xiugai 基因工程的應(yīng)用ppt

知識(shí)回顧1、基因工程的基本工具:、、。2、基因工程的步驟：、、、。3、獲取目的基因的方法：。4、獲取目的基因與切割質(zhì)粒要用

限制性內(nèi)切酶切割，以獲得。5、常用的載體有：。6、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法：（1）將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞：。（2）將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞：。（3）將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞：。7、目的基因是否導(dǎo)入檢測(cè)方法：

（1）目的基因是否整合到受體細(xì)胞染色體DNA上，常用的方法：（2）目的基因是否轉(zhuǎn)錄出MRNA，常用的方法：（3）

目的基因是否表達(dá)出蛋白質(zhì)，常用的方法：

限制性內(nèi)切酶DNA連接酶運(yùn)載體目的基因的獲取基因表達(dá)載體的構(gòu)建目的基因的導(dǎo)入目的基因的檢測(cè)和鑒定從基因文庫(kù)中獲取人工合成法和PCR技術(shù)的擴(kuò)增同一種同樣的黏性末端質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、花粉管通道法和基因槍法顯微注射法氯化鈣處理法基因工程的應(yīng)用基因工程可以應(yīng)用于哪里領(lǐng)域？遺傳育種疾病治療環(huán)境保護(hù)一、植物基因工程成果轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)突破了傳統(tǒng)雜交育種的局限性，開辟了生產(chǎn)疫苗的新途徑。(一)抗蟲轉(zhuǎn)基因植物(二)抗病轉(zhuǎn)基因植物(三)抗逆轉(zhuǎn)基因植物(四)利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)(五)開辟了生產(chǎn)疫苗的新途徑①抗蟲轉(zhuǎn)基因植物方法：目的基因：從某些生物中分離出具有殺蟲活性的基因，將其導(dǎo)入作物中，使其具有抗蟲性Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等成果：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉；轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻等。轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻（綠色植株）與對(duì)照（黃色枯萎植株）抗蟲棉（左）和普通棉（右）優(yōu)點(diǎn)：減少環(huán)境污染、減低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)量典型例子：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉——Bt毒蛋白基因目的基因病毒外殼蛋白基因病毒的復(fù)制酶基因成果：抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥等。②抗病轉(zhuǎn)基因植物抗病毒基因：抗毒素合成基因抗真菌基因：引起植物生病的病原微生物有：病毒、真菌和細(xì)菌哪些環(huán)境條件會(huì)造成農(nóng)作物低產(chǎn)、減產(chǎn)？抗逆基因調(diào)節(jié)滲透壓的基因抗凍蛋白基因抗除草劑基因調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓，使植物抗干旱、抗鹽堿使植物抗寒使植物抗除草劑③抗逆轉(zhuǎn)基因植物鹽堿、干旱、低溫和澇害等成果：A.利用調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因，提高作物抗旱和抗鹽堿能力；B.將魚的抗凍蛋白基因轉(zhuǎn)入番茄，提高番茄的抗凍能力。C.將抗除草劑基因?qū)朕r(nóng)作物中，在噴灑除草劑時(shí)，殺死雜草而不殺死農(nóng)作物。人體（或其它脊椎動(dòng)物）必不可少，而機(jī)體內(nèi)又不能合成的，必須從食物中補(bǔ)充的氨基酸，稱必需氨基酸。

必需氨基酸共有８種：賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸（甲硫氨酸）、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸。如果飲食中經(jīng)常缺少必需氨基酸，可影響健康。另外12種氨基酸是人體細(xì)胞能夠合成的叫做非必需氨基酸。④利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)你知道哪些食品中缺少必需氨基酸？如何用轉(zhuǎn)基因的方法加以改良？試舉例說明？將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胫参?改變必需氨基酸合成途徑中某種關(guān)鍵酶的活性)不會(huì)引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆成果：控制番茄果實(shí)成熟基因的轉(zhuǎn)基因番茄轉(zhuǎn)基因藍(lán)玫瑰轉(zhuǎn)入與植物花青素代謝有關(guān)的基因用植物生產(chǎn)藥物生產(chǎn)乙肝疫苗的胡蘿卜練習(xí)：德國(guó)科學(xué)家最近培育出一種可以生產(chǎn)乙肝疫苗的轉(zhuǎn)基因胡蘿卜，通過生吃或者榨汁食用，就可以達(dá)到接種疫苗的效果．如圖為乙肝疫苗的轉(zhuǎn)基因胡蘿卜生產(chǎn)部分過程的示意圖．

（1）圖中過程c的產(chǎn)物是______，此過程需要______酶的作用．要檢測(cè)目的基因是否整合到受體細(xì)胞染色體DNA上，最簡(jiǎn)便的方法

，更精確的方法是______．

（2）導(dǎo)入疫苗基因的胡蘿卜細(xì)胞若要獲得愈傷組織，除需要溫度、遮光、適當(dāng)?shù)臓I(yíng)養(yǎng)和pH值條件外，還需將該受體細(xì)胞置于______條件下進(jìn)行培養(yǎng)；若要獲得胡蘿卜幼苗，需適時(shí)調(diào)整______（植物激素名稱）的濃度比例進(jìn)行誘導(dǎo)．1、下列有關(guān)轉(zhuǎn)基因植物的說法錯(cuò)誤的是A、用基因工程培育的抗蟲植物也能抗病毒B、可以克服遠(yuǎn)緣雜交的障礙C、比傳統(tǒng)育種所需要的時(shí)間短D、可用來(lái)培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、耐貯存的作物A思考：1.細(xì)菌的基因之所以能“嫁接”到棉花細(xì)胞內(nèi)，原因是

。組成細(xì)菌和棉花的DNA分子的空間結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成相同

二、動(dòng)物基因工程前景廣闊（一）用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度導(dǎo)入外源生長(zhǎng)激素基因（二）用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)優(yōu)點(diǎn)：避免食物過敏、腹瀉、惡心等不適將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，轉(zhuǎn)基因牛的乳汁中乳糖的含量大大降低。（三）用于提高動(dòng)物的抗病能力（四）用轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物生產(chǎn)藥物（重點(diǎn)）方法：乳腺生物反應(yīng)器膀胱生物反應(yīng)器注意：雌性個(gè)體才能生產(chǎn)藥物就基因藥物而言，最理想的表達(dá)場(chǎng)所是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的乳腺。為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達(dá)場(chǎng)所？（1）乳腺是一個(gè)外分泌腺器官，乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會(huì)影響基因動(dòng)物本身的生理代謝反應(yīng)（2）從乳汁中獲取目的基因產(chǎn)物，產(chǎn)量高，易提純，表達(dá)的蛋白質(zhì)已經(jīng)過充分的修飾加工，具有穩(wěn)定的生物活性（3）從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產(chǎn)物的同時(shí)，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物又可大量繁殖知識(shí)拓展乳腺生物反應(yīng)器：指以轉(zhuǎn)基因雌性動(dòng)物個(gè)體的乳腺分泌乳汁來(lái)生產(chǎn)所需藥品。利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物

———乳腺生物反應(yīng)器藥用蛋白基因目的基因：用途：多肽類藥物、基因工程疫苗、抗體、酶制劑操作過程：獲取目的基因（藥用蛋白基因）構(gòu)建基因表達(dá)載體（藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組）顯微注射（哺乳動(dòng)物受精卵中）形成胚胎將胚胎送入母體動(dòng)物發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（只有在產(chǎn)下的雌性動(dòng)物個(gè)體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)）動(dòng)物進(jìn)入泌乳期（分泌的乳汁中包含所需要的藥物）優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)量高；質(zhì)量好成本低；易提?。ㄋ模┯棉D(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體利用基因工程對(duì)豬的器官進(jìn)行改造方法：將器官供體基因組導(dǎo)入

，以抑制的

表達(dá)或設(shè)法除去

，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官某種調(diào)節(jié)因子抗原決定基因抗原決定基因繼哺乳動(dòng)物乳腺發(fā)生器研發(fā)成功后，膀胱生物發(fā)生器的研究也取得了一定進(jìn)展。最近，科學(xué)家培養(yǎng)出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長(zhǎng)激素并分泌到尿液中。請(qǐng)回答：（1）將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈笫荏w細(xì)胞，常用方法是___________。（2）進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移時(shí)，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入_______中，原因是_____________。（3）通常采用_DNA分子雜交______技術(shù)檢測(cè)外源基因是否插入了小鼠的基因組（4）在研制膀胱生物反應(yīng)器時(shí)，應(yīng)使外源基因在小鼠的_膀胱上皮細(xì)胞_______細(xì)胞中特異表達(dá)。（5）膀胱生物發(fā)生器比乳腺生物反應(yīng)器有什么優(yōu)點(diǎn)？顯微注射法受精卵細(xì)胞大，易操作；具全能性1.在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素等直接從生物體的哪些結(jié)構(gòu)中提??？從生物的組織、細(xì)胞或血液中提取。2.傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的缺點(diǎn):由于受原料來(lái)源的限制，價(jià)格十分昂貴。三、基因工程藥品異軍突起—工程菌3.可利用什么方法來(lái)解決上述問題？

利用基因工程方法制造轉(zhuǎn)基因的工程菌，可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。工程菌:用基因工程方法，使外源基因得到高效率表達(dá)的菌類細(xì)胞株系。

基因工程藥品包括：細(xì)胞因子（即淋巴因子如白細(xì)胞介素—2、干擾素）、抗體、疫苗、激素等工程菌象一座能生產(chǎn)貴重藥品的活的細(xì)菌工廠基因工程藥物項(xiàng)目本質(zhì)功能傳統(tǒng)方法現(xiàn)代方法胰島素干擾素（、、）乙型肝炎疫苗蛋白質(zhì)治療糖尿病動(dòng)物胰臟中提取大腸桿菌細(xì)胞糖蛋白治療病毒性肝炎和腫瘤人血液中提取酵母菌細(xì)胞乙肝抗原(蛋白質(zhì))預(yù)防乙肝酵母菌細(xì)胞一般臨床上使用的胰島素主要從豬、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4~5g胰島素。用該方法生產(chǎn)的胰島素產(chǎn)量低，價(jià)格昂貴，遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)需要。1979年，科學(xué)家將動(dòng)物體內(nèi)的胰島素基因與大腸桿菌DNA分子重組，并在大腸桿菌內(nèi)實(shí)現(xiàn)了表達(dá)?；蚬こ趟幤贰?/p>

胰島素

干擾素是病毒侵入細(xì)胞后產(chǎn)生的一種糖蛋白。幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一種抗病毒的特效藥。此外對(duì)治療某些癌癥和白血病也有一定療效。傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法是從人血液中的白細(xì)胞內(nèi)提取，每300L血液只能提取出1mg干擾素。

基因工程藥品——

干擾素

治療侏儒癥的唯一方法，是注射生長(zhǎng)激素。而生長(zhǎng)激素的獲得很困難。以前，要獲得生長(zhǎng)激素需解剖尸體，從大腦的底部摘取垂體，并從中提取生長(zhǎng)激素?，F(xiàn)利用基因工程方法，將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長(zhǎng)激素。人們從450L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長(zhǎng)激素，相當(dāng)于6萬(wàn)具尸體的全部產(chǎn)量?；蚬こ趟幤贰?/p>

生長(zhǎng)激素目前我國(guó)生產(chǎn)的基因工程藥物有胰島素、干擾素、乙肝疫苗等。1、基因診斷：也稱為DNA診斷或基因探針技術(shù)，即在DNA水平分析檢測(cè)某一基因，從而對(duì)特定的疾病進(jìn)行診斷。探針制備：放射性同位素(如32P)、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子；原理：利用DNA分子雜交原理四、基因治療曙光初照2、基因治療

1）概念：把正常基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的，是治療遺傳病的最有效的手段。

(利用正常基因置換或彌補(bǔ)缺陷基因的治療方法)2)實(shí)例：

將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入取自患者的淋巴細(xì)胞中，再將這種淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)。對(duì)嚴(yán)重復(fù)合型免疫缺陷癥的治療

1990年9月14日，安德森對(duì)一例患ADA缺乏癥的4歲女孩進(jìn)行基因治療。這個(gè)4歲女孩由于遺傳基因有缺陷，自身不能生產(chǎn)ADA，先天性免疫功能不全，只能生活在無(wú)菌的隔離帳里。他們將這個(gè)女孩的白血球進(jìn)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輸入她左臂的一條靜脈血管中。在以后的10個(gè)月內(nèi)她又接受了7次這樣的治療，同時(shí)也接受酶治療。后來(lái)，她的免疫功能日趨健全，能夠走出隔離帳，過上了正常人的生活，并進(jìn)入普通小學(xué)上學(xué)。3)、基因治療的類型體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞，進(jìn)行培養(yǎng)，然后在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移的治病方法。（如將治療囊性纖維病的正常基因轉(zhuǎn)入患者肺組織）4)、基因治療的發(fā)展現(xiàn)狀：處于初期的臨床試驗(yàn)階段5)、用于基因治療的基因種類：正常基因、反義基因和自殺基因五、基因芯片

從正常人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出標(biāo)準(zhǔn)圖譜；從病人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出病變圖譜。通過比較、分析這兩種圖譜，就可以得出病變的DNA信息?；蛐酒\斷技術(shù)