高中生物 專題1 基因工程的應(yīng)用課件 新人教版選修3

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1、1.3基因工程基因工程的應(yīng)用的應(yīng)用提高農(nóng)作物抗逆能力、改良農(nóng)提高農(nóng)作物抗逆能力、改良農(nóng)作物品質(zhì)、利用植物生產(chǎn)藥物作物品質(zhì)、利用植物生產(chǎn)藥物1.抗蟲轉(zhuǎn)基因植物抗蟲轉(zhuǎn)基因植物使用化學(xué)農(nóng)藥的弊端使用化學(xué)農(nóng)藥的弊端解決這些弊端的途徑解決這些弊端的途徑污染環(huán)境，損害污染環(huán)境，損害人類健康，增加人類健康，增加生產(chǎn)成本。生產(chǎn)成本。將具有殺蟲活性的將具有殺蟲活性的基因?qū)胱魑镏校驅(qū)胱魑镏?，使其具有抗蟲性。使其具有抗蟲性?？瓜x目的基因應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例抗蟲水稻、棉花、玉米、抗蟲水稻、棉花、玉米、馬鈴薯、煙草、番茄、大馬鈴薯、煙草、番茄、大豆、蘋果、核桃、菊花等豆、蘋果、核桃、菊花等與對照組（黃色枯萎植株）與

2、對照組（黃色枯萎植株）轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻（綠色植株）轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻（綠色植株）抗蟲棉抗蟲棉普通棉普通棉2.抗病轉(zhuǎn)基因植物抗病轉(zhuǎn)基因植物病原微生物病原微生物引起植物生病的微生物引起植物生病的微生物如：病毒、真菌、細(xì)菌等。如：病毒、真菌、細(xì)菌等。抗病毒目的基因抗病毒目的基因病毒外殼蛋白基因和病毒的復(fù)制酶基因病毒外殼蛋白基因和病毒的復(fù)制酶基因舉例舉例幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因抗病毒轉(zhuǎn)基因小麥、抗病毒轉(zhuǎn)基因甜椒抗病毒轉(zhuǎn)基因小麥、抗病毒轉(zhuǎn)基因甜椒抗真菌目的基因抗真菌目的基因3.抗逆轉(zhuǎn)基因植物抗逆轉(zhuǎn)基因植物造成低產(chǎn)、減產(chǎn)的常見因素造成低產(chǎn)、減產(chǎn)的常見因素鹽堿、干旱、低溫、澇害等鹽

3、堿、干旱、低溫、澇害等鹽堿、干旱對農(nóng)作物的危害與什么有關(guān)鹽堿、干旱對農(nóng)作物的危害與什么有關(guān)與細(xì)胞內(nèi)滲透壓調(diào)節(jié)有關(guān)與細(xì)胞內(nèi)滲透壓調(diào)節(jié)有關(guān)抗逆目的基因抗逆目的基因調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因魚的抗凍蛋白基因魚的抗凍蛋白基因抗除草劑基因抗除草劑基因3、抗逆轉(zhuǎn)基因植物、抗逆轉(zhuǎn)基因植物抗逆基因作用成果調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓基因改變細(xì)胞內(nèi)滲透壓，提高抗鹽堿、抗旱能力抗鹽、抗旱煙草抗凍蛋白基因耐寒能力提高耐寒番茄抗除草劑基因抗除草劑抗除草劑玉米特點(diǎn)：特點(diǎn)： 導(dǎo)入另一種導(dǎo)入另一種生物的優(yōu)良性生物的優(yōu)良性狀基因，獲得狀基因，獲得新性狀抵抗惡新性狀抵抗惡劣環(huán)境因素，劣環(huán)境因素，轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米轉(zhuǎn)基因抗除草劑

4、玉米噴灑除草劑時，殺死田間的雜草而不損傷作物噴灑除草劑時，殺死田間的雜草而不損傷作物4.利用轉(zhuǎn)基因改良植物品種利用轉(zhuǎn)基因改良植物品種使食品的營養(yǎng)成分均衡使食品的營養(yǎng)成分均衡將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因，將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因，導(dǎo)入植物，或改變這種氨基酸合成途徑導(dǎo)入植物，或改變這種氨基酸合成途徑中某種關(guān)鍵酶的活性，以提高氨基酸的中某種關(guān)鍵酶的活性，以提高氨基酸的含量。含量。將富含氨基酸的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胗衩?，將富含氨基酸的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胗衩?，獲得的轉(zhuǎn)基因玉米中賴氨酸的含量提高獲得的轉(zhuǎn)基因玉米中賴氨酸的含量提高30%。轉(zhuǎn)基因高賴氨酸玉米轉(zhuǎn)基因高賴氨酸玉米優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 改善糧

5、食作物的營養(yǎng)成分含量，如氨基酸、蛋白質(zhì)改善糧食作物的營養(yǎng)成分含量，如氨基酸、蛋白質(zhì)使果品延熟，便于儲存使果品延熟，便于儲存將控制番茄成熟的基因?qū)敕?，獲得將控制番茄成熟的基因?qū)敕眩@得轉(zhuǎn)基因延熟番茄。轉(zhuǎn)基因延熟番茄。轉(zhuǎn)基因延熟番茄轉(zhuǎn)基因延熟番茄豐富花品顏色，提高觀賞價值。豐富花品顏色，提高觀賞價值。將與植物花青素代謝有關(guān)的基因?qū)牖ɑ軐⑴c植物花青素代謝有關(guān)的基因?qū)牖ɑ苤参锇珷颗Ｖ?，轉(zhuǎn)基因矮牽牛呈現(xiàn)出自然植物矮牽牛中，轉(zhuǎn)基因矮牽牛呈現(xiàn)出自然界沒有的顏色。界沒有的顏色。轉(zhuǎn)基因矮牽牛轉(zhuǎn)基因矮牽牛普通矮牽牛普通矮牽牛轉(zhuǎn)基因龍膽花色奇異轉(zhuǎn)基因藍(lán)豬耳改變花色轉(zhuǎn)基因牽牛花改變了花色異想天開異想天開1

6、.用于提高動物生長速度用于提高動物生長速度轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因鯉魚鯉魚2.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)優(yōu)點(diǎn)：避免食物過敏、腹瀉、惡心等不適優(yōu)點(diǎn)：避免食物過敏、腹瀉、惡心等不適 將將腸乳糖酶腸乳糖酶基基因?qū)肽膛；驅(qū)肽膛；蚪M，獲得轉(zhuǎn)因組，獲得轉(zhuǎn)基因牛的乳汁，基因牛的乳汁，降低乳糖含量降低乳糖含量優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 產(chǎn)量高、質(zhì)量好、產(chǎn)量高、質(zhì)量好、 成本低、易提取成本低、易提取方法：方法： 乳腺生物反應(yīng)器乳腺生物反應(yīng)器（乳房生物反應(yīng)器）（乳房生物反應(yīng)器）3.用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物（重點(diǎn)）（重點(diǎn)）獲取目的基因獲取目的基因（例如血清蛋白基因）（例如血清蛋白基因）構(gòu)建基因表達(dá)載體構(gòu)

7、建基因表達(dá)載體（在血清白蛋白基因前加特異表達(dá)的啟動子）（在血清白蛋白基因前加特異表達(dá)的啟動子）顯微注射導(dǎo)入哺乳動物受精卵中顯微注射導(dǎo)入哺乳動物受精卵中形成胚胎形成胚胎將胚胎送入母體動物將胚胎送入母體動物發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物（只有在產(chǎn)下的雌性動（只有在產(chǎn)下的雌性動物個體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)）物個體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)）4.用于轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體用于轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體設(shè)想設(shè)想建立器建立器官移植官移植工廠工廠現(xiàn)實(shí)現(xiàn)實(shí)用動物的用動物的器官解決器官解決人類器官人類器官來源問題來源問題基因工程胰島素（一）基因工程胰島素（一）胰島素是治療糖尿胰島素是治療糖尿病的特效藥，長期病

8、的特效藥，長期以來只能依靠從豬、以來只能依靠從豬、牛等動物的胰腺中牛等動物的胰腺中提取，提取，100Kg胰腺胰腺只能提取只能提取4-5g的胰的胰島素，其產(chǎn)量之低島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而和價格之高可想而知。知。胰島素分子結(jié)構(gòu)胰島素分子結(jié)構(gòu)基因工程胰島素（二）基因工程胰島素（二）將合成的胰島素基將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，因?qū)氪竽c桿菌，每每2000L培養(yǎng)液就能培養(yǎng)液就能產(chǎn)生產(chǎn)生100g胰島素！胰島素！大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)不但解決了這種比不但解決了這種比黃金還貴的藥品產(chǎn)黃金還貴的藥品產(chǎn)量問題，還使其價量問題，還使其價格降低了格降低了30%-50%!胰島素生產(chǎn)車間胰島素生產(chǎn)車

9、間基因工程干擾素（一）基因工程干擾素（一）從人血中提取干擾素，從人血中提取干擾素，300L300L血才提取血才提取1mg1mg！通過基因工程通過基因工程的方式創(chuàng)造了能合的方式創(chuàng)造了能合成人干擾素的大腸成人干擾素的大腸桿菌，每桿菌，每1Kg1Kg的培的培養(yǎng)液可提取養(yǎng)液可提取202040mg40mg干擾素干擾素 基因工程人工干擾素基因工程人工干擾素-2b（安達(dá)芬）（安達(dá)芬） 是我國第是我國第一個全國產(chǎn)化基因工程人干擾素一個全國產(chǎn)化基因工程人干擾素-2b，具有抗，具有抗病毒，抑制腫瘤細(xì)胞增生，調(diào)節(jié)人體免疫功能病毒，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作用，廣泛

10、用于病毒性疾病治療和多種腫瘤的治療，是當(dāng)前國際公認(rèn)的病毒性疾病治療的的治療，是當(dāng)前國際公認(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。首選藥物和腫瘤生物治療的主要藥物。基因工程干擾素（二）基因工程干擾素（二） 人造血液、白細(xì)胞介素、乙人造血液、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實(shí)現(xiàn)工肝疫苗等通過基因工程實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病業(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)揮苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用了重大的作用。其它基因工程藥物其它基因工程藥物基因治療：基因治療：舉例：舉例：復(fù)合型免疫缺復(fù)合型免疫缺陷陷患者生存在無菌環(huán)境中患者生存在無菌環(huán)境中 復(fù)合型免疫缺陷癥復(fù)

11、合型免疫缺陷癥患者缺乏正常的人體患者缺乏正常的人體免疫功能，只要稍被免疫功能，只要稍被細(xì)菌或者病毒感染，細(xì)菌或者病毒感染，就會發(fā)病死亡。這個就會發(fā)病死亡。這個病的機(jī)理是細(xì)胞的一病的機(jī)理是細(xì)胞的一個常染色體上個常染色體上編碼腺編碼腺苷酸脫氨酶的基因苷酸脫氨酶的基因發(fā)發(fā)生了突變?？梢酝ㄟ^生了突變。可以通過基因工程的方法治療?；蚬こ痰姆椒ㄖ委煛；蛑委煹男问剑夯蛑委煹男问剑后w外基因治療體外基因治療體內(nèi)基因治療體內(nèi)基因治療用于基因治療的基因種類：用于基因治療的基因種類：1）用）用正?；蛘；虼嫒毕莼?，或依靠其表代替缺陷基因，或依靠其表達(dá)產(chǎn)物來彌補(bǔ)病變基因帶來的缺陷。如血達(dá)產(chǎn)物來彌補(bǔ)病變基因

12、帶來的缺陷。如血友病、地中海貧血病的治療。友病、地中海貧血病的治療。2）反義基因反義基因。產(chǎn)生。產(chǎn)生mRNA分子與病變的分子與病變的mRNA分子進(jìn)行互補(bǔ)，阻斷蛋白質(zhì)的合成。分子進(jìn)行互補(bǔ)，阻斷蛋白質(zhì)的合成。3）自殺基因自殺基因。編碼可殺死癌變細(xì)胞的蛋白。編碼可殺死癌變細(xì)胞的蛋白酶基因。酶基因?；蚬こ趟幬镆约坝没蚬こ讨委熯z傳性疾病基因工程藥物以及用基因工程治療遺傳性疾病。植物基因工程植物基因工程應(yīng)用應(yīng)用抗蟲轉(zhuǎn)基因植物、抗病轉(zhuǎn)基因抗蟲轉(zhuǎn)基因植物、抗病轉(zhuǎn)基因植物、抗逆轉(zhuǎn)基因植物、改良植物、抗逆轉(zhuǎn)基因植物、改良植物品種。植物品種。動物基因工程動物基因工程應(yīng)用應(yīng)用提高動物的生長速率、改善儲提高動物的生長速率、改善儲蓄產(chǎn)品的品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動物蓄產(chǎn)品的品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物、用轉(zhuǎn)基因動物做器生產(chǎn)藥物、用轉(zhuǎn)基因動物做器官移植的供體。官移植的供體。