基因工程的应用课件.ppt

1、1.3 基因工程的应用基因工程的应用大豆、玉米、棉花、油菜大豆、玉米、棉花、油菜已进入大规模商业化应用已进入大规模商业化应用阶段阶段主要用于：提高农作主要用于：提高农作物抗逆能力、改良农物抗逆能力、改良农作物品质、利用植物作物品质、利用植物生产药物生产药物1.目前用于杀虫的转基因抗虫植物基因有哪些目前用于杀虫的转基因抗虫植物基因有哪些?2.抗病转基因植物所采用的基因抗病转基因植物所采用的基因,使用最多的是使用最多的是什么什么?3.造成低产造成低产.减产的常见环境因素有哪些减产的常见环境因素有哪些?使烟草使烟草.番茄的耐寒能力提高措施是什么番茄的耐寒能力提高措施是什么?4.豆类中哪种必需氨基酸较

2、少豆类中哪种必需氨基酸较少?大米大米.玉米玉米.小麦小麦中哪种必需氨基酸较少中哪种必需氨基酸较少?举例说明科学家如何举例说明科学家如何提高氨基酸的含量提高氨基酸的含量?5.阅读相关内容后完成下表阅读相关内容后完成下表:“动物基因工程前景广阔动物基因工程前景广阔”思考思考题题:1.如何利用动物基因工程技术提高动物的生长如何利用动物基因工程技术提高动物的生长速率速率?2.怎样能在其他营养成分不受影响的情况下怎样能在其他营养成分不受影响的情况下,降降低乳糖的含量低乳糖的含量?3.目前科学家已在山羊等动物乳腺生物反应器目前科学家已在山羊等动物乳腺生物反应器中表达了抗凝血酶中表达了抗凝血酶.血清白蛋白血

3、清白蛋白.生长激素和生长激素和-抗胰蛋白酶抗胰蛋白酶,科学家是怎样获得转基因动物科学家是怎样获得转基因动物的的?乳腺（房）生物反应器乳腺（房）生物反应器、用动物乳腺作为反应器生产的蛋白质比、用动物乳腺作为反应器生产的蛋白质比工厂生产有何优越性？工厂生产有何优越性？、简述乳腺生物反应器的操作过程？、简述乳腺生物反应器的操作过程？、乳腺生物反应器的操作过程与转基因动、乳腺生物反应器的操作过程与转基因动物操作过程有何不同之处？并阐述原因？物操作过程有何不同之处？并阐述原因？要在编码蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特异要在编码蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特异表达的启动子构成表达载体。因为产品在奶中

4、形成，表达的启动子构成表达载体。因为产品在奶中形成，需要乳腺组织中特异表达的启动子。（基因的选择性需要乳腺组织中特异表达的启动子。（基因的选择性表达）表达）产量高、质量好、成本低、易提取产量高、质量好、成本低、易提取获取目的基因获取目的基因构建基因表达载体构建基因表达载体显微注射入哺乳动物受精卵中显微注射入哺乳动物受精卵中形成早期胚胎形成早期胚胎胚胎移植到母体子宫胚胎移植到母体子宫发育成转基因动物发育成转基因动物从生殖期的雌性乳汁中收集产从生殖期的雌性乳汁中收集产物蛋白物蛋白例例1、继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发、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

5、。最近，科学家培养出一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：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）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是法是_。（2）进行基因转移是，通常要将外源基因转）进行基因转移是，通常要将外源基因转_中，中，原因是原因是 。（3）通常采用）通常采用 技术检测外源基因是技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组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）在研制膀胱生物反应器时，应使

6、外源基因在小鼠的的 细胞中特异表达。细胞中特异表达。（5）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠细胞的细胞的 转入转入 细胞中构成重组细细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称为为 。显微注射显微注射受精卵受精卵受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达DNA分子杂交分子杂交膀胱上皮膀胱上皮细胞核细胞核去核的卵去核的卵核移植（或克隆）核移植（或克隆）例例2、器官移植是治疗人类某些疾病的有效治疗方法，、器官移植是治疗人类某些

7、疾病的有效治疗方法，如对大面积烧伤病人采取的皮肤移植，肾衰竭病人的如对大面积烧伤病人采取的皮肤移植，肾衰竭病人的肾移植，冠心病人的心脏移植等。下面就器官移植的肾移植，冠心病人的心脏移植等。下面就器官移植的话题，回答相关问题：英国科学家已经研究用动物的话题，回答相关问题：英国科学家已经研究用动物的器官作为器官移植的器官来源，科学家发现猪的内脏器官作为器官移植的器官来源，科学家发现猪的内脏器官与人的内脏器官大小、形态均差不多，他们从器官与人的内脏器官大小、形态均差不多，他们从20世纪世纪80年代就开始研究。研究的重点是改造猪细胞膜。年代就开始研究。研究的重点是改造猪细胞膜。（1）猪细胞膜的基本结构

8、和人的细胞膜是相同的，但）猪细胞膜的基本结构和人的细胞膜是相同的，但其上的其上的和人细胞膜有很多是不同的。和人细胞膜有很多是不同的。（2）改造猪细胞膜主要是通过）改造猪细胞膜主要是通过 技术进行，技术进行，具体操作步骤：具体操作步骤：糖蛋白糖蛋白基因工程基因工程第一步，获得控制目的基因（人体细胞膜上蛋白质合第一步，获得控制目的基因（人体细胞膜上蛋白质合成的基因），所用的方法有成的基因），所用的方法有。第二步，将目的基因与第二步，将目的基因与 结合；结合；第三步，将目的基因导入受体细胞，对猪来说，应导第三步，将目的基因导入受体细胞，对猪来说，应导入其入其细胞最有效。细胞最有效。在这项技术中，必须

9、使用的两种工具酶是在这项技术中，必须使用的两种工具酶是和和 。反转录法、化学合成法反转录法、化学合成法运载体运载体受精卵受精卵限制酶限制酶DNA连接酶连接酶基因工程药物异军突起基因工程药物异军突起转基因抗乙肝西红柿，虽然不能治愈乙肝，但一年只转基因抗乙肝西红柿，虽然不能治愈乙肝，但一年只吃几个抗乙肝西红柿，就完全能代替注射乙肝疫苗。吃几个抗乙肝西红柿，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食品，就是将乙肝疫苗植入抗乙肝西红柿属于转基因食品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经过多代繁殖，使转入的基因稳定化。这西红柿内，经过多代繁殖，使转入的基因稳定化。这种西红柿培育历时十年，先是在实验室生

10、长，等各种种西红柿培育历时十年，先是在实验室生长，等各种安全因素达标后，才移至户外，进行封闭种植。安全因素达标后，才移至户外，进行封闭种植。例例3、1997年，科学家将动年，科学家将动物体内的能够合成胰岛素的物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的基因与大肠杆菌的DNA分分子重组，并且在大肠杆菌中子重组，并且在大肠杆菌中表达成功。如右图，请据图表达成功。如右图，请据图回答问题。回答问题。(1)此图表示的是采取此图表示的是采取_方法方法获取获取_基因基因的过程。的过程。人工合成基因人工合成基因胰岛素（目的）胰岛素（目的）(2)图中图中DNA是以是以_为为模板，模板，_形成单链形成单链DNA，在酶

11、，在酶的作用下合成双链的作用下合成双链DNA，从而获得了，从而获得了所需要的所需要的_。(3)图中代表的是图中代表的是_酶，在它的作酶，在它的作用下将质粒切出用下将质粒切出_末端。末端。(4)图中代表重组图中代表重组DNA，含，含_基因。基因。(5)图中表示的过程是图中表示的过程是_。胰岛素胰岛素mRNA逆转录逆转录胰岛素（目的）基因胰岛素（目的）基因 限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶黏性黏性胰岛素胰岛素重组重组DNA导入受体细胞导入受体细胞v基因治疗的概念：基因治疗的概念：将正常基因导入病人体内，使该基因的表达产将正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功效，从而达到治疗疾病的目的物发挥

12、功效，从而达到治疗疾病的目的免疫系统发挥正常作用的必须物质免疫系统发挥正常作用的必须物质腺苷酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶 腺苷酸脱氨酶基因腺苷酸脱氨酶基因体外基因治疗：从病人体内获取某种细胞进体外基因治疗：从病人体内获取某种细胞进行培养，然后，在体外完成基因转移，再筛行培养，然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩大培养，最后重新输入选成功转移的细胞扩大培养，最后重新输入患者体内。患者体内。体内基因治疗：用基因工程的方法，直接体内基因治疗：用基因工程的方法，直接向人体组织细胞中转移基因的治疗方法。向人体组织细胞中转移基因的治疗方法。例例4、基因治疗是指（、基因治疗是指（）A、把健康的外源基因导

13、入有基因缺陷的细胞中，达、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，、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、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、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治疗疾病的目的A例例5、患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被细菌或病毒感染，、患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被细菌或病毒感染，就会性病死亡。经过研究证实

14、，就会性病死亡。经过研究证实，SCID病人细胞的一个常染色体病人细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱氨酶的基因发生了突变。上编码腺苷酸脱氨酶的基因发生了突变。（1）请你利用所学知识，设想一个治疗）请你利用所学知识，设想一个治疗SCID病的方案。病的方案。第一步：发现人体正常第一步：发现人体正常ada基因克隆后用来替换反转录病毒的原基因克隆后用来替换反转录病毒的原有基因，构建重组载体；有基因，构建重组载体；第二步：从第二步：从SCID病人体内分离出免疫系统有缺陷的病人体内分离出免疫系统有缺陷的T淋巴细胞淋巴细胞第三步：第三步：；第四步：第四步：；（2）还有哪些遗传病可用基因治疗的方案进行治疗？试举例

15、。）还有哪些遗传病可用基因治疗的方案进行治疗？试举例。将这些将这些T淋巴细胞与携带了正常淋巴细胞与携带了正常ada基因的反转录酶病毒混合在一起，让基因的反转录酶病毒混合在一起，让病毒感染病毒感染T淋巴细胞，使正常的淋巴细胞，使正常的ada基因扩增并插入到基因扩增并插入到T细胞的基因中；细胞的基因中；在实验室中通过细胞培养并确认转入的基因成功表达后，用注射器将成在实验室中通过细胞培养并确认转入的基因成功表达后，用注射器将成千上万个重组的转基因千上万个重组的转基因T细胞注射到细胞注射到SCID患者的个体组织中。患者的个体组织中。血友病，镰刀型细胞贫血症。血友病，镰刀型细胞贫血症。例例6、应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使、应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到检测疾病的目的。这里的基因用基因探针才能达到检测疾病的目的。这里的基因探针是指（探针是指（）A、用于检测疾病的医疗器械、用于检测疾病的医疗器械B、用放射性同位素或萤光分子等标记的、用放射性同位素或萤光分子等标记的DNA分子分子C、合成球蛋白的、合成球蛋白的DNAD、合成苯丙羟化酶的、合成苯丙羟化酶的DNA片段片段B