《江苏省宿迁市马陵中学2018届高考生物专题复习 基因工程应用课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏省宿迁市马陵中学2018届高考生物专题复习 基因工程应用课件（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基因工程的应用,专题基因工程,主要体现在 ， 等方面。,一、动物基因工程前景广阔,具体的应用方面？请举例说明,用转基因的动物生产药物,设问: 就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？为什么？,转基因动物的乳腺、膀胱。,（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。,原因：,获取目的基因（生长激素基因） 构建基因表达载体 （在生长激素基因前加特异表达的启动子） 显微注射导入哺乳动物
2、受精卵中 培养形成胚胎 将胚胎送入母体动物 发育成转基因动物,思考:用基因工程技术实现乳腺生物反应器的操作过程是怎样的？(乳汁中含有生长激素),可以从转基因生物的所有个体，任何时期获取基因工程药物吗？ 雌性转基因动物进入泌乳期后 哪有什么更好的方法吗？ 膀胱生物反应器,乳腺生物反应器的优点： 产量高；质量好； 成本低；易提取。,二、植物基因工程硕果累累,转基因大豆、玉米、棉花和油菜进入大规模商业化应用阶段,说出植物基因工程的具体应用,总结：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 （2）抗逆性品种 转基因大豆，抗虫棉 转基因生物？优点？,在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、
3、干扰素等直接从生物体的哪些结构中提取？,从生物的组织、细胞或血液中提取。,1.传统生产方法的缺点:,由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。,三、基因工程药品异军突起,2.基因工程制药：,基因工程药品包括：细胞因子（即淋巴因子如白细胞介素2、干扰素）、抗体、疫苗、激素等,过程： 某蛋白质的编码基因， 构建成表达载体 导入微生物 发酵,胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取45g胰岛素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。1979年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，并在大肠杆菌内实现了表达
4、。1982年，美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市场，售价降低了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,干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对治疗癌症和某些白血病也有一定疗效。传统
5、的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提取，每300L血液只能提取出1mg干扰素。19801982年，科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，是传统的生产量的12万倍。1987年上述干扰素大量投放市场。,基因工程药品 干扰素,3、基因工程生产药物优点：,（1）利用活细胞作为表达系统，表达效率高，无需大型装置和大面积厂房就可以生产出大量药品。 （2）可以解决传统制药中原料来源的不足。利用基因工程菌发酵生产就不需要从动物或人体上获取原料。 （3）降低生产成本，减少生产人员和管理人员。,如： 用珠蛋白的DNA探针可以检测出的遗传病是镰刀状细胞贫血症,1、相关疾病的快速诊断 2、身份
6、鉴定、亲子鉴定,四、基因诊断,右图中甲、乙两图为DNA测序仪显示的图像，已知甲图显示的碱基顺序为TCGAAT，则乙图显示的碱基顺序为 ATCGCAC BACCGTG CATTCAG DTCCGGA,B,3、环境监测：,基因治疗的概念： 将正常基因置换或弥补缺陷基因，使该基因的表达产物发挥功效，从而达到治疗疾病的目的,五、基因治疗曙光初照,免疫系统发挥正常作用的必须物质 腺苷酸脱氨酶（ADA） 腺苷酸脱氨酶基因,基因治疗曙光初照,ADA基因缺陷症 如何治疗？,讨论：课本P24页讨论题,基因治疗SCID的过程,基因治疗是把健康的外源基因导入 ( ) A有基因缺陷的细胞中 B有基因缺陷的染色体中 C
7、有基因缺陷的细胞器中 D有基因缺陷的DNA分子中,A,基因治疗是指 （ ） A、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 B. 对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的 C. 运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变回复正常 D. 运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的,A,一位女性患有严重复合型免疫缺陷病(SCID)，主要表现为缺乏腺苷酸脱氨酶(简称ada)，而腺苷酸脱氨酶是免疫系统完成正常功能必需的，因此，她不能抵抗任何微生物的感染，只能在无菌条件下生活。患者由于从父母处各继承了一个腺苷酸脱氨酶缺失基因，导致体内无法合成腺苷
8、酸脱氨酶。运用现代生物技术进行治疗后，患者的免疫功能得到了很大的修复。,(1)要获得携带人正常ada基因的细菌，需要的工具酶包括 。 (2) 细菌内的ada基因整合到病毒的核酸上，依赖病毒对细菌的 过程。 (3)治疗过程中，病毒起 的作用。 (4)T淋巴细胞由 细胞在胸腺中发育而成，能随 和 在体内流动。 (5)进入T细胞的ada基因发挥治疗作用的标志是 。,DNA限制性内切酶, DNA连接酶,侵染(或感染),载体,造血干细胞,血液,淋巴,合成了腺苷酸脱氨酶,1、不属于基因工程方法生产的药物是（ ） A.干扰素 B.白细胞介素 C.青霉素 D.乙肝疫苗 2、用珠蛋白的DNA探针可以检测出的遗传
9、病是 ( ) A.镰刀状细胞贫血症 B.白血病 C.坏血病 D.苯丙酮尿症,C,A,3、下列关于基因工程成果的概述，错误的是 A.在医药卫生方面，主要用于诊断治疗疾病 B.在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物 C.在畜牧业上培育出体型巨大，品质优良的动物 D.在环境保护方面主要用于环境检测和对污染环境的净化,A,1976年人类首次获得转基因生物，即将人的生长抑制素因子的基因转入大肠杆菌，并获得表达。这里的表达是指该基因在大肠杆菌内 ( ) A能进行DNA复制 B能进行转录和翻译 C能合成抑制生长素释放因子 D能合成人的生长激素 由上题的表达来看，该技术成功说明了人和大肠杆菌
10、共用一套 ( ) A细胞结构 B遗传密码 C遗传物质 D遗传规律,C,B,3下列关于基因工程应用的叙述，正确的是 A.基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 B基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 C.一种基因探针能检测水体中的各种病毒 D.原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良,B,3、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍，转基因动物是指 A.提供基因的动物 B.基因组中增加外源基因的动物 C.能产生白蛋白的动物 D.能表达基因信息的动物,B,7、下列关于转基因植物的叙述。正确的是 A
11、转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传人环境中 B转抗虫基因的植物不会导致昆虫群体抗性基因频率增加 C动物的生长激素基因转人植物后不能表达 D如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题,A,基因工程又叫基因拼接技术。 (1)在该技术中，用人工合成方法获得目的基因的途径之一是：以目的基因转录的 为模板， 成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成 。 (2)基因工程中常用的受体细胞有细菌、真菌、 。 (3)假设以大肠杆菌质粒作为运载体，并以同一种限制性内切酶切割运载体与且的基因，将切割后的运载体与目的基因片段混合，并加入DNA连接酶。连接产物至少有 种环状DNA分子，它们分别是 。,
12、mRNA,反转录,双链DNA(目的基因),动植物细胞,3,运载体自连的、目的基因片段自连的、运载体与目的基因片段相连的环状DNA分子,五、对转基因生物安全性的争论,看书回答： 1、对转基因生物安全性争议具体表现在哪 些方面？ 2、你的观点是什么？, 转基因生物与食物安全 a.转基因食物引起安全性问题的理由: 担心出现滞后效应。 担心出现新的过敏源。 担心营养成分改变。,对转基因生物安全性的争论表现在三方面： 食物安全、生物安全和环境安全,大斑蝶,Supermarkets and brands go ge free,差不多所有的欧洲食品生产商都承诺不使用转基因原料,但在其他地区，例如亚洲他们仍然
13、坚持双重标准,促进政府强制标签制度,多环节、严谨的安全性评价,可以保证转基因食物的安全。 科学家的负责态度，可以防止新过敏源的产生。 至今尚未发现食用转基因食品而影响人体健康的事例。 没有足够的证据证明转基因食物有问题，就应该判断它没有问题。,b.不必担心转基因食物安全性的理由:,转基因生物与生物安全,a.可能对生物多样性构成威胁的理由:,可能会扩散到种植区以外,成为野生种类。,可能成为“入侵的外来物种”。,可能重组出对人类或其他生物有害的细菌或病毒。,抗除草剂基因通过花粉传播进入杂草，有可能使杂草成为除草剂除不掉的“超级杂草”。,转基因生物与生物安全,可能对生物多样性构成威胁, 转基因生物与
14、环境安全,可能对生态系统的稳定性和人类生活环境造成破坏,炭疽杆菌,炭疽是由炭疽杆菌引起的一种急性传染病，可以感染人及一些食草动物，死亡率可达50%以上。炭疽杆菌在不利的生长环境下可形成芽孢，具备极强的抵抗力和生存力。英国政府在90年代整理二战德国间谍器材时，发现了47年前德国间谍携带的装有炭疽芽孢的玻璃管，其中的炭疽芽孢依然存活。这种几乎不死的特性使炭疽成为生物武器制剂的首选。,资料1：,炭疽病是一种由炭疽芽抱杆菌引起的疾病，症状之一是皮肤等组织发生黑炭状坏死，炭疽芽抱杆菌能产生外毒素来增加微血管通透性，导致出血和组织肿胀，而且对中枢神经系统具有迅速和显著的抑制作用，从而使人发生呼吸衰竭和心脏
15、衰竭而死亡。一般来说，炭疽杆菌对青霉素敏感。可采用预防接种的办法预防炭疽病，但需持续、频繁注射减毒菌苗，注射减毒菌苗后能在体内检测出抗体的存在。,9.11之后“炭疽袭击”给美国带来的恐怖。,一、生物武器的种类（致命）,致病菌： 病毒： 生化毒剂： 基因重组的致病菌：,炭疽杆菌、鼠疫菌、霍乱弧菌、伤寒杆菌、菌痢,天花病毒、动物痘病毒、基因工程改造的流感病毒,肉毒杆菌毒素,重组蜡状杆菌、新型鼠痘病毒、转基因流感病毒,人类从来没有接触过这种致病菌,无药可医,注：利用重组基因技术制造的全新致病菌比一般的生物武器的危害性大，其原因是,二、生物武器的特点,资料2： 生物武器是真正有效的大规模杀伤性武器！是穷人的原子弹！每平方公里导致50%死亡率的成本，常规武器需2000美元，核武器需800美元，化学武器需600美元，而生物武器仅花1美元。只需20克生物武器，就足以使60亿地球人死于非命！,
