基因工程的應用優(yōu)質(zhì)課

1.3基因工程的應用潮陽實驗學校任培勇1整理課件基因工程的應用●1.目的基因的獲取●2.基因表達載體的構建●3.將目的基因?qū)胧荏w細胞基因工程的操作步驟：●4.目的基因的檢測與鑒定2整理課件基因工程的應用1.植物基因工程2.動物基因工程3.基因工程藥物的生產(chǎn)4.基因治療法基因工程的應用受體細胞分類依據(jù)：3整理課件一.植物基因工程植物基因工程的應用領域:(1)提高農(nóng)作物的_________。(2)改進_____________。(3)利用植物_________等?？鼓婺芰r(nóng)作物的品質(zhì)生產(chǎn)藥物4整理課件1.抗蟲轉(zhuǎn)基因植物〔1〕對農(nóng)業(yè)害蟲的防治，大多數(shù)是依靠。該法的弊端有，；?！?〕抗蟲轉(zhuǎn)基因植物培育方法：?！?〕目的基因：?！?〕抗蟲轉(zhuǎn)基因植物培育成功的意義：；；；④?；瘜W農(nóng)藥污染環(huán)境增加生產(chǎn)本錢損害人體健康從某些生物中別離出具有殺蟲活性的基因，將其導入作物中，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、植物凝集素基因等減少化學農(nóng)藥的使用減少環(huán)境污染降低對人體健康的危害降低生產(chǎn)本錢5整理課件圖1：蘇云金芽孢桿菌【Bt毒蛋白基因的作用原理】P18Bt毒蛋白會進入害蟲的腸道，在消化酶的作用下，水解成分子質(zhì)量較小的有毒多肽，結合在腸上皮細胞的特異性受體上，導致細胞膜穿孔，細胞腫脹裂解。為什么Bt毒蛋白對哺乳動物無毒害作用？特異性受體6整理課件成果：抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥、甜椒、番茄等。2.抗病轉(zhuǎn)基因植物目的基因病毒外殼蛋白基因〔CP基因〕病毒的復制酶基因抗病毒基因：幾丁質(zhì)酶基因抗毒素合成基因抗真菌基因：(1)病原微生物：指引起生物生病的微生物；如：病毒、真菌和細菌等(2)目的基因：7整理課件3.抗逆轉(zhuǎn)基因植物〔1〕造成低產(chǎn)、減產(chǎn)的常見因素有：。〔2〕鹽堿和干旱對農(nóng)作物的危害與有關〔3〕抗逆目的基因抗鹽堿和干旱作物：。耐寒的番茄：?？钩輨┑拇蠖梗?。鹽堿、干旱、低溫、澇害等細胞內(nèi)的滲透壓調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)細胞滲透壓的基因魚的抗凍蛋白基因抗除草劑基因8整理課件〔1〕應用1：使食品的營養(yǎng)成分均衡〔2〕通過轉(zhuǎn)基因提高植物中氨基酸的含量：具體做法有：。或。〔3〕應用2：使果品延熟，便于儲存；具體做法是：。〔4〕應用3：豐富花品顏色，提高欣賞價值；具體做法是：。改變這種氨基酸合成途徑中某種關鍵酶的活性，以提高氨基酸的含量。4.利用轉(zhuǎn)基因改進農(nóng)作物品質(zhì)將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因，導入植物將控制番茄成熟的基因?qū)敕眩@得轉(zhuǎn)基因延熟番茄將與植物花青素代謝有關的基因?qū)牖ɑ苤参锇珷颗Ｖ校D(zhuǎn)基因矮牽牛呈現(xiàn)出自然界沒有的顏色9整理課件二.動物基因工程1.用于提高動物生長速度2.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)3.用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物〔乳腺生物反響器〕4.用轉(zhuǎn)基因動物做器官移植的供體動物基因工程10整理課件1.用于提高動物生長速度目的基因：

.外源生長激素基因2.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)【實例】將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，使轉(zhuǎn)基因奶牛中乳糖含量大大降低。目的基因：

.腸乳糖酶基因11整理課件3.用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物〔1〕乳房〔乳腺〕生物反響器：?！?〕具體做法：將基因與等調(diào)控組件重組在一起，通過方法，導入哺乳動物的中，將其送入母體，使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物〔3〕優(yōu)點：。轉(zhuǎn)基因動物進入泌乳期后，可以通過分泌的乳汁來生產(chǎn)所需藥品藥用蛋白乳腺蛋白基因的啟動子顯微注射受精卵①產(chǎn)量高②質(zhì)量好③本錢低④易提取12整理課件【易錯點撥】1.利用乳腺生物反響器的動物性別是。2.利用乳腺生物反響器生產(chǎn)藥物時受體細胞是，原因是。3.目的基因可在乳腺細胞中表達，其他組織細胞中含有該目的基因嗎？。理由是：。4.要使目的基因在乳腺組織中特異性表達，在構建基因表達載體時要在目的基因序列前加上乳腺組織中特異表達的啟動子：。5假設是膀胱生物反響器，為何更容易得到目的基因的產(chǎn)物的原因是。雌性含有因為它們都是由同一個受精卵分裂、分化而來的乳腺蛋白基因的啟動子受精卵受精卵具有全能性，可使外源基因在相應的組織細胞中表達不受性別和發(fā)育時期的限制13整理課件4.用轉(zhuǎn)基因動物做器官移植的供體〔1〕供體動物：?！?〕存在難題：存在反響?！?〕解決方法：將供體基因組導入某種基因調(diào)節(jié)因子，以抑制的表達，或設法除去，再結合克隆技術，培育出沒有免疫排斥反響的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。豬免疫排斥抗原決定基因抗原決定基因14整理課件三.基因工程藥物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構中提取？。2.傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的缺點:。3.解決方法：利用基因工程方法制造轉(zhuǎn)基因的，可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低本錢的藥品。4.工程菌：用方法，使外源基因得到表達的菌類細胞株系。從生物的組織、細胞或血液中提取產(chǎn)量低，價格昂貴【資料】：胰島素是治療糖尿病的特效藥。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，價格昂貴，遠不能滿足社會需要。工程菌基因工程高效15整理課件5.基因工程藥品及其作用基因工程技術產(chǎn)生的蛋白質(zhì)藥物名稱用途?-抗胰蛋白酶治療肺氣腫促腎上腺皮質(zhì)激素治療風濕B細胞生長因子治療免疫系統(tǒng)功能失調(diào)降鈣素治療軟骨病紅細胞生成素治療貧血生長激素促進生長生長激素釋放因子促進生長胰島素治療糖尿病干擾素抗病毒、抗腫瘤白細胞介素治療癌癥血清白蛋白血清補充物腫瘤壞死因子抗腫瘤16整理課件【易錯點撥】1.疫苗在免疫學上屬于

；如：利用基因工程技術產(chǎn)生乙肝疫苗實際上是將乙肝病毒的

基因?qū)胧荏w細胞中并表達2.干擾素的化學本質(zhì)是

，其為抗

藥物；抗生素為抗

藥物。3.如將含胰島素基因的表達載體成功導入到大腸桿菌中，產(chǎn)生的胰島素沒有生物活性，原因是

。4.胰島素基因表達時遺傳信息的傳遞途徑是：抗原外表抗原蛋白質(zhì)病毒細菌大腸桿菌沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，無法對胰島素進行加工17整理課件四.基因治療【案例】：有一名4歲女童，由于腺苷酸脫氨酶〔ADA〕基因的缺失，造成體內(nèi)缺乏腺苷酸脫氨酶〔ADA〕；而腺苷酸脫氨酶是人體免疫系統(tǒng)發(fā)揮正常功能作用所必需的，因此，女童不能抵抗病原微生物的威脅，只能生活在無菌的隔離帳里。直接原因：

.根本原因：

.方法：

。缺乏腺苷酸脫氨酶〔ADA〕腺苷酸脫氨酶〔ADA〕基因缺失將ADA基因轉(zhuǎn)入患者的淋巴細胞18整理課件逆轉(zhuǎn)錄病毒感染T淋巴細胞，同時將ada基因?qū)隩淋巴細胞培養(yǎng)T淋巴細胞.ada基因整合到細胞染色體上19整理課件1.基因治療概念：把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而到達治療疾病的目的，是治療遺傳病的最有效的手段。載體＋治療基因受體細胞〔離體〕重組受體細胞患者體內(nèi)導入形成體外培養(yǎng)后導入直接導入體外基因治療體內(nèi)基因治療20整理課件2.基因治療類型：；。判斷依據(jù)：。3.基因治療的開展現(xiàn)狀：處于初期的階段4.用于基因治療的基因種類：。體內(nèi)基因治療體外基因治療基因轉(zhuǎn)移過程是在體內(nèi)還是體外完成的，或者說受體細胞是離體的還是非離體的臨床試驗正常基因、反義基因和自殺基因21整理課件【易錯點撥】1.基因治療〔能/不能〕用于治療21三體綜合征患者2.基因治療一般用于治療〔顯/隱〕性病3.基因治療時細胞中的缺陷基因〔有/沒有〕被修復4.基因治療只是把正常的外源基因?qū)牖颊咛囟ǖ慕M織細胞中，而不是所有細胞中不能隱沒有22整理課件五.基因芯片1.定義：又稱DNA芯片，是根據(jù)的原理，將大量DNA片段〔基因探針〕固定于支持物上，然后與帶有標記的基因樣品進行雜交，通過檢測雜交信號的強度及分布來進行分析。2.用途：；；。DNA分子雜交基因測序?qū)ふ矣杏玫哪康幕驅(qū)虻男蛄羞M行比較分析23整理課件【典例】以下關于基因工程的表達，錯誤的選項是〔〕A.目的基因和受體細胞均可來自動、植物或微生物B.限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶C.人胰島素原基因在大腸桿菌中表達的胰島素原無生物活性D.載體上的抗性基因有利于篩選含目的基因的細胞核，促進目的基因的表達D24整理課件【典例】基因工程是在DNA分子水平上進行設計施工的。在基因操作的根本步驟中，不進行堿基互補配對的步驟是()A.人工合成目的基因B.目的基因與運載體結合C.將目的基因?qū)胧荏w細胞D.目的基因的檢測和表達C25整理課件【典例】菊花的紫花和白花性狀是由一對等位基因控制的，紫色〔R〕對白色〔r〕顯性。現(xiàn)已克隆到控制紫色的基因，如果你打算利用上述材料開展研究，那么下表選項中，合理的是〔〕選項實驗方案實驗目的A用白花植株與紫色植株雜交判斷基因型B將控制開紫花的基因轉(zhuǎn)入其他植物中改變受體植物花的顏色C將R基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌并大量表達紫色蛋白生產(chǎn)紫色蛋白用作染料D用紫花雜合子的嫩芽組織培養(yǎng)獲得純合子植物用于育種AB26整理課件【典例】北極比目魚中有抗凍基因，其編號的抗凍蛋白具有11個氨基酸的重復序列，該序列重復次數(shù)越多，抗凍能力越強，以下圖是獲取轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株的過程示意圖，有關表達正確的選項是〔〕A.過程①獲取的目的基因，可用于基因工程和比目魚基因組測序B.多個抗凍基因編碼區(qū)依次相連成能表達的新基因，不能得到抗凍性增強的抗凍蛋白C.過程②構成的重組質(zhì)粒缺乏標記基因，需要轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌才能進行篩選D.應用DNA探針技術，可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達B27整理課件【典例】抗病毒轉(zhuǎn)基因植物成功表達后,以下說法正確的選項是()A.抗病毒轉(zhuǎn)基因植物