，也能够是本身，也能够是由之转录而来由之转录而来RNARNA。第31页DNA分子杂交原理：分子杂交原理：DNA DNA分子杂交是基因诊疗最基本方法分子杂交是基因诊疗最基本方法之一。其基本原理是：之一。其基本原理是：互补互补DNADNA单链单链能够在能够在一定条件下一定条件下结合成双链结合成双链，即能够进行杂交。，即能够进行杂交。这种结合是这种结合是特异特异，即严格按照碱基互补配对，即严格按照碱基互补配对进行。所以，当用一段进行。所以，当用一段已知基因核苷酸序列已知基因核苷酸序列作为探针作为探针，与被测基因进行接触，若二者碱，与被测基因进行接触，若二者碱基完全配对成双链，则表明被测基因中含有基完全配对成双链，则表明被测基因中含有已知基因序列。已知基因序列。第32页基因诊疗技术在什么方面发展快速？基因诊疗技术在什么方面发展快速？在在诊疗遗传性疾病诊疗遗传性疾病方面发展快速。当前已经方面发展快速。当前已经能够对几十种遗传病进行能够对几十种遗传病进行产前诊疗产前诊疗。举例举例珠蛋白珠蛋白DNADNA探针探针 镰刀状细胞贫血症镰刀状细胞贫血症苯丙氨酸羧化酶基因探针苯丙氨酸羧化酶基因探针 苯丙酮尿症苯丙酮尿症白血病患者细胞中分离出癌基因制备白血病患者细胞中分离出癌基因制备DNADNA探针探针 白血病白血病第33页基因工程与环境保护基因工程与环境保护基因工程在环境保护方面有什么应用？基因工程在环境保护方面有什么应用？用于用于环境监测环境监测。用于被污染用于被污染环境净化环境净化。经过基因工程方法怎样进行环境监测？经过基因工程方法怎样进行环境监测？第34页基因工程与环境保护基因工程与环境保护环境监测：环境监测：基因工程做成基因工程做成DNADNA探针探针能够十分灵敏地检测能够十分灵敏地检测环境中病毒、细菌等污染。环境中病毒、细菌等污染。1t1t水中只有水中只有1010个病毒也能被个病毒也能被DNADNA探针检测出来探针检测出来第35页有还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。基因工程将能分解三种烃类基因工程将能分解三种烃类假单孢杆菌假单孢杆菌基因都转移到能分基因都转移到能分解另一个烃类假单孢杆菌内，创造出了能同时分解四种烃解另一个烃类假单孢杆菌内，创造出了能同时分解四种烃类类“超级细菌超级细菌”。用于被污染用于被污染环境净化环境净化经过基因工程方法怎样净化被污染环境？经过基因工程方法怎样净化被污染环境？第36页第37页第38页