高中生物 专题1 第3节 基因工程的应用课件 新人教版选修3.ppt

1 3基因工程的应用 大豆 玉米 棉花 油菜已进入大规模商业化应用阶段 主要用于 提高农作物抗逆能力 改良农作物品质 利用植物生产药物 植物基因工程硕果累累 一 抗虫转基因植物 1 虫害给农作物带来了哪些影响 传统农业如何防治害虫 有哪些不足 2 如何获得抗虫植物 现在有哪些抗虫植物问世 3 抗虫基因有哪些 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 阅读p18生物资料技术卡 了解一些抗虫基因的抗虫机理 1 抗虫棉的目的基因是什么 目的基因从何而来 对哺乳动物有害吗 2 将抗虫基因导入植物细胞中用的最多的方法是什么 我国的科学家将抗虫基因导入棉花用了什么独创的方法 思考 1 细菌的基因为什么能 嫁接 到棉花细胞内 组成细菌和棉花的dna分子的空间结构和化学组成相同 2 利用基因工程培育抗虫棉 属于哪种变异 与诱变育种和杂交育种相比 有什么优点 3 抗虫棉能抗病吗 二 抗病转基因植物 1 什么是病原微生物 有哪些种类 引起生物生病的微生物 主要有病毒 真菌和细菌等 2 为什么说常规育种很难培育出抗病毒的新品种 3 在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因 病毒外壳蛋白基因 病毒的复制酶基因 4 在抗真菌转基因植物中使用什么基因 几丁质酶基因和抗毒素合成基因 三 其他抗逆转基因植物 1 哪些环境条件会造成农作物低产 减产 盐碱 干旱 低温和涝害等 2 盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关 细胞内的渗透压调节 3 在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因 调节细胞渗透压的基因 4 转基因耐寒的烟草和番茄中哪种目的基因提高了其抗寒能力 目的基因从何而来 鱼的抗冻蛋白基因 5 抗除草剂基因有何用途 喷洒除草剂时 杀死田间的杂草而不损伤作物 四 利用转基因改良植物的品质 人体 或其它脊椎动物 必不可少 而机体内又不能合成的 必须从食物中补充的氨基酸 称必需氨基酸 共有 种 赖氨酸 色氨酸 苯丙氨酸 蛋氨酸 甲硫氨酸 苏氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 缬氨酸 你知道哪些食品中缺少必需氨基酸 如何用转基因的方法加以改良 试举例说明 将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物 改变必需氨基酸合成途径中某种关键酶的活性 转基因延熟番茄的目的基因是什么 控制番茄果实成熟的基因 转基因矮牵牛的目的基因是什么 与植物花青素代谢有关的基因 异想天开 二 动物基因工程前景广阔 一 用于提高动物生长速度 动物品种改良 建立生物反应器 器官移植等 导入外源生长激素基因 二 用于改善畜产品的品质 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组 转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大减低 三 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 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 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 乳腺生物反应器 产量高 质量好 成本低 易提取 只有在产下的雌性个体中 转入的基因才能表达 只有在雌性个体的特定发育时期才能表达 乳腺生物反应器的局限性 乳腺生物反应器的优点 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 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并分泌到尿液中 四 用转基因动物作器官移植的供体 利用基因工程对猪的器官进行改造 方法 将器官供体基因组导入某种调节因子 以抑制的抗原决定基因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 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 2 传统生产方法有什么缺点 三 基因工程药品异军突起 胰岛素是治疗糖尿病的特效药 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 资料1 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 资料2 干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白 干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染 是一种抗病毒的特效药 此外干扰素对治疗癌症和某些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 资料3 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转基因的工程菌 可高效率地生产出各种高质量 低成本的药品 工程菌 用基因工程方法 使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系 利用微生物生产蛋白质类药物 是指将人们需要的某种蛋白质的编码基因 构建成表达载体后导入微生物 然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药物 基因工程药品包括 细胞因子 即淋巴因子如白细胞介素 2 干扰素 抗体 疫苗 激素等 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 1982年 美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市场 售价降低了30 50 基因工程药品 胰岛素 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450l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 基因工程药品 生长激素 1980 1982年 科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素 是传统的生产量的12万倍 1987年上述干扰素大量投放市场 基因工程药品 干扰素 利用微生物生产药物的优越性何在 1 利用活细胞作为表达系统 表达效率高 无需大型装置和大面积厂房就可以生产出大量药品 2 可以解决传统制药中原料来源的不足 利用基因工程菌发酵生产就需要从动物或人体上获取原料 3 降低生产成本 减少生产人员和管理人员 1 基因治疗 四 基因治疗曙光初照 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 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 1 对严重复合型免疫缺陷症的治疗 1990年9月14日 安德森对一例患ada缺乏症的4岁女孩进行基因治疗 这个4岁女孩由于遗传基因有缺陷 自身不能生产ada 先天性免疫功能不全 只能生活在无菌的隔离帐里 他们将这个女孩的白血球进行基因改造 使有缺陷的基因被健康的基因替代 然后把含正常白血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中 在以后的10个月内她又接受了7次这样的治疗 同时也接受酶治疗 后来 她的免疫功能日趋健全 能够走出隔离帐 过上了正常人的生活 并进入普通小学上学 患半乳糖血症的患者 由于细胞内半乳糖苷转移酶基因缺陷而缺少半乳糖苷转移酶 使过多的半乳糖在体内积聚 引起肝 脑等功能受损 1971年 美国科学家在体外做了试验 用带有半乳糖苷转移酶基因的噬菌体侵染患者的离体组织细胞 结果发现这些组织细胞能够利用半乳糖了 这表明 用基因替换的方法治疗这种遗传病是可能的 2 半乳糖血症 3 基因治疗的类型 4 基因治疗的发展现状 处于初期的临床试验阶段 5 用于基因治疗的基因种类 正常基因 反义基因和自杀基因 dna分子杂交是基因诊断最基本的方法之一 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