浙科版选修3第一章第四节基因工程的成果和发展前景（共32张PPT）
文档属性
| 名称 | 浙科版选修3第一章第四节基因工程的成果和发展前景（共32张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙科版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2014-09-16 16:55:55 | ||
图片预览
文档简介
课件32张PPT。基因工程的成果与发展前景主讲老师：张存兴①从细胞中分离出DNA②限制酶截取DNA片断③分离大肠杆菌中的质粒④ DNA重组⑤用重组质粒转化大肠杆菌⑥培养大肠杆菌克隆大量基因基因操作的基本步骤 基因工程的成果
与发展前景主要内容1）基因工程与医药卫生
2）基因工程与农牧业、食品工业
3）基因工程与环境保护１、基因工程与医药卫生我国生产的部分基因 工程疫苗和药物⑴ 基因工程药品的生产 许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。 微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。 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。 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%!基因工程药品 —— 胰岛素 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。
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。 基因工程药品 —— 生长激素 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。基因工程药品 —— 干扰素转基因动物的乳腺。就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？ 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。为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？ 是指把人或哺乳动物的某种基因导入到哺乳动物(如鼠、兔、羊和猪)的受精卵里，目的基因若与受精卵染色体DNA整合，细胞分裂时，该基因随染色体的复制而复制，使每个细胞中都带有目的基因，使性状得以表达，并稳定地遗传给后代，从而获得基因产品。这样一种新的个体，称为转基因动物。 什么叫转基因动物？基因诊断： 也称为DNA诊断或基因探针技术，即在DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。
探针制备：放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子；
原 理：利用DNA分子杂交原理；⑵ 基因诊断与基因治疗基因探针： 基因探针就是一段与目的基因或DNA互补的特异核苷酸序列。它包括整个基因，或基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之转录而来的RNA。DNA分子杂交原理： DNA分子杂交是基因诊断最基本的方法之一。其基本原理是：互补的DNA单链能够在一定条件下结合成双链，即能够进行杂交。这种结合是特异的，即严格按照碱基互补配对进行。因此，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双链，则表明被测基因中含有已知的基因序列。 用DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。 运用基因工程设计制造的“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速。基因诊断：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。 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 → 白血病举例基因治疗：很多疾病是由于遗传物质改变而使细胞不能正常合成某些物质引起的，其治疗方法一般有两种
细胞中导入正常基因，使其表达，使缺陷细胞能够正常合成所需物质。
修复缺陷基因基因治疗： 是指是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。 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。我国研究人员正在制备用于基因治疗的基因工程细胞 通过基因工程给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。基因工程在农业上的应用：1）高产、稳产和具优良品质的品种
用基因工程的方法可以改善粮食作物的蛋白质含量。如“向日葵豆”植株。
2）抗逆性品种
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。如转基因抗虫棉。 ２、基因工程与农牧业、食品工业转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯不会引起过敏的转基因大豆 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转移到动物受精卵中。基因工程在畜牧养殖业上的应用 用口径为1μm的DNA注射器，将大量的目的基因片段注入到受精卵的核内，然后把经过注射的受精卵移植到另一只雌性动物的子宫内，使受精卵发育为转基因动物。什么叫显微注射技术？ 运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠导入人基因具特殊用途的羊和小鼠超级动物特殊动物由军事医学科学院主持，山东农业大学、莱阳农学院等单位共同参与的国家“863”计划项目——动物乳腺生物反应器项目取得重大突破，首批28只带有t-PA组织型纤溶酶原激活剂的转基因羊在山东省东营市天翼公司陆续降生。
??? 获得转基因羊只是项目研究中的重要一步，利用羊乳腺作为生产外源制造医用蛋白或药物并直接用于临床是最终目的。
感兴趣的同学可以登陆http://www.seeyi.net/ten9/TopicView-22207.htm基因工程为人类开辟新的食物来源。
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。基因工程为食品工业中提供了什么前景？3、基因工程与环境保护⑴ 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。1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来 利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。⑵ 环境污染治理： 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。判断
1、基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复。（ ）
2、基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物。（ ）
3、用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒。（ ）
4、基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培育体型巨大、品质优良的动物。（ ）
5、任何一种假单胞杆菌都能分解四种石油成分，因此，假单胞杆菌是才“超级细菌”。（ ）练习√××××
与发展前景主要内容1）基因工程与医药卫生
2）基因工程与农牧业、食品工业
3）基因工程与环境保护１、基因工程与医药卫生我国生产的部分基因 工程疫苗和药物⑴ 基因工程药品的生产 许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。 微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。 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。 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%!基因工程药品 —— 胰岛素 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。
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。 基因工程药品 —— 生长激素 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。基因工程药品 —— 干扰素转基因动物的乳腺。就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？ 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。为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？ 是指把人或哺乳动物的某种基因导入到哺乳动物(如鼠、兔、羊和猪)的受精卵里，目的基因若与受精卵染色体DNA整合，细胞分裂时，该基因随染色体的复制而复制，使每个细胞中都带有目的基因，使性状得以表达，并稳定地遗传给后代，从而获得基因产品。这样一种新的个体，称为转基因动物。 什么叫转基因动物？基因诊断： 也称为DNA诊断或基因探针技术，即在DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。
探针制备：放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子；
原 理：利用DNA分子杂交原理；⑵ 基因诊断与基因治疗基因探针： 基因探针就是一段与目的基因或DNA互补的特异核苷酸序列。它包括整个基因，或基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之转录而来的RNA。DNA分子杂交原理： DNA分子杂交是基因诊断最基本的方法之一。其基本原理是：互补的DNA单链能够在一定条件下结合成双链，即能够进行杂交。这种结合是特异的，即严格按照碱基互补配对进行。因此，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双链，则表明被测基因中含有已知的基因序列。 用DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。 运用基因工程设计制造的“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速。基因诊断：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。 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 → 白血病举例基因治疗：很多疾病是由于遗传物质改变而使细胞不能正常合成某些物质引起的，其治疗方法一般有两种
细胞中导入正常基因，使其表达，使缺陷细胞能够正常合成所需物质。
修复缺陷基因基因治疗： 是指是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。 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。我国研究人员正在制备用于基因治疗的基因工程细胞 通过基因工程给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。基因工程在农业上的应用：1）高产、稳产和具优良品质的品种
用基因工程的方法可以改善粮食作物的蛋白质含量。如“向日葵豆”植株。
2）抗逆性品种
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。如转基因抗虫棉。 ２、基因工程与农牧业、食品工业转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯不会引起过敏的转基因大豆 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转移到动物受精卵中。基因工程在畜牧养殖业上的应用 用口径为1μm的DNA注射器，将大量的目的基因片段注入到受精卵的核内，然后把经过注射的受精卵移植到另一只雌性动物的子宫内，使受精卵发育为转基因动物。什么叫显微注射技术？ 运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠导入人基因具特殊用途的羊和小鼠超级动物特殊动物由军事医学科学院主持，山东农业大学、莱阳农学院等单位共同参与的国家“863”计划项目——动物乳腺生物反应器项目取得重大突破，首批28只带有t-PA组织型纤溶酶原激活剂的转基因羊在山东省东营市天翼公司陆续降生。
??? 获得转基因羊只是项目研究中的重要一步，利用羊乳腺作为生产外源制造医用蛋白或药物并直接用于临床是最终目的。
感兴趣的同学可以登陆http://www.seeyi.net/ten9/TopicView-22207.htm基因工程为人类开辟新的食物来源。
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。基因工程为食品工业中提供了什么前景？3、基因工程与环境保护⑴ 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。1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来 利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。⑵ 环境污染治理： 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。判断
1、基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复。（ ）
2、基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物。（ ）
3、用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒。（ ）
4、基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培育体型巨大、品质优良的动物。（ ）
5、任何一种假单胞杆菌都能分解四种石油成分，因此，假单胞杆菌是才“超级细菌”。（ ）练习√××××