人教版高中生物必修二第六章第2节《基因工程及其应用》 课件 (共59张PPT)
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其它基因工程药物
人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程 实现工业化生产,均为解除人类的病苦,提高人类 的健康水平发挥了重大的作用。
人 造 血 液 及 其 生 产
• 基因工程药品 —— 生长激素
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。
胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来只 能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取, 100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素,其产量 之低和价格之高可想而知。
胰 岛 素 分 子 结 构
基因工程胰岛素(二)
将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌,每2000L 培养液就能产生100g胰岛素!大规模工业化生 产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题, 还使其价格降低了30%-50%!
• 基因诊断: 也称为DNA诊断或基因探针技术,即在 DNA水平分析检测某一基因,从而对特定的疾
病进行诊断。
探针制备:放射性同位素(如32P)、荧光分子
等标记的DNA分子;
原 理:利用DNA分子杂交原理;
• 基因探针:
基因探针就是一段与目的基因或DNA
互补的特异核苷酸序列。它包括整个基因, 或基因的一部分;可以是DNA本身,也可 以是由之转录而来的RNA。
调节细胞渗透压的基因
抗冻蛋白基因(鱼) 抗除草剂基因
富含赖氨酸ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ蛋白质编码基因
控制番茄果实成熟的基因 植物花青素代谢有关的基因 乳糖酶基因 人胰岛素基因
1.抗虫转基因植物
2.抗病转基因植物
3.其他抗逆转基因植物
转鱼抗寒蛋白基因的番茄
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
不会引起过敏的转基因大豆
4.利用转基因改良植物的品质
提高观赏价值
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有人说“‘菲’鱼的体内转入了鱼 或者海豚的基因。”
针对此观点,结合基因工程知识, 谈谈你的看法。
• 基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么? 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。
转基因牛
• 乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)
4、用转基因动物作器官移植的供体
供体动物: 猪(原因?) 存在的难题:免疫排斥 解决方法: 将供体基因组导入某种基因调节因子,以 抑制抗原决定基因的表达,或设法除去抗 原决定基因,再结合克隆技术,培育出没 有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
三.基因工程药品异军突起
• 为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场 所呢?
1)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。
四、基因治疗曙光初照
基因治疗:把正常基因导入病人体内,
使该基因的表达产物发挥功能,从而 达到治疗疾病的目的,此为治疗遗传病
的最有效手段。
SCID的基因工程治疗
重症复合型免疫缺陷(SCID)
患者缺乏正常的人体免疫功
能,只要稍被细菌或者病毒 感染,就会发病死亡。这个 病的机理是细胞的一个常染 色体上编码腺苷酸脱氨酶
• DNA分子杂交原理: DNA分子杂交是基因诊断最基本的方 法之一。其基本原理是:互补的DNA单链 能够在一定条件下结合成双链,即能够进行 杂交。这种结合是特异的,即严格按照碱基 互补配对进行。因此,当用一段已知基因的 核苷酸序列作为探针,与被测基因进行接触, 若两者的碱基完全配对成双链,则表明被测 基因中含有已知的基因序列。
• 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。
基因工程胰岛素(一)
将人的生长激素基因和牛的 生长激素基因分别注射到小白鼠 受精卵中,得到的“超级小鼠”。
• 什么叫显微注射技术?
用口径为1μm的DNA 注射器,将大量的目的基 因片段注入到受精卵的核 内,然后把经过注射的受 精卵移植到另一只雌性动 物的子宫内,使受精卵发 育为转基因动物。
二、动物基因工程前景广阔
1.用于提高动物生长速度
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
基因工程与环境监测(二)
利用基因工程培育的指示生物能十分灵敏 地反映环境污染的情况,却不易因环境污 染而大量死亡,甚至还可以吸收和转化污 染物。
基因工程与环境污染治理
基因工程做成的“超级细菌”能吞食和 分解多种污染环境的物质。
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类,用基因工 程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类 化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属,分解DDT 等毒害物质。
2.用于改善畜产品的品质
如转基因牛(肠乳糖酶基因导入奶牛基因组) 分泌的乳汁,乳糖含量降低,营养成分不变
3.用转基因的动物生产药物
就基因药物而言,最理想的表达场所是哪里? 转基因动物的乳腺 什么是生物反应器? 以动物乳房作为生产药物的反应器称为乳房 生物反应器
用动物乳房作为反应器的优点有哪些? 产量高、质量好、成本低、易提取
一、植物基因工程硕果累累
转基因工程技术主要用于提高农作物的 抗逆能力,以及改良农作物的品质和利用植 物生产药物等方面.
转基因生物与目的基因的关系 转基因生物 目的基因 Bt毒蛋白基因
病毒外壳蛋白基因和病毒复制酶基因
几丁质酶基因和抗毒素合成基因
抗虫棉 抗病毒转基因小麦 抗立枯丝核菌(真菌)的烟草 抗盐碱和干旱作物 耐寒的番茄、烟草 抗除草剂的大豆、玉米 富含赖氨酸的转基因玉米 转基因延熟番茄 转基因牵牛花 降低乳糖的奶牛 生产胰岛素的工程菌
基因工程为人类开辟新的食物来源。
1)鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中表达 获得成功。这表明,未来能用发酵罐培养的 大肠杆菌或酵母菌来生产人类所需要的卵清 蛋白。
2)用基因工程的方法从微生物中获得人们 所需要的糖类、脂肪和维生素等产品。
基因工程与环境监测(一)
基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏 地检测环境中的病毒、细菌等污染。
胰 岛 素 生 产 车 间
基因工程干扰素(一)
干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”!过 去从人血中提取,300L血才提取1mg!其“珍 贵”程度自不用多说。
干扰素分子结构
干扰素生产车间
基因工程干扰素( 二)
基因工程人干扰素α-2b(安达芬) 是我国第一个全 国产化基因工程人干扰素α-2b,具有抗病毒,抑制 肿瘤细胞增生,调节人体免疫功能的作用,广泛用 于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗,是当前国际 公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗 的主要药物。
(简称ADA)的基因(ada)
发生了突变。可以通过基因
工程的方法治疗。
SCID患者生存在无菌环境中
基因治疗SCID的过程
治疗方法:
体外基因治疗 体内基因治疗
用于基因治疗的基因种类
1。用正常基因代替缺陷基因,或依靠其表达 产物来弥补病变基因带来的缺陷。如血友病、 地中海贫血病的治疗。 2。反义基因。用mRNA分子与病变的 mRNA分子进行互补,阻断蛋白质的合成。 3。自杀基因。编码可杀死癌变细胞的蛋白酶 基因。
蒙那丽莎的微笑
Mongolian Lisa's smile
合肥十三中生物组收藏图片
一、植物基因工程硕果累累
请同学们阅读P17-P19思考以下几题:
1.植物基因工程主要用于哪些方面? 2.目前用于杀虫的转基因抗虫植物基因有哪些? 3.抗病转基因植物所采用的基因,使用最多的是什么? 4.造成低产.减产的常见环境因素有哪些?使烟草.番茄 的耐寒能力提高的措施是什么? 5.豆类中哪种必需氨基酸较少?大米.玉米.小麦中哪种 必需氨基酸较少?举例说明科学家如何提高氨基酸 的含量? 阅读相关内容后完成下表:
• 基因诊断技术在什么方面发展迅速? 在诊断遗传性疾病方面发展迅速。目前 已经可以对几十种遗传病进行产前诊断。 • 举例
1)β—珠蛋白的DNA探针 → 镰刀状细胞贫血症 2)苯丙氨酸羧化酶基因探针 → 苯丙酮尿症 3)白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的 DNA探针 → 白血病
基因工程与食品业
• 基因工程为食品工业中提供了什么前景?