基因工程的应用(全面细致图文)
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基因工程及其应用图解
生燃料生产
利用转基因微生物转化生物质， 生产可再生的生物燃料，减少化 石燃料消耗。
生物修复
利用基因工程技术改造微生物， 用于清除污染物，修复环境污染。
基因工程的伦理和风险问题
1 伦理问题
包括基因改良是否符合道德原则，个体权益和公众利益的平衡。
2 风险评估
需要对基因工程技术的长期影响、安全性和环境风险进行全面评估。
3 透明度和监管
建立透明的监管和管理体系，确保基因工程的安全与可持续发展。
基因工程未来的发展趋势和前景
精准医学
基因工程将在个性化医疗方面发挥重要作用，根据 个体基因信息提供定制化的治疗方案。
可持续农业
基因工程将继续提高农作物的适应性和产量，推动 可持续农业的发展。
基因工程及其应用图解
基因工程是一种革命性的科学技术，可以通过改变生物的遗传信息来创造新 的特性和功能。本演示将介绍基因工程的定义、原理、技术以及在农业、医 学和环境保护领域的应用。
基因工程的基本原理和技术
基本原理
通过定向改变生物的遗传物质， 如 DNA 序列，来改变其性状和 表现。
主要技术
包括基因克隆、DNA 合成、基 因编辑和基因传递等技术，可 精确操控生物的基因。
应用案例
例如，利用 CRISPR-Cas9 技术可 以精确编辑人类基因，治疗某 些遗传病。
基因工程在农业中的应用
作物改良
通过转基因技术可使作物具 有较高的产量、抗病性和耐 逆性，提升农业生产效益。
生物农药
利用基因工程技术培育具有 杀虫或杀菌功能的生物农药， 减少化学农药对环境的污染。
缺陷改良
利用基因编辑技术可修复作 物中的基因缺陷，提高其品 质和营养价值。
基因工程及其应用 课件(18张)
形成的黏性末端不同
2、限制酶的发现有什么意义？
基因工程创立的标志
2：基因工程的
“
” 指“DNA连接酶”
作用：
连接“梯子”断口的 “扶手”而非“梯子” 中间的“踏板”。
其作用与限制性内切酶 相反，作用点相同
连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末 端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。
目的基
3、基因工程的 因
基因工程及其应用
基因工程：即 基因拼接技术或DNA重组技术。
通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某 种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种
生物的细胞里，定向 地改造生物的 遗传性状。
原 理： 基因重组
操作水平： DNA分子水平
结 果： 定向地改造生物的遗传性状， 获得人类所需要的品种。
❖
1.汉字的亦文亦图性质，导致它的表 意功能 和美学 功能无 法截然 分开。 汉字一 直保持 着对称 平衡的 形态， 与其最 初扮演 的“饰 ”的角 色有相 当关系 。如果 没有在 青铜器 上度过 自己的 童年， 中国的 书法艺 术很可 能跳不 出美术 字的窠 臼，无 从获得 那种自 由奔放 的生命 感和力 量感。
6.2 基因工程及其应用 课件(共18张PPT)
基因工程技术在培育抗旱植物用于发展沙漠农业 和改造沙漠方面显示了良好的前景,荷兰一家公司 将大肠杆菌中的海藻糖合成酶基因导入植物(如甜 菜、马铃薯等)中并获得有效表达，使“工程植物” 增强了耐旱性、耐寒性的基本操作步骤是：
① 海藻糖合成酶基因的获取 ③ 将目的基因导入受体细胞
…CTTAA
A. ①③；②④ C. ①④；②③
ACGTC…
B. ①②；③④ D.以上都不对
G…
2、限制酶的发现有什么意义？
基因工程创立的标志
2：基因工程的
“
” 指“DNA连接酶”
作用：
连接“梯子”断口的 “扶手”而非“梯子” 中间的“踏板”。
其作用与限制性内切酶 相反，作用点相同
连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末 端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。
目的基
3、基因工程的 因
基因工程及其应用
基因工程：即 基因拼接技术或DNA重组技术。
通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某 种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种
生物的细胞里，定向 地改造生物的 遗传性状。
原 理： 基因重组
操作水平： DNA分子水平
结 果： 定向地改造生物的遗传性状， 获得人类所需要的品种。
❖
1.汉字的亦文亦图性质，导致它的表 意功能 和美学 功能无 法截然 分开。 汉字一 直保持 着对称 平衡的 形态， 与其最 初扮演 的“饰 ”的角 色有相 当关系 。如果 没有在 青铜器 上度过 自己的 童年， 中国的 书法艺 术很可 能跳不 出美术 字的窠 臼，无 从获得 那种自 由奔放 的生命 感和力 量感。
6.2 基因工程及其应用 课件(共18张PPT)
基因工程技术在培育抗旱植物用于发展沙漠农业 和改造沙漠方面显示了良好的前景,荷兰一家公司 将大肠杆菌中的海藻糖合成酶基因导入植物(如甜 菜、马铃薯等)中并获得有效表达，使“工程植物” 增强了耐旱性、耐寒性的基本操作步骤是：
① 海藻糖合成酶基因的获取 ③ 将目的基因导入受体细胞
…CTTAA
A. ①③；②④ C. ①④；②③
ACGTC…
B. ①②；③④ D.以上都不对
G…
基因工程的应用
IMN
5.乳房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？
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（乳腺蛋白基因的启动 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。（基因的选择性表达）
精品课件
二 动物基因工程前景广阔
IMN
6.用转基因动物作器官移植的供体动物、存在的 难题和解决的方法分别是什么？
将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、 抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到 作物体内，将从根本上改变作物的特性。如
精品课件
• 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转移到动物将受人精的卵生中长。
精品课件
• 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 → 白血病精品课件
• 基因治疗：
精品课件
ห้องสมุดไป่ตู้
2.抗病转基因植物
精品课件
1.3 基因工程的应用
一 植物基因工程硕果累累
IMN
3.其它抗逆转基因植物
1）造成低产和减产的常见因素：
2）盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关： 与细胞内渗透压调节有关
3）目的基因：
抗盐碱和干旱作物：调节细胞渗透压的基因
耐寒的番茄：
鱼的抗冻蛋白基因
5.乳房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？
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（乳腺蛋白基因的启动 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。（基因的选择性表达）
精品课件
二 动物基因工程前景广阔
IMN
6.用转基因动物作器官移植的供体动物、存在的 难题和解决的方法分别是什么？
将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、 抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到 作物体内，将从根本上改变作物的特性。如
精品课件
• 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转移到动物将受人精的卵生中长。
精品课件
• 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 → 白血病精品课件
• 基因治疗：
精品课件
ห้องสมุดไป่ตู้
2.抗病转基因植物
精品课件
1.3 基因工程的应用
一 植物基因工程硕果累累
IMN
3.其它抗逆转基因植物
1）造成低产和减产的常见因素：
2）盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关： 与细胞内渗透压调节有关
3）目的基因：
抗盐碱和干旱作物：调节细胞渗透压的基因
耐寒的番茄：
鱼的抗冻蛋白基因
基因工程的应用 课件
A．转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有 Bt 毒蛋白基因
B．目的基因的受体细胞可以是油菜受精卵，也可以 是体细胞
C．转基因抗虫油菜的种植过程中减少了农药等的使 用量，降低了生产成本
D．转基因抗虫油菜种植时，菜青虫不会产生抗性， 这样可以彻底消灭菜青虫
解析：将 Bt 毒蛋白基因转入油菜中，并使其在油菜中表达从
从某些生物中分离出具 有杀虫活性的基因，将
其导入植物中
将抗病基因导入植 物中
Bt毒蛋白基因、蛋白酶 基因 抑制剂基因、淀粉酶抑 种类 制剂基因、植物凝集素
基因等
①抗病毒基因：病毒外 壳蛋白基因和病毒的复 制酶基因
②抗真菌基因：几丁质 酶基因和抗毒素合成基 因
成果
转基因抗虫棉、转基因 抗虫水稻等
抗烟草花叶病毒的转基 因烟草和抗病毒的转基 因小麦、甜椒、番茄等
而可产生对菜青虫有毒性作用的蛋白质；获得转基因植物时，
可将目的基因导入植物的受精卵中，也可将其导入植物的体细
胞中，然后，经过植物组织培养技术获得植株；抗虫油菜能大
大减轻菜青虫对油菜的危害，这样在增加产量的同时，又减少
了对农药等的使用，降低了生产成本；转基因抗虫植物在种植
时，害虫在食用后会大量死亡，但同时会使害虫的抗性不断加
比较 内容
含义
基因 结构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
乳腺生物反应器
指将外源基因在哺乳动 物的乳腺中特异表达， 利用动物的乳腺组织生 产药物蛋白
动物基因结构与人类的 基因结构基本相同
工程菌
指用基因工程的方法， 使外源基因得到高效表 达的菌类细胞株系
②请写出两种检测目的基因是否表达的方法： 抗原－抗体杂交法 、 用棉叶饲喂棉铃虫 。
1.3《基因工程的应用》(共46张PPT)
应用示例
1．番茄营养丰富，是人们喜爱的蔬菜。普通番茄细胞中含 有多聚半乳糖醛酸酶的控制基因，控制细胞产生多聚半乳糖 醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。科学 家通过基因工程将一种抗多聚半乳糖醛酸酶的基因导入番茄 细胞，获得了抗软化番茄。下列关于培育抗软化番茄的叙述， 错误的是 ( )
A．运载工具是质粒 B．受体细胞是番茄细胞 C．目的基因为多聚半乳糖醛酸酶基因 D．目的基因的表达延缓了细胞的软化
(2)转基因作物减少了化学农药的使用，降低了生产成本，减少了
环境污染，但增加了对人体健康的损害。( × )
(3)利用小型猪来解决人类移植器官短缺问题，首先要解决免疫排
斥难题。( √ )
(4)利用动物乳腺生物反应器技术时，受体细胞应为受精卵或体细
胞。( × )
(5)乳腺生物反应器，需将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动
因 植物凝集素基
取)；③抗除草
因
合成基因
剂基因
花青素代谢昆虫 的肠上皮细胞的特 异性受体结合，形 前两种为抗 ①通过改变细胞 作 成穿孔，细胞肿胀 病毒基因； 内渗透压，提高 ①控制合成的蛋白 用 裂解致死；②蛋白 后两种为抗 抗盐碱、抗干旱 质含必需氨基酸多 酶抑制剂和淀粉酶 真菌基因 能力； 抑制剂分别抑制相 应酶活性，影响消 化；
抗逆转基因植 转基因改良植物
抗病转基因植物
目物
物
的品质
①含必需氨基酸
Bt毒蛋白基因、
①调节细胞渗
目 蛋白酶抑制剂 病毒外壳蛋白基 透压的基因； 较多的蛋白质编
因、病毒的复制
码基因；②控制
的 基因、淀粉酶 酶基因、几丁质 ②抗冻蛋白基 番茄果实成熟的
基 抑制剂基因、
高二生物基因工程的应用
应用体现在哪些方面？
二 、动物基因工程前景广阔
生长快、肉质好的转基 乳汁中含有人生长激
因鱼(中国)
素的转基因牛(阿根廷)
只要受关注，那么就有了就职的希望，确实招聘企业每天都会收到数百份不同形式的个人简历，所以能够被招聘方认可所收藏的个人简历少之又少，最终能够获得心仪职位的人选也会从这些简历 但求职者在制作简历时却总是感到无从下手，他们并不知道怎样做才能使自己所书写的简历受招聘方关注。想要让招聘方对简历产生认可，那么这份个人简历必须要具备这两点因素。新颖程度繁 的简历内容以及表述方式对招聘方而言已经感到厌倦了，所以求职者在书写简历时只需将主要的重心放在新颖程度上即可。新颖的简历可也可分为两点，一是外型新颖别致，这类简历在制作时采 的纸张运用，并且在原先的基础之上进行了诸多的变动。其次另一种增加外型新颖程度的方式也就是请到专业的设计人员对其进行独特的栏目整改设计，尔后这种简历在运用时即可快速打动招聘 光。用词掌握孰知表达能力对个人简历带来的影响同样不可忽略，能够熟练掌控文字的求职者在书写简历时可以在每一段的描述上为观察者带来不同的感官体验，词句的通顺性加上那些可起到画 果的特殊加注，都可为个人简历的整体带来一定的可塑性。所以这也是文笔较好的求职者能够备受招聘方推崇的主要原因，虽然他们并不具备出色的个人能力，但有所见地的对每一句话进行细致 却是求职者的又一能力体现。 https:///riji/hunyin/ 婚姻日记
二 、动物基因工程前景广阔
肠乳糖酶基因
获取目的基因
构建基因表达载体
显微注射导入哺 乳动物受精卵中 形成胚胎
发育成转基因动物
将胚胎送入 母体动物
练习
抗盐碱和干旱作物 调节细胞渗透压的基因
耐寒的番茄
鱼的抗冻蛋白基因
二 、动物基因工程前景广阔
生长快、肉质好的转基 乳汁中含有人生长激
因鱼(中国)
素的转基因牛(阿根廷)
只要受关注，那么就有了就职的希望，确实招聘企业每天都会收到数百份不同形式的个人简历，所以能够被招聘方认可所收藏的个人简历少之又少，最终能够获得心仪职位的人选也会从这些简历 但求职者在制作简历时却总是感到无从下手，他们并不知道怎样做才能使自己所书写的简历受招聘方关注。想要让招聘方对简历产生认可，那么这份个人简历必须要具备这两点因素。新颖程度繁 的简历内容以及表述方式对招聘方而言已经感到厌倦了，所以求职者在书写简历时只需将主要的重心放在新颖程度上即可。新颖的简历可也可分为两点，一是外型新颖别致，这类简历在制作时采 的纸张运用，并且在原先的基础之上进行了诸多的变动。其次另一种增加外型新颖程度的方式也就是请到专业的设计人员对其进行独特的栏目整改设计，尔后这种简历在运用时即可快速打动招聘 光。用词掌握孰知表达能力对个人简历带来的影响同样不可忽略，能够熟练掌控文字的求职者在书写简历时可以在每一段的描述上为观察者带来不同的感官体验，词句的通顺性加上那些可起到画 果的特殊加注，都可为个人简历的整体带来一定的可塑性。所以这也是文笔较好的求职者能够备受招聘方推崇的主要原因，虽然他们并不具备出色的个人能力，但有所见地的对每一句话进行细致 却是求职者的又一能力体现。 https:///riji/hunyin/ 婚姻日记
二 、动物基因工程前景广阔
肠乳糖酶基因
获取目的基因
构建基因表达载体
显微注射导入哺 乳动物受精卵中 形成胚胎
发育成转基因动物
将胚胎送入 母体动物
练习
抗盐碱和干旱作物 调节细胞渗透压的基因
耐寒的番茄
鱼的抗冻蛋白基因
基因工程的应用
1.3 基因工程的应用基因工程自20世纪70年代兴起后，在短短的30年间，得到了飞速的发展，目前已成为生物科学的核心技术。
基因工程在实际应用领域—农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等方面，也展示出美好的前景。
植物基因工程硕果累累植物基因工程在农业中的应用发展迅速。
从1996～2001年，在短短的5年中，全世界转基因作物的种植面积就增长了30倍。
以转基因植物研究、开发和应用为标志的农业技术革命，已经在一些国家展开。
2001年，就世界范围来看，转基因植物种植面积首次突破5x106hm2。
其中，转基因大豆、棉花、油菜、玉米已进入大规模商业化应用阶段，这四种转基因作物种植面积占相关作物种植面积的比例已达到：大豆63%，玉米19%，棉花13%，油菜5%。
我国转基因作物的种植面积也迅速增长，目前已位居世界第四（图1- 16)。
植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等），以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
抗虫转基因植物全世界每年因虫害造成农作物的损失约占总产量的13%，达数千亿美元。
对农业害虫的防治，大多是依靠化学农药。
大量使用化学农药不仅造成了严重的环境污染，损害了人类健康，而且大大增加了生产成本。
因此，从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因，将其导入作物中，使其具有抗虫性，已成为防治作物虫害的发展趋势。
目前，已问世的转基因抗虫植物主要有水稻（图1-17)、棉、玉米、马铃薯、番茄、大豆、蚕豆、烟草、苹果、核桃、杨、菊花和白花三叶草等。
用于杀虫的基因主要是Bt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。
例如，我国转基因抗虫棉就是转入Bt毒蛋白基因培育出来的，它对棉铃虫具有较强的抗性。
近几年来，我国拥有自主知识产权的转基因抗虫棉的研究和应用，取得了突飞猛进的发展，从1998年占据市场份额的10%，已经提高到2000年的64.4%，居主导地位。
23基因工程的应用
22
三、基因治疗
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，是治 疗遗传病的最有效的手段。
（把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中， 从而达到治疗疾病的目的）
2、实例： (1)对严重复合型免疫缺陷症的治疗
将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋 巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。
24
3、基因治疗的类型
体外基因治疗：先从病人体内获得某种细 胞，进行培养，然后在体外完成基因转移， 再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重 新输入患者体内。
体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转
移的治病方法。（如将治疗囊性纤维病的 正常基因转入患者肺组织）
4、基因治疗的发展现状：处于初期的临床
试验阶段
（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。
5
乳腺生物反应器
将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子 等调控组件重组在一起，通过显微注射等方 法，导入哺乳动物的受精卵中，将受精卵送 入母体，使其发育成转基因动物。转基因动 物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所 需要的药品，称为乳腺生物反应器或乳房生 物反应器。
乳腺生物反应器的优点：①产量高；②质量好； ③成本低；④易提取。
6
7
思考:用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器 的操作过程是怎样的？
①获取目的基因（例如血清白蛋白基因） ②构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表 达的启动子） ③显微注射导入哺乳动物受精卵中 ④形成胚胎 ⑤将胚胎送入母体动物 ⑥发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体中，转 入的基因才能表达）。
三、基因治疗
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，是治 疗遗传病的最有效的手段。
（把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中， 从而达到治疗疾病的目的）
2、实例： (1)对严重复合型免疫缺陷症的治疗
将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋 巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。
24
3、基因治疗的类型
体外基因治疗：先从病人体内获得某种细 胞，进行培养，然后在体外完成基因转移， 再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重 新输入患者体内。
体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转
移的治病方法。（如将治疗囊性纤维病的 正常基因转入患者肺组织）
4、基因治疗的发展现状：处于初期的临床
试验阶段
（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。
5
乳腺生物反应器
将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子 等调控组件重组在一起，通过显微注射等方 法，导入哺乳动物的受精卵中，将受精卵送 入母体，使其发育成转基因动物。转基因动 物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所 需要的药品，称为乳腺生物反应器或乳房生 物反应器。
乳腺生物反应器的优点：①产量高；②质量好； ③成本低；④易提取。
6
7
思考:用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器 的操作过程是怎样的？
①获取目的基因（例如血清白蛋白基因） ②构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表 达的启动子） ③显微注射导入哺乳动物受精卵中 ④形成胚胎 ⑤将胚胎送入母体动物 ⑥发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体中，转 入的基因才能表达）。
基因工程的应用.pptx
基因工程的应用
基因工程与遗传育种
杂交育种
1、传统的遗传育种方法有哪些？诱变育种 单倍体育种
多倍体育种
优点：
时间长、 缺点：
远缘亲本难以杂交（优良性状的重组 只能限制于同种生物之间）
营养价值高，不耐储存， 难运输。
影响面大，难检 测，难治理
遗传疾病危害 大，难治疗
器官移植 面临的问 题：供体 器官不足， 排斥反应 阻碍
20.11.420.11.4Wednesday, November 04, 2020
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。10:05:1610:05:1610:0511/4/2020 10:05:16 AM
11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。20.11.410:05:1610:05Nov-204-Nov-20
转鱼抗寒基 转基因抗除草剂玉米 因的番茄
抗除草剂 抗除草剂基因 抗冻蛋白基因
转基因植物：提高作物抗逆 能力， 改良农作物的 品质 。
转基因植物
成果
可用的目的基因
抗虫植物
抗虫棉 抗虫水稻等
Bt毒蛋白基因 蛋白酶抑制剂基因 淀粉酶抑制剂基因
抗病植物
抗病小麦 抗真菌烟草
病毒外壳蛋白基因和病毒的复制 酶基因 几丁质酶基因和抗毒素合成基因
一、植物基因工程的应用：
基因工程在农业中应 用发展迅速，短短的5年时 间里，全世界转基因作物 的种植面积就增长了30倍。 我国转基因作物的种植面 积也迅速增长，目前居世 界第四位。
①提高农作物的抗逆性； ②改良农作物的品质； ③利用植物生产药物等方面。
转基因植物—其他抗逆
抗盐碱
抗干旱
抗涝害 抗寒
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。
基因工程与遗传育种
杂交育种
1、传统的遗传育种方法有哪些？诱变育种 单倍体育种
多倍体育种
优点：
时间长、 缺点：
远缘亲本难以杂交（优良性状的重组 只能限制于同种生物之间）
营养价值高，不耐储存， 难运输。
影响面大，难检 测，难治理
遗传疾病危害 大，难治疗
器官移植 面临的问 题：供体 器官不足， 排斥反应 阻碍
20.11.420.11.4Wednesday, November 04, 2020
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。10:05:1610:05:1610:0511/4/2020 10:05:16 AM
11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。20.11.410:05:1610:05Nov-204-Nov-20
转鱼抗寒基 转基因抗除草剂玉米 因的番茄
抗除草剂 抗除草剂基因 抗冻蛋白基因
转基因植物：提高作物抗逆 能力， 改良农作物的 品质 。
转基因植物
成果
可用的目的基因
抗虫植物
抗虫棉 抗虫水稻等
Bt毒蛋白基因 蛋白酶抑制剂基因 淀粉酶抑制剂基因
抗病植物
抗病小麦 抗真菌烟草
病毒外壳蛋白基因和病毒的复制 酶基因 几丁质酶基因和抗毒素合成基因
一、植物基因工程的应用：
基因工程在农业中应 用发展迅速，短短的5年时 间里，全世界转基因作物 的种植面积就增长了30倍。 我国转基因作物的种植面 积也迅速增长，目前居世 界第四位。
①提高农作物的抗逆性； ②改良农作物的品质； ③利用植物生产药物等方面。
转基因植物—其他抗逆
抗盐碱
抗干旱
抗涝害 抗寒
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。
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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。
• 在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、 干扰素直接从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。
（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。
乳腺生物反应器
将 药物蛋白 基因与 乳腺蛋白基因的启动子 等 调控组件重组在一起，通过 显微注射 等方法 ，导入哺乳动物的 受精卵 中，将 其 送入母体 ，使其发育成转基因动物。转基因动物进入 泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的 药品，称为乳腺生物反应器或乳房生物反应 器。
低 温
调节细胞渗 透压基因
Hale Waihona Puke 涝灾调节细胞的 渗透压提高 作物的抗性
盐碱地
旱灾
4 转基因改良作物的品质
获得延熟番茄
3）在花卉观赏方面
水母
这只猪我都买回来
六个月了，买来的 时候15斤，现在才 16斤，它吃的饲料
都跑哪去了？
导入
绵羊的体型增大50%， 生长速率提高30%
有些人食用牛奶后，牛奶中的乳糖无法完全 消化
1.3 基因工程的应用
观察下图中的人类食物金字塔，你有什么发现？
人 类 的 主 要 食 物 来 源
这 些 食 物 足 够 优 秀 ， 足
人 类 的 主 食 是 什 么 ？
是够
哪完
两美
类吗
？
回忆往昔岁月
是否在关注“量”的时 候就忽略了“质”呢？
粮食品质的提高 需要借助于哪种 技术呢？
一 植物基因工程
基因工程胰岛素 ：
❖ 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%!
胰 岛 素 生 产 车 间
干扰素：
❖ 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。
实例：转基因抗虫棉
转基因抗虫水稻
原核生物
细菌 真菌 病毒
真核生物
病毒外壳蛋白基因 病毒复制酶基因
针对细菌
几丁质酶基因 抗毒素合成基因
针对真菌 针对病毒
抗烟草花叶病毒的转基因烟草 抗病毒的转基因小麦，番茄
思考： 有了抗虫转基因植物和抗病转基因植
物有什么意义？
减少了农药的使用，降低 生产成本，减少环境污染， 降低了对人体健康的损害
问题探讨：当春种以后是否只要等秋收就可 以了呢？
植物常见问题： 虫害
病害
逆境
品质下降
归纳：
抗 转基因植物
植
物
抗 转基因植物
抗逆能力
基
因
抗 转基因植物
工
程
转基因改变作物的
改良农作物的
品质
植物基因工程的技术主要用于：提高农作物抗
逆能力，改良农作物的品质和利用植物生
产药物。
可用于转基因植物的抗虫基因-----具有杀虫活性的基因
• 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。
谢谢聆听！
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干扰素分子结构
干扰素生产车间
基因工程干扰素
❖ 基因工程人干扰素α-1b（安达芬） 是我国第一 个全国产化基因工程人干扰素α-1b，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。
有些人食用牛奶后会出现恶心，腹泻， 过敏 等不良症状
乳汁中乳糖含量降
设问设达:，你场问说觉所:为明得呢什原自？么因己。乳身乳上腺腺哪能个。成器为官基适因合药生产物转最基理因想药的物表
（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。
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
• 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。
基因工程与环境污染治理
三、基因治疗曙光初照
基因治疗——实验阶段
1、什么是基因治疗
把正常基因导入病人体内，使该基因 表达产物发挥作用，从而达到基因治 疗的目的。
体外治疗和体内治疗 2、实例——重度免疫缺陷症的临床基因治疗
腺苷酸脱氨酶基因（ada）缺陷
ADA：腺苷酸脱氨酶
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？ 基因工程为人类开辟新的食物来源。
乳腺生物反应器的优点：①产量高；②质量好 ；③成本低；④易提取。
转基因牛
乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷 )
选择猪的器官做人的 器官替代品的原因：
①其内脏构造、大小、血管 分布与人相似； ②体内隐藏的致病基因少。
转基因动物作器官移植的供体
• 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。
• 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：
❖ 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
• 在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、 干扰素直接从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。
（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。
乳腺生物反应器
将 药物蛋白 基因与 乳腺蛋白基因的启动子 等 调控组件重组在一起，通过 显微注射 等方法 ，导入哺乳动物的 受精卵 中，将 其 送入母体 ，使其发育成转基因动物。转基因动物进入 泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的 药品，称为乳腺生物反应器或乳房生物反应 器。
低 温
调节细胞渗 透压基因
Hale Waihona Puke 涝灾调节细胞的 渗透压提高 作物的抗性
盐碱地
旱灾
4 转基因改良作物的品质
获得延熟番茄
3）在花卉观赏方面
水母
这只猪我都买回来
六个月了，买来的 时候15斤，现在才 16斤，它吃的饲料
都跑哪去了？
导入
绵羊的体型增大50%， 生长速率提高30%
有些人食用牛奶后，牛奶中的乳糖无法完全 消化
1.3 基因工程的应用
观察下图中的人类食物金字塔，你有什么发现？
人 类 的 主 要 食 物 来 源
这 些 食 物 足 够 优 秀 ， 足
人 类 的 主 食 是 什 么 ？
是够
哪完
两美
类吗
？
回忆往昔岁月
是否在关注“量”的时 候就忽略了“质”呢？
粮食品质的提高 需要借助于哪种 技术呢？
一 植物基因工程
基因工程胰岛素 ：
❖ 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%!
胰 岛 素 生 产 车 间
干扰素：
❖ 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。
实例：转基因抗虫棉
转基因抗虫水稻
原核生物
细菌 真菌 病毒
真核生物
病毒外壳蛋白基因 病毒复制酶基因
针对细菌
几丁质酶基因 抗毒素合成基因
针对真菌 针对病毒
抗烟草花叶病毒的转基因烟草 抗病毒的转基因小麦，番茄
思考： 有了抗虫转基因植物和抗病转基因植
物有什么意义？
减少了农药的使用，降低 生产成本，减少环境污染， 降低了对人体健康的损害
问题探讨：当春种以后是否只要等秋收就可 以了呢？
植物常见问题： 虫害
病害
逆境
品质下降
归纳：
抗 转基因植物
植
物
抗 转基因植物
抗逆能力
基
因
抗 转基因植物
工
程
转基因改变作物的
改良农作物的
品质
植物基因工程的技术主要用于：提高农作物抗
逆能力，改良农作物的品质和利用植物生
产药物。
可用于转基因植物的抗虫基因-----具有杀虫活性的基因
• 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。
谢谢聆听！
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干扰素分子结构
干扰素生产车间
基因工程干扰素
❖ 基因工程人干扰素α-1b（安达芬） 是我国第一 个全国产化基因工程人干扰素α-1b，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。
有些人食用牛奶后会出现恶心，腹泻， 过敏 等不良症状
乳汁中乳糖含量降
设问设达:，你场问说觉所:为明得呢什原自？么因己。乳身乳上腺腺哪能个。成器为官基适因合药生产物转最基理因想药的物表
（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。
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
• 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。
基因工程与环境污染治理
三、基因治疗曙光初照
基因治疗——实验阶段
1、什么是基因治疗
把正常基因导入病人体内，使该基因 表达产物发挥作用，从而达到基因治 疗的目的。
体外治疗和体内治疗 2、实例——重度免疫缺陷症的临床基因治疗
腺苷酸脱氨酶基因（ada）缺陷
ADA：腺苷酸脱氨酶
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？ 基因工程为人类开辟新的食物来源。
乳腺生物反应器的优点：①产量高；②质量好 ；③成本低；④易提取。
转基因牛
乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷 )
选择猪的器官做人的 器官替代品的原因：
①其内脏构造、大小、血管 分布与人相似； ②体内隐藏的致病基因少。
转基因动物作器官移植的供体
• 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。
• 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：
❖ 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