2015-2016高中生物人教版（选修《现代生物科技专题》）第一章第三节 基因工程的应用（共66张PPT）.ppt

例2、器官移植是治疗人类某些疾病的有效治疗方法，如对大面积烧伤病人采取的皮肤移植，肾衰竭病人的肾移植，冠心病人的心脏移植等。下面就器官移植的话题，回答相关问题：英国科学家已经研究用动物的器官作为器官移植的器官来源，科学家发现猪的内脏器官与人的内脏器官大小、形态均差不多，他们从20世纪80年代就开始研究。研究的重点是改造猪细胞膜。 （1）猪细胞膜的基本结构和人的细胞膜是相同的，但其上的　　　　　和人细胞膜有很多是不同的。 （2）改造猪细胞膜主要是通过 　　　技术进行，具体操作步骤： 糖蛋白 基因工程 第一步，获得控制目的基因（人体细胞膜上蛋白质合成的基因），所用的方法有 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。　　　　　　　　　　　　 第二步，将目的基因与 结合； 第三步，将目的基因导入受体细胞，对猪来说，应导入其　　　　　　　　　　细胞最有效。 在这项技术中，必须使用的两种工具酶是　　　　和 。 鸟枪法、反转录法、化学合成法 运载体 受精卵 限制酶 DNA连接酶 （四）用转基因动物作器官移植的供体 供体动物： 存在的难题： 解决方法： 猪 免疫排斥 将供体基因组导入某种基因调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。 小结： 基因工程的应用 植物基因工程： 抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。 动物基因工程： 提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。 转基因生物与目的基因的关系 转基因生物 目的基因 从何来 抗虫棉基因 抗病毒转基因小麦 抗立枯丝核菌(真菌)的烟草 抗盐碱和干旱作物 耐寒的番茄 抗除草剂的大豆 富含赖氨酸的转基因玉米 转基因延迟番茄 转基因牵牛花 降低乳糖的奶牛 生产胰岛素的工程菌 Bt毒蛋白基因 苏云金芽孢杆菌 病毒外壳基因和病毒复制酶基因 几丁质酶基因和抗毒素合成基因 调节细胞渗透压的基因 抗冻蛋白基因 鱼 抗除草剂基因 富含赖氨酸的蛋白质编码基因 控制番茄果实成熟的基因 植物花青素代谢有关的基因 乳糖酶基因 人胰岛素基因 人 基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 C A、人工合成目的基因 B、目的基因与运载体结合 C、将目的基因导入受体细胞 D、目的基因的检测和表达 1.在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、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。 2.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 3.可利用什么方法来解决上述问题？ 利用基因工程方法制造转基因的工程菌，可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。 工程菌:用基因工程方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。 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 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4－5g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。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。1980－1982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 利用微生物生产药物的优越性何在? 利用微生物生产蛋白质类药物，是指将人们需要的某种蛋白质的编码基因，构建成表达载体后导入微生物，然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药物。有以下优越性：