高中生物選修3基因工程的應(yīng)用.ppt

1.3 基因工程的應(yīng)用,一、植物基因工程碩果累累,1、在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展迅速,抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物P18表,抗病轉(zhuǎn)基因植物,轉(zhuǎn)魚(yú)抗寒蛋白基因的番茄,轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物,轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒,轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯,不會(huì)引起過(guò)敏的轉(zhuǎn)基因大豆,利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)（P19表）,二、動(dòng)物基因工程前景廣闊（P19）,用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度,用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì),如，將腸乳糖酶基因?qū)肽膛＃D(zhuǎn)基因奶牛分泌的乳汁，乳糖含量降低，營(yíng)養(yǎng)成分不變。,用轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物生產(chǎn)藥物,乳腺生物反應(yīng)器,藥用蛋白基因,轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的乳腺。,就基因藥物而言，最理想的表達(dá)場(chǎng)所是哪里？,是指把人或哺乳動(dòng)物的某種基因?qū)氲讲溉閯?dòng)物(如鼠、兔、羊和豬)的受精卵里，目的基因若與受精卵染色體DNA整合，細(xì)胞分裂時(shí)，該基因隨染色體的倍增而倍增，使每個(gè)細(xì)胞中都帶有目的基因，使性狀得以表達(dá)，并穩(wěn)定地遺傳給后代，從而獲得基因產(chǎn)品。這樣一種新的個(gè)體，稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。,什么叫轉(zhuǎn)基因動(dòng)物？,1）乳腺是一個(gè)外分泌器官，乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會(huì)影響轉(zhuǎn)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(guò)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)物又可無(wú)限繁殖。,為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達(dá)場(chǎng)所呢？,三、基因工程藥品異軍突起,在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素直接生物體的哪些結(jié)構(gòu)中提取？,藥品直接從生物的組織、細(xì)胞或血液中提取。,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。,可利用什么方法來(lái)解決上述問(wèn)題？,利用基因工程方法制造“工程菌”，可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。,基因工程胰島素（一）,胰島素是治療糖尿病的特效藥，長(zhǎng)期以來(lái)只能依靠從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)格之高可想而知。,胰島素分子結(jié)構(gòu),基因工程胰島素（二）,將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)不但解決了這種比黃金還貴的藥品產(chǎn)量問(wèn)題，還使其價(jià)格降低了30%-50%!,胰島素生產(chǎn)車間,基因工程干擾素（一）,干擾素治療病毒感染簡(jiǎn)直是“萬(wàn)能靈藥”！過(guò)去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說(shuō)。,干擾素生產(chǎn)車間,干擾素分子結(jié)構(gòu),基因工程干擾素( 二）,基因工程人干擾素-2b（安達(dá)芬） 是我國(guó)第一個(gè)全國(guó)產(chǎn)化基因工程人干擾素-2b，具有抗病毒，抑制腫瘤細(xì)胞增生，調(diào)節(jié)人體免疫功能的作用，廣泛用于病毒性疾病治療和多種腫瘤的治療，是當(dāng)前國(guó)際公認(rèn)的病毒性疾病治療的首選藥物和腫瘤生物治療的主要藥物。,其它基因工程藥物,人造血液及其生產(chǎn),人造血液、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗等通過(guò)基因工程實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用。,治療侏儒癥的唯一方法，是向人體注射生長(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。 現(xiàn)可利用基因工程方法，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 450 L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。,基因工程藥品 生長(zhǎng)激素,四、基因治療曙光初照,1、基因治療： 把正?；?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，這是治療遺傳病的最有效的手段。,2、舉例：,復(fù)合型免疫缺陷癥,復(fù)合型免疫缺陷癥的基因工程治療,復(fù)合型免疫缺陷癥患者缺乏正常的人體免疫功能，只要稍被細(xì)菌或者病毒感染，就會(huì)發(fā)病死亡。這個(gè)病的機(jī)理是細(xì)胞的一個(gè)常染色體上編碼腺苷酸脫氨酶的基因發(fā)生了突變?？梢酝ㄟ^(guò)基因工程的方法治療。,患者生存在無(wú)菌環(huán)境中,4、用于基因治療的基因種類,（1）用正?；虼嫒毕莼颍蛞揽科浔磉_(dá)產(chǎn)物來(lái)彌補(bǔ)病變基因帶來(lái)的缺陷。如血友病、地中海貧血病的治療。 （2）反義基因。用mRNA分子與病變的mRNA分子進(jìn)行互補(bǔ)，阻斷蛋白質(zhì)的合成。 （3）自殺基因。編碼可殺死癌變細(xì)胞的蛋白酶基因。,練 習(xí),1、轉(zhuǎn)基因技術(shù)在植物品種改良方面應(yīng)用廣泛，其中一項(xiàng)基因工程就是改造CO2固定酶。其目 的是（ ） A、提高光合作用效率 B、延長(zhǎng)果實(shí)的儲(chǔ)藏期 C、培育新作物品種 D、提高植物的抗性,A,2、上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶白蛋白基因的轉(zhuǎn)基因牛，他們還研究出一種可大大提高基因表達(dá)水平的新方法，使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳汁中的藥物蛋白含量提高30多倍?！稗D(zhuǎn)基因動(dòng)物”是指（ ） A、提供基因的動(dòng)物 B、基因組中增加外源基因的動(dòng)物 C、能產(chǎn)生白蛋白的動(dòng)物 D、能表達(dá)