基因工程的应用ppt

基因工程药品—— 胰岛素
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4~5g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。
• 基因工程药品 —— 干扰素 干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。 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。
基 因 工 程 应 用
农 业 上
抗虫转基因植物
抗病转基因植物 抗逆转基因植物 改良作物品质、提高作物产量 基因工程药物 基因治疗 工程菌 乳腺生物反应器
医 学 上
基因工程的应用
学习目标：
1、举例说出基因工程的应用及取得的丰硕成果 2、指出抗虫棉、金米的培育过程 3、列举应用于临床治疗的基因工程药物 4、概述镰刀型细胞贫血症的治疗方案
我们的榜样，我们的骄傲
郑鸿义、赖俊熙、钟坚昊、余茂林、黄伟 校、庄楚旺、曾俊雄、吴振浩、黄智敏、 蔡荣成、施泽棠、李夏满、蔡舒涵、卢仕 锋、林楚雄、江泽新、姚文政、陈秋蓉、 林贤锐、戴泽宇、杨雅可、庄小古、王康 力、施俊伟、吴惠清、 希望其他同学再接再厉，积极努力，超越自我!
④利用转基因改良农作物品质，提高产量
金米
将有关胡萝卜素合成酶的基因导入水稻细 胞中，并诱导它们在水稻细胞中得以表达， 是水稻中的双香叶素—二磷酸转化成β — 胡萝卜素。
1、下列有关转基因植物的说法错误的是 A A、用基因工程培育的抗虫植物也能抗病毒 B、可以克服远缘杂交的障碍 C、比传统育种所需要的时间短 D、可用来培育高产、稳产、耐贮存的作物
基因工程药品 —— 生长激素 治疗侏儒症的唯一方法，是注射生长激素。 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。
目前我国生产的基因工程药物有 胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等。
利用工程菌生产基因工程药物
探究点2
结合以上资料，阅读非常学案P7（时间： 5分钟） ， 同桌、前后桌讨论 回答一下问题。 1、什么是工程菌，利用工程菌生产的药物有哪些 2、胰岛素、生长激素的本质、作用？ 3、基因工程药物一般是口服药物吗？ 4、利用微生物生成药物的优越性？
显微注射
（哺乳动物受精卵中）
形成胚胎
将胚胎送入母体动物 动物进入泌乳期
发育成转基因动物
（分泌的乳汁中包含所 （只有在产下的雌性动物个 需要的药物） 体中，转入的基因才能表达）
优点： 产量高；质量好 成本低；易提取
为什么乳腺能成为基因药 物最理想的表达场所？
（1）乳腺是一个外分泌腺器官，乳汁不进入 体内循环，不会影响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，转基因动物又可大量繁殖
目的基因： 蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、 植物凝集素基因等 成果： 转基因抗虫棉；转基因抗虫水稻等。
抗虫棉（左）和普通棉（右）
转基因抗虫水稻（绿色植株）与 对照（黄色枯萎植株）
探究点1
抗虫棉的培育
1阅读课本P11-P12，回答一下问题。
（时间：10分钟）
①抗虫棉培育的目的基因是什么？ 目的基因从何而来？ ②说出抗虫棉培育的详细过程。
课前准备
• 课本、非常学案、双色笔
今 日 赠 言
Nothing is impossible for a willing heart. （心之所愿，无所不成）
知识回顾
1、基因工程的基本工具: 限制性内切酶 、DNA连接酶 、 运载体 。 构建重组载体 、 重组载体导入受体细胞 、 2、基因工程的步骤： 目的基因的获取 、 表达和鉴定 。 3、获取目的基因的方法： 直接法 和 人工合成法 。 4、获取目的基因与切割质粒要用 同一种 限制性内切酶切割， 以获得 同样的黏性末端 。 5、常用的载体有： 质粒、噬菌体和动植物病毒 。 6、将目的基因导入受体细胞的方法： （1）将目的基因导入植物细胞： 农杆菌转化法、花粉管通道法和基因枪法 。 （2）将目的基因导入动物细胞： 显微注射法 。 （3）将目的基因导入微生物细胞： Ca2+处理法 。
2、要求： ①先分层讨论，再全组讨论，总结重点，完善答案。 ②学科组长注意控制讨论节奏，及时安排展示与点评。 ③每个同学都要做到：认真、热烈、高效、有序、激 情、投入。
②抗病转基因植物
引起植物生病的病原微生物有：病毒、真菌和细菌 目的 基因 抗病毒基因： 病毒外壳蛋白基因 病毒的复制酶基因 抗真菌基因：抗毒素合成基因
2、利用细菌大量生产人胰岛素，下列有关叙述不正确的是 D A、需有适当载体将人胰岛素基因导入细菌 B、需有适当的酶对载体与人胰岛素基因进行切割与黏合 C、重组后的DNA分子，须在细菌体内转录、翻译成人胰岛素 D、利用细菌生产人胰岛素的过程需要核糖体、内质网、高尔 基体的参与
3、下列不属于利用基因工程技术制取的药物是 A、在酵母菌体内获得干扰素 B、从大肠杆菌体内制取白细胞介素 C、在青霉菌体内获取青霉素 D、在大肠杆菌细胞内获得胰岛素
2. 基因治疗
将正常基因或有治疗作用的基因通过一定 方式导入靶细胞内，可以纠正基因缺陷而 达到治疗疾病的目的。这是治疗遗传病的 最有效的手段。策略主要有基因置换、基 因修复、基因增补、基因失活。
Βιβλιοθήκη Baidu
26
镰刀型细胞贫血症的治疗
探究点3
阅读课本P14，回答一下问题。 1、镰刀型细胞贫血症患者的红细胞产生异常 的根本原因？ 2、导入过程是将携带人正常基因的载体导入 患者所有细胞吗？为什么？
成果： 抗烟草花叶病毒的转基因烟草 抗病毒的转基因小麦等。
③抗逆转基因植物
哪些环境条件会造成农作物低产、减产？
调节渗透压的基因 调节细胞渗透压，使 抗 逆 基 因 抗冻蛋白基因 抗除草剂基因
使植物抗寒 使植物抗除草剂
植物抗干旱、抗盐碱
成果：
A.利用调节细胞渗透压的基 因，提高作物抗旱和抗盐碱 能力； B.将鱼的抗冻蛋白基因转入 番茄，提高番茄的抗冻能力。 C.将抗除草剂基因导入农作 物中，在喷洒除草剂时，杀 死杂草而不杀死农作物。
3、联系所学知识，发挥想象，说出一种治疗
遗传病的大致方案
4、2009年4月29日《人类基因治疗》报道，在美国佛 罗里达大学基因治疗中心接受基因治疗的三名遗传性 失明患者都重新获得了一定的视力，并且没有严重的 副作用。基因治疗是指 A A、把健康外源基因导入有缺陷的细胞中，达到治疗 疾病的目的。 B、对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常， 达到治疗疾病的目的。 C、运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细胞发生基 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 治疗疾病的目的。
二、 基因工程在医学上的应用 • 基因工程药物 • 基因治疗
1. 基因工程药物
①在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、 干扰素等直接从生物体的哪些结构中提取？
从生物的组织、细胞或血液中提取。
②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和转基因动物， 可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。
C
利用转基因动物生产药物
———乳腺生物反应器
乳腺生物反应器： 指以转基因雌性动物个 体的乳腺分泌乳汁来生 产所需药品。 目的基因： 药用蛋白基因 用途： 多肽类药物、 基因工程疫苗、 抗体、酶制剂
操作过程：
获取目的基因
（药用蛋白基因）
构建基因表达载体
（药用蛋白基因与乳腺蛋白基 因的启动子等调控组件重组）
一、基因工程在农业上的应用
哪些转基因作物已进入大规模商业化应用? 转基因大豆、玉米、棉花和油菜 植物基因工程技术主要用于哪些方面? 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利用转基因改良作物品质，提高产量
①抗虫转基因植物
方法：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