1、基因工程的應(yīng)用整理第1頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四一、植物基因工程碩果累累 哪些轉(zhuǎn)基因作物已進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段?轉(zhuǎn)基因大豆、玉米、棉花和油菜第2頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四植物基因工程技術(shù)主要用于哪些方面?提高農(nóng)作物的抗逆能力（如抗除草劑、抗蟲、抗病、抗干旱和抗鹽堿等）,以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物等方面.第3頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四二、基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用植物基因工程技術(shù)主要用于哪些方面?抗蟲轉(zhuǎn)基因植物抗病轉(zhuǎn)基因植物抗逆轉(zhuǎn)基因植物利用轉(zhuǎn)基因改良作物品質(zhì)，提高產(chǎn)量第4頁，共40頁，2022

2、年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四(一)抗蟲轉(zhuǎn)基因植物1.蟲害給農(nóng)作物帶來了哪些影響? 傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)如何防治害蟲? 有哪些不足?2.現(xiàn)在已有哪些抗蟲植物問世?第5頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四3. 抗蟲基因Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等請(qǐng)閱讀P18生物資料技術(shù)卡,了解一些抗蟲基因的抗蟲機(jī)理。4.我國(guó)的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉取得了哪些進(jìn)展?第6頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四抗蟲棉的培育第7頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四（二）抗病轉(zhuǎn)基因植物1.什么是病原微生物？有哪些種類？引起生物生病的微生物，主

3、要有病毒、真菌和細(xì)菌等2.為什么說常規(guī)育種很難培育出抗病毒的新品種？3.在抗病轉(zhuǎn)基因植物中使用最多的是什么基因？病毒外殼蛋白（coat protein，CP）基因； 病毒的復(fù)制酶基因第8頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四3.在抗真菌轉(zhuǎn)基因植物中使用什么基因？幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因 第9頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四目的基因病毒外殼蛋白基因病毒的復(fù)制酶基因成果：抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥等。抗病毒基因：抗毒素合成基因抗真菌基因：幾丁質(zhì)酶基因第10頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四（三）其他抗逆轉(zhuǎn)基因植物

4、1.哪些環(huán)境條件會(huì)造成農(nóng)作物低產(chǎn)、減產(chǎn)？鹽堿、干旱、低溫和澇害等2.鹽堿和干旱對(duì)農(nóng)作物的危害與什么有關(guān)？細(xì)胞內(nèi)的滲透壓調(diào)節(jié)在抗鹽堿和抗干旱作物中使用了什么基因？ 調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因 第11頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四3.轉(zhuǎn)基因耐寒的煙草和番茄中哪種目的基因提高了其抗寒能力？目的基因從何而來？魚的抗凍蛋白基因 第12頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四4.抗除草劑基因有何用途？噴灑除草劑時(shí)，殺死田間的雜草而不損傷作物第13頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四抗逆基因調(diào)節(jié)滲透壓的基因抗凍蛋白基因抗除草劑基因調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓，使植物

5、抗干旱、抗鹽堿使植物抗寒使植物抗除草劑第14頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四成果：A.利用調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因，提高作物抗旱和抗鹽堿能力；B.將魚的抗凍蛋白基因轉(zhuǎn)入番茄，提高番茄的抗凍能力。C.將抗除草劑基因?qū)朕r(nóng)作物中，在噴灑除草劑時(shí)，殺死雜草而不殺死農(nóng)作物。第15頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四（四）利用轉(zhuǎn)基因改良農(nóng)作物品質(zhì)成果：A將富含賴氨酸的蛋白質(zhì)的編碼 基因?qū)胗衩祝@得的轉(zhuǎn)基因 玉米賴氨酸含量提高30。 B將控制番茄成熟的基因帶入番 茄，獲得轉(zhuǎn)基因延熟番茄，儲(chǔ) 存期可以達(dá)2個(gè)月。 C將與植物花青素有關(guān)的基因?qū)?入矮牽牛中，轉(zhuǎn)基因矮牽牛

6、出 現(xiàn)顏色變異。 第16頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四控制番茄果實(shí)成熟的基因第17頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四與植物花青素代謝有關(guān)的基因轉(zhuǎn)基因藍(lán)玫瑰第18頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四第19頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四二、動(dòng)物基因工程前景廣闊（一）用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度動(dòng)物品種改良、建立生物反應(yīng)器、器官移植等導(dǎo)入外源生長(zhǎng)激素基因第20頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四（二）用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)舉例說明將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大減低

7、。（三）用轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物生產(chǎn)藥物設(shè)問:就基因藥物而言，最理想的表達(dá)場(chǎng)所是哪里？轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的乳腺。第21頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四 （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)物又可無限繁殖。設(shè)問:為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達(dá)場(chǎng)所呢？第22頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四將藥物蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，通過顯微

8、注射等方法，導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的受精卵中，將受精卵送入母體，使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌乳期后，可以通過分泌乳汁生產(chǎn)所需要的藥品，稱為乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器。乳腺生物反應(yīng)器第23頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四操作過程：獲取目的基因（藥用蛋白基因）構(gòu)建基因表達(dá)載體（藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組）顯微注射（哺乳動(dòng)物受精卵中）形成胚胎將胚胎送入母體動(dòng)物發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（只有在產(chǎn)下的雌性動(dòng)物個(gè)體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)）動(dòng)物進(jìn)入泌乳期（分泌的乳汁中包含所需要的藥物）優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)量高；質(zhì)量好成本低；易提取第24頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)

9、56分，星期四（四）用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體利用基因工程對(duì)豬的器官進(jìn)行改造方法：將器官供體基因組導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達(dá)或設(shè)法除去抗原決定基因，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官第25頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四外源基因類型及舉例成果舉例1.提高動(dòng)物 生長(zhǎng)速度 _基因轉(zhuǎn)基因綿羊、轉(zhuǎn)基因鯉魚。2.改善畜產(chǎn)品 品質(zhì) _基因乳汁中含乳糖較少的轉(zhuǎn)基因牛。3.用轉(zhuǎn)基因動(dòng) 物生產(chǎn)藥物 藥用蛋白基因乳腺蛋白基因的_轉(zhuǎn)基因動(dòng)物具有_生物反應(yīng)器。4.用轉(zhuǎn)基因動(dòng) 物作器官移 植的供體外源的抑制抗原決定基因表達(dá)的調(diào)節(jié)因子或除去供體的抗原決定基因

10、無_的轉(zhuǎn)基因豬。動(dòng)物基因工程的應(yīng)用總結(jié)外源生長(zhǎng)激素 腸乳糖酶 啟動(dòng)子 乳腺 免疫排斥反應(yīng) 第26頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四可利用什么方法來解決上述問題？ 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。三、基因工程藥品異軍(P22頁） 在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素直接 從生物的組織、細(xì)胞或血液中提取。由于受原料來源的限制，價(jià)格十分昂貴。突起第27頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四工程菌:用基因工程方法，使外源基因得到高效率表達(dá)的菌類細(xì)胞株系。基因工程藥品包括：細(xì)胞因子（即淋巴因子如白細(xì)胞介素2、干擾

11、素）、抗體、疫苗、激素等什么是工程菌，利用工程菌生產(chǎn)的藥物有哪些第28頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四 胰島素是治療糖尿病的特效藥。一般臨床上使用的胰島素主要從豬、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取45g胰島素。用該方法生產(chǎn)的胰島素產(chǎn)量低，價(jià)格昂貴，遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)需要。1979年，科學(xué)家將動(dòng)物體內(nèi)的胰島素基因與大腸桿菌DNA分子重組，并在大腸桿菌內(nèi)實(shí)現(xiàn)了表達(dá)。1982年，美國(guó)一家基因公司用基因工程方法生產(chǎn)的胰島素投入市場(chǎng)，售價(jià)降低了30%50%。 基因工程藥品 胰島素第29頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四 治療侏儒癥的唯一方法，是向人

12、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6萬具尸體的全部產(chǎn)量。 基因工程藥品 生長(zhǎng)激素第30頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四干擾素是動(dòng)物或人體細(xì)胞受到病毒侵染后產(chǎn)生的一種糖蛋白。干擾素幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一種抗病毒的特效藥。此外干擾素對(duì)治療癌癥和某些白血病也有一定療效。傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法是從人血液中的白細(xì)胞內(nèi)提取，每300L血液只能提取出1mg干擾素。

13、19801982年，科學(xué)家用基因工程方法在大腸桿菌及酵母菌細(xì)胞內(nèi)獲得了干擾素，是傳統(tǒng)的生產(chǎn)量的12萬倍。1987年上述干擾素大量投放市場(chǎng)。 基因工程藥品 干擾素第31頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四利用微生物生產(chǎn)藥物的優(yōu)越性何在? 利用微生物生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物，是指將人們需要的某種蛋白質(zhì)的編碼基因，構(gòu)建成表達(dá)載體后導(dǎo)入微生物，然后利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物。有以下優(yōu)越性：（1）利用活細(xì)胞作為表達(dá)系統(tǒng)，表達(dá)效率高，無需大型裝置和大面積廠房就可以生產(chǎn)出大量藥品。（2）可以解決傳統(tǒng)制藥中原料來源的不足。利用基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn)就不需要從動(dòng)物或人體上獲取原料。（3）降低生產(chǎn)成

14、本，減少生產(chǎn)人員和管理人員。 第32頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四1、胰島素、生長(zhǎng)激素的本質(zhì)、作用？2、基因工程藥物一般是口服藥物嗎？探究？第33頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四1、基因治療概念：四、基因治療曙光初照 把正常基因?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，是治療遺傳病的最有效的手段。（把特定的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，從而達(dá)到治療疾病的目的）2、實(shí)例： 將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入取自患者的淋巴細(xì)胞中，再將這種淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)。(1)對(duì)嚴(yán)重復(fù)合型免疫缺陷癥的治療第34頁，共40頁，2022年，5月20日

15、，5點(diǎn)56分，星期四3、基因治療的類型體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞，進(jìn)行培養(yǎng)，然后在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移的治病方法。（如將治療囊性纖維病的正常基因轉(zhuǎn)入患者肺組織）4、基因治療的發(fā)展現(xiàn)狀：處于初期的臨床試驗(yàn)階段5、用于基因治療的基因種類：正常基因、反義基因和自殺基因第35頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四1、鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的紅細(xì)胞產(chǎn)生異常的根本原因？2、導(dǎo)入過程是將攜帶人正常基因的載體導(dǎo)入患者所有細(xì)胞嗎？為什么？第36頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四蟲 病逆動(dòng)物生長(zhǎng)速度畜產(chǎn)品品質(zhì)藥物器官移植正常基因該基因表達(dá)產(chǎn)物第37頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)56分，星期四練一練利用細(xì)菌大量生產(chǎn)人胰島素，下列有關(guān)敘述不正確的是A、需有適當(dāng)載體將人胰島素基因?qū)爰?xì)菌B、需有適當(dāng)?shù)拿笇?duì)載體與人胰島素基因進(jìn)