人教版高中生物选修三:13基因工程的应用课件.ppt
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1、基因工程的应用植物基因工程植物基因工程动物基因工程动物基因工程基因工程药物基因工程药物基因治疗基因治疗基因工程的应用基因工程的应用基因工程的应用领域有:基因工程的应用领域有:农牧业、工业、环境、能源、医学卫生等农牧业、工业、环境、能源、医学卫生等应用生物:应用生物:植物、动物、微生物植物、动物、微生物抗虫棉叶子正常棉叶子抗虫基因有哪些?抗虫基因有哪些?BtBt毒蛋白基因毒蛋白基因蛋白酶抑制剂基因蛋白酶抑制剂基因淀粉酶抑制剂基因淀粉酶抑制剂基因植物凝集素基因等植物凝集素基因等抗烟草花叶病毒转基因甜椒抗病毒转基因西葫芦 抗盐碱、抗干旱抗盐碱、抗干旱(烟草)(烟草)抗寒抗寒(烟草、番茄)(烟草、番茄
2、)抗除草剂抗除草剂(大豆、玉米)(大豆、玉米)调节细胞渗透压的基因调节细胞渗透压的基因抗除草剂基因抗除草剂基因抗冻蛋白基因(鱼)抗冻蛋白基因(鱼)转基因抗除草剂玉米转基因抗除草剂玉米转鱼抗寒基转鱼抗寒基因的番茄因的番茄含大量维生素的转基因玉米抗癌抗衰老的紫色西红柿将富含某必需氨基酸编码基因导入植物,或将富含某必需氨基酸编码基因导入植物,或改变必需氨基酸合成途径中某种关键酶的活改变必需氨基酸合成途径中某种关键酶的活性,以提高产量。性,以提高产量。利用转基因改良植物的品质利用转基因改良植物的品质 高氨基酸产量的转基因植物高氨基酸产量的转基因植物 如:高赖氨酸玉米如:高赖氨酸玉米 转基因耐储存番茄转
3、基因耐储存番茄 转基因花卉转基因花卉富含赖氨酸的蛋白质编码基因富含赖氨酸的蛋白质编码基因控制番茄果实成熟的基因控制番茄果实成熟的基因与植物花青素代谢有关的基因与植物花青素代谢有关的基因转入维生素A合成酶基因的大米人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)转基因矮牵牛转基因蓝玫瑰与植物花青素代谢有关的基因与植物花青素代谢有关的基因人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)二、动物基因工程前景广阔导入外源生长激素基因导入外源生长激素基因人教版高
4、中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)举例说明:举例说明:将将 导入奶牛基因组,转基导入奶牛基因组,转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大减低。因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大减低。肠乳糖酶基因肠乳糖酶基因人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)优点:优点:产量高;质量好;产量高;质量好;成本低;提取容易。成本低;提取容易。人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)(1)
5、乳腺是一个外分泌器官,乳汁不进入体内循环,不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。(2)从乳汁中获取目的基因产物,产量高,易提纯,表达的蛋白质已经过充分的修饰加工,具有稳定的生物活性。(3)从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时,转基因动物又可无限繁殖。选择乳腺的原因:人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)用基因工程技术实现动物乳用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程腺生物反应器的操作过程 获取目的基因获取目的基因(例如血清白蛋白、(例如血清白蛋白、抗凝血酶、生长激抗凝血酶、生长激素、素、-抗胰蛋白酶抗胰
6、蛋白酶基因)基因)构建基因表达载构建基因表达载体体(在血清白蛋白基在血清白蛋白基因前因前加乳腺蛋白基因加乳腺蛋白基因的启动子的启动子)显微注射法显微注射法导入哺乳动导入哺乳动物物受精卵受精卵中中将胚胎送入将胚胎送入母体动物母体动物发育成转基因动物发育成转基因动物(只有在产下的(只有在产下的雌性雌性个体中,个体中,转入的基因才能表达)转入的基因才能表达)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)膀胱生物发生器:科学家培养出一种转基因小鼠,其膀膀胱生物发生器: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
7、并分泌到尿液中。胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。(1 1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞,常用方法)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞,常用方法是是_。(2 2)进行基因转移时,通常要将外源基因转入)进行基因转移时,通常要将外源基因转入_中,原因是中,原因是_ _ _ _ _ _。(3 3)通常采用)通常采用_ _ _技术检测外源基因是否插入技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组了小鼠的基因组(4 4)在研制膀胱生物反应器时,应使外源基因在小鼠的)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。细胞中特异表达。(5 5)膀胱生物发生器比)膀胱生物发生器比乳
8、腺生物反应器有什么优点?乳腺生物反应器有什么优点?显微注射法显微注射法受精卵受精卵具全能性,可使外源基因在相应的组织细具全能性,可使外源基因在相应的组织细胞中表达胞中表达DNA杂交杂交膀胱上皮细胞膀胱上皮细胞不论雌雄,可从动物一出生就收集产物,从尿中提取不论雌雄,可从动物一出生就收集产物,从尿中提取蛋白质比在乳汁中提取简便、高效蛋白质比在乳汁中提取简便、高效.人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)u操作方法:操作方法:u供体选择:供体选择:u最大障碍:最大障碍:免疫排斥免疫排斥反应反应向器官供体基因组导入向器官供
9、体基因组导入某种某种调节因子,抑制或调节因子,抑制或除去抗原决定基因除去抗原决定基因,克,克服免疫反应。服免疫反应。小型小型猪猪人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)工程菌工程菌利用基因工程的方法,导入外利用基因工程的方法,导入外源基因并得到高效率表达的菌源基因并得到高效率表达的菌类细胞株系。类细胞株系。三、基因工程药物三、基因工程药物利用工程菌生产转基因药物:利用工程菌生产转基因药物:细胞因子
10、细胞因子(干扰素、白细胞介素等)(干扰素、白细胞介素等)、抗体、抗体、疫苗、激素疫苗、激素(胰岛素、生长激素等)(胰岛素、生长激素等)等等人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)胰岛素从猪、牛等动物的胰胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取,腺中提取,100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g4-5g的胰岛素,其产量之低和价的胰岛素,其产量之低和价格之高可想而知。格之高可想而知。将合成的胰岛素将合成的胰岛素基因导入基因导入大肠杆菌大肠杆菌,每每2000L2000L培养液就能产培养液就能产生生100g100g胰岛
11、素!使其胰岛素!使其价格降低了价格降低了30%-50%!30%-50%!人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)从人血中提取干扰素,从人血中提取干扰素,300L300L血才提取血才提取1mg1mg!通过基因工程通过基因工程的方式创造了能合的方式创造了能合成人干扰素的成人干扰素的大肠大肠杆菌杆菌,每,每1Kg1Kg的培的培养液可提取养液可提取202040mg40mg干扰素干扰素人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:
12、1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)1 1、概念:、概念:把把正常基因导入病人体内正常基因导入病人体内,使该基因,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的表达产物发挥功能,
13、从而达到治疗疾病的目的,的目的,这是治疗遗传病的最有效的手段这是治疗遗传病的最有效的手段。2 2、基因治疗的发展现状:、基因治疗的发展现状:处于初期的临床试验阶段处于初期的临床试验阶段四、基因治疗四、基因治疗人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)3 3、基因治疗的类型、基因治疗的类型体外基因治疗体外基因治疗:先从病人体内获得某种细胞,先从病人体内获得某种细胞,进行培养,然后在进行培养,然后在体外完成基因转移体外完成基因转移,再筛选成,再筛选成功转移的细胞扩增培养,最后重新输入患者体内。功转移的细胞扩增培养,最后重
14、新输入患者体内。体内基因治疗体内基因治疗:直接向人体组织细胞中转移的直接向人体组织细胞中转移的治病方法。治病方法。复合型免疫缺陷症复合型免疫缺陷症遗传性囊性纤维病遗传性囊性纤维病人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)复合型免疫缺陷症复合型免疫缺陷症的基因工程治疗的基因工程治疗 复合型免疫缺陷症患者缺乏复合型免疫缺陷症患者缺乏正常的人体免疫功能,只要正常的人体免疫功能,只要稍被细菌或者病毒感染,就稍被细菌或者病毒感染,就会发病死亡。这个病的机理会发病死亡。这个病的机理是细胞的一个常染色体上编是细胞的一个常染色体上编
15、码码腺苷酸脱氨酶的基因腺苷酸脱氨酶的基因发生发生了突变。了突变。人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)人教版高中生物选修三:1.3基因工程的应用(共53张PPT)患者淋巴细胞患者淋巴细胞腺苷酸脱氨酶基因腺苷酸脱氨酶基因复合型免疫缺陷症复合型免疫缺陷症(腺苷酸脱氨酶缺乏)(腺苷酸脱氨酶缺乏)1990年年9月月转基因细胞转基因细胞体外基因治
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