选修3专题11.3基因工程的应用2.ppt

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,*,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,*,一,、植物基因工程,1.抗虫转基因植物,2.抗病转基因植物,3.抗逆转基因植物,4.利用转基因改良植物的品质,繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。,该过程的重要步骤是通过,感染或显微注射技术,将重组DNA转移到动物受精卵中。,基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么？,将人的生长激素基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠受精卵中，得到的“超级小鼠”。,二,、动物基因工程前景广阔,1.用于提高动物生长速度,在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素直接生物体的哪些结构中提取？,药品直接从生物的,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，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。,胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取45g胰岛素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。1979年，科学家将动物体内的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达。1982年，美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市场，售价降低了30%50%。,基因工程药品 胰岛素,干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种,糖蛋白,。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种,抗病毒的特效药,。此外干扰素对治疗某些癌症和白血病也有一定疗效。,传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提取，每300L血液只能提取出1mg干扰素。19801982年，科学家用基因工程方法在,大肠杆菌及酵母菌细胞,内获得了干扰素，是传统的生产量的12万倍。1987年上述干扰素大量投放市场。,基因工程药品,干扰素,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 450 L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,转基因动物的乳腺。(乳腺生物反应器、乳房生物反应器）,就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？,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，目的基因若与受精卵染色体DNA整合，细胞分裂时，该基因随染色体的倍增而倍增，使每个细胞中都带有目的基因，使性状得以表达，并稳定地遗传给后代，从而获得基因产品。这样一种新的个体，称为转基因动物。,什么叫转基因动物？,三,、基因治疗曙光初照,把正常的基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能。（治疗遗传病最有效的手段）,体外基因治疗,体内基因治疗,1、概念：,2、分类：,四、基因工程与环境保护,1）用于,环境监测,。,2）用于被,污染环境的净化,。,基因工程在环保方面有什么应用？,例如：用DNA探针可以检测饮用水中病毒的含量。此方法的特点是快速、灵敏，1吨水中有10个病毒也能检测出来。,通过基因工程方法怎样进行环境监测？,1）用基因工程产物“超级细菌”分解石油，可以大大提高细菌分解石油的效率。具体方法：将能分解三种烃类的假单孢杆菌的基因都转移到能分解另一种烃类的假单孢杆菌内，创造出了能同时分解四种烃类的“超级细菌”。,2）用基因工程培养出“吞噬”汞和降解土壤中DDT的细菌，以及能够净化镉污染的植物。,3）通过基因重组构建新的杀虫剂，取代生产过程中耗能多、易造成环境污染的农药，并试图通过基因工程回收和利用工业废物。,通过基因工程方法怎样净化被污染的环境？,1.4 蛋白质工程的崛起,知识回顾,基因工程的实质是什么？,将,一种生物的基因,转移到,另一种生物体内,，,后者可以产生它本来不能产生的蛋白质，进,而表现出新的性状,。,思考：,基因工程产生的蛋白质是否完全,符合人类生产和生活的需要？,一、蛋白质工程崛起的缘由,基因工程在原则上只能生产自然界,已存在的蛋白质,，生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中产生的，它的,结构和性能不能完全满足人类生产生活的需要,。,例如：,改造,干扰素（半胱氨酸）,体外很难保存,干扰素（丝氨酸）,体外可以保存半年,二、蛋白质工程的基本原理,1、,目标：,根据人们对,功能的特定需求，对蛋白质的,进行分子设计。,2、,原理：,改造基因（基因,或基因,）。,蛋白质,结构,修饰,合成,蛋白质工程的流程,基因,DNA,氨基酸序列,多肽链,蛋白质,三维结构,预期功能,生物功能,mRNA,转录,翻译,折叠,DNA合成,分子设计,天然蛋白质的合成途径：,基因表达（转录和翻译）形成氨基酸序列的多肽,链形成具有高级结构的蛋白质行使生物功能,基因工程,遵循,中心法则，,从,DNAmRNA多肽链折叠发挥功能,基本上是生产出自然界,已有,的蛋白质,与之相反,可以创造自然界,不存在,的蛋白质,蛋白质工程,联系,以基因工程为,基础，是,延伸出来的,第二代基因工程,区 别,途 径,结果,