1.3基因工程的应用[课堂使用]

1、专题一专题一 基因工程基因工程 1.3 1.3 基因工程的应用基因工程的应用 基础教学 基因工程可帮助人类解决当前基因工程可帮助人类解决当前 存在的一些重大问题。存在的一些重大问题。 粮食问题粮食问题 环境污染问题环境污染问题 能源危机问题能源危机问题 不治之症问题不治之症问题 基础教学 一、植物基因工程硕果累累一、植物基因工程硕果累累 植物基因工程在植物基因工程在农业农业中的应用发展中的应用发展 迅速，主要用于迅速，主要用于提高农作物的抗逆能力提高农作物的抗逆能力， 以及以及改良农作物的品质改良农作物的品质和和利用植物生产利用植物生产 药物药物等方面。等方面。 基础教学 1 1、抗虫转基因植

2、物、抗虫转基因植物 （1 1）方法：）方法：从某些生物分离出具有杀虫活性从某些生物分离出具有杀虫活性 的基因导入作物中，使其具有抗虫性。的基因导入作物中，使其具有抗虫性。 （2 2）杀虫基因：）杀虫基因：BtBt毒蛋白基因、蛋白酶抑制毒蛋白基因、蛋白酶抑制 剂基因，淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因剂基因，淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因 等。等。 （3 3）成果：）成果：抗虫棉、抗虫水稻。抗虫棉、抗虫水稻。 棉铃虫棉铃虫 稻飞虱稻飞虱 基础教学 抗虫棉的培育过程：抗虫棉的培育过程： 基础教学 2 2、抗病转基因植物、抗病转基因植物 （1 1）病原微生物：）病原微生物：以病毒、真菌、细菌为主。以

3、病毒、真菌、细菌为主。 （2 2）抗病毒基因：）抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因、病毒病毒外壳蛋白基因、病毒 复制酶基因。复制酶基因。 （3 3）抗真菌基因：）抗真菌基因：几丁质酶基因、抗毒素合几丁质酶基因、抗毒素合 成基因。成基因。 抗病毒的转基因小麦抗病毒的转基因小麦抗病毒的转基因甜椒抗病毒的转基因甜椒 基础教学 3 3、抗逆转基因植物、抗逆转基因植物 （1 1）植物所面对的不利条件：）植物所面对的不利条件： 盐碱、干旱、低温、涝害等盐碱、干旱、低温、涝害等 （2 2）盐碱和干旱对农作物的危害：）盐碱和干旱对农作物的危害： 细胞内的渗透压细胞内的渗透压 （3 3）抗盐碱、抗干旱基因：）抗盐碱、

4、抗干旱基因： 调节细胞渗透压的基因调节细胞渗透压的基因 （4 4）抗寒作物、抗除草剂作物）抗寒作物、抗除草剂作物 抗冻蛋白基因来自鱼。抗冻蛋白基因来自鱼。 基础教学 转基因抗除草剂玉米转基因抗除草剂玉米 基础教学 4 4、改良植物的品质、改良植物的品质 富含赖氨酸的富含赖氨酸的 转基因玉米转基因玉米 转基因矮牵牛转基因矮牵牛 基础教学 二二、动物基因工程前景广阔、动物基因工程前景广阔 1 1、用于提高动物生长速度、用于提高动物生长速度 动物品种改良、建立生物反应器、器官移植动物品种改良、建立生物反应器、器官移植 导入导入外源生长激素基因外源生长激素基因 基础教学 2 2、用于改善畜产品的品质、

5、用于改善畜产品的品质 转基因牛：转基因牛：将将肠乳糖酶基因肠乳糖酶基因导入奶牛基因导入奶牛基因 组，转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大组，转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大 大减低。大减低。 乳糖不耐受症乳糖不耐受症 是由于人体肠道不能分泌分解乳糖的酶而引起的，是由于人体肠道不能分泌分解乳糖的酶而引起的， 当人体摄入大量乳糖后，会因无法正常代谢乳糖当人体摄入大量乳糖后，会因无法正常代谢乳糖 而出现腹泻、腹胀或腹绞痛等症状。它是多发在而出现腹泻、腹胀或腹绞痛等症状。它是多发在 亚洲地区的一种先天的遗传性疾病。患者对乳糖亚洲地区的一种先天的遗传性疾病。患者对乳糖 消化和吸收受阻。大多数有乳糖不耐症的人

6、仍然消化和吸收受阻。大多数有乳糖不耐症的人仍然 是可以喝牛奶的，只是不能过量。比如，在日本是可以喝牛奶的，只是不能过量。比如，在日本 90%90%以上的人有乳糖不耐，但大多数人可以每天喝以上的人有乳糖不耐，但大多数人可以每天喝 200200毫升的牛奶而没有任何不适。毫升的牛奶而没有任何不适。 基础教学 3 3、用转基因动物生产药物、用转基因动物生产药物 成果：成果：乳腺生物反应器乳腺生物反应器 操作过程：操作过程： 获取目的基因获取目的基因构建基因表达载体构建基因表达载体 ( (乳腺蛋白基因的启动子乳腺蛋白基因的启动子药用蛋白基因药用蛋白基因) ) 显微注射，显微注射， 导入受精卵导入受精卵

7、形成早期胚胎形成早期胚胎移植到母体移植到母体 发育成转基因动物。发育成转基因动物。 转基因动物进入泌乳期后，可通过分泌的乳汁来转基因动物进入泌乳期后，可通过分泌的乳汁来 生产所需要的药物。生产所需要的药物。 基础教学 1）乳腺是一个）乳腺是一个外分泌器官外分泌器官。乳汁不进入体内乳汁不进入体内 循环，不会影响循环，不会影响转基因动物本身的转基因动物本身的生理代谢反生理代谢反 应应。 2）从乳汁中获取目的基因产物，）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易产量高，易 提纯提纯，表达的，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工蛋白质已经过充分的修饰加工， 具有具有稳定的生物活性。稳定的生物活性。 3）从乳汁中

8、）从乳汁中源源不断源源不断获得目的基因的产物的获得目的基因的产物的 同时，同时，转基因动物转基因动物又可又可无限繁殖无限繁殖。 3 3、用转基因动物生产药物、用转基因动物生产药物 优点：产量高、质量好、成本低、易提取优点：产量高、质量好、成本低、易提取 基础教学 乳汁中含有人生长激乳汁中含有人生长激 素的转基因牛素的转基因牛 含人凝血因子基因的含人凝血因子基因的 转基因羊（治血友病）转基因羊（治血友病） 基础教学 猪作供体的优点：猪作供体的优点： （1 1）猪的内脏构造、大小、血管分布与）猪的内脏构造、大小、血管分布与 人极为相似；人极为相似； （2 2）猪体内隐藏的、可导致人类疾病的）猪体内

9、隐藏的、可导致人类疾病的 病毒远远少于灵长类动物。病毒远远少于灵长类动物。 4 4、用转基因动物作器官移植的供体、用转基因动物作器官移植的供体 方法：方法：将供体基因组导入某种调节因子，将供体基因组导入某种调节因子， 抑制抗原决定基因的表达抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗，或设法除去抗 原决定基因，再结合克隆技术，培育出没原决定基因，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。有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。 基础教学 转基因克隆猪转基因克隆猪 早在早在2020世纪，欧洲国家世纪，欧洲国家 已经将猪的心脏、肾、肝及已经将猪的心脏、肾、肝及 神经细胞移植给相应器官衰神经细胞

10、移植给相应器官衰 竭的晚期患者及帕金森病患竭的晚期患者及帕金森病患 者，但寿命很短。者，但寿命很短。19061906年，年， JaboulayJaboulay将猪肾移植给一位将猪肾移植给一位 患肾功能衰竭的年青妇女，患肾功能衰竭的年青妇女， 移植物存活了移植物存活了3 d3 d，手术后，手术后 病人死于尿毒症。病人死于尿毒症。 基础教学 三、基因工程药物异军突起三、基因工程药物异军突起 利用利用工程菌工程菌生产生产 药物，已有药物，已有6060多多 种。种。 基础教学 概念：概念： 基因治疗是把正常基因导入病人体内，基因治疗是把正常基因导入病人体内， 使该基因的表达产物发挥功能，从而使该基因的

11、表达产物发挥功能，从而 达到治疗疾病的目的。达到治疗疾病的目的。 四、基因治疗曙光初照四、基因治疗曙光初照 体外基因治疗体外基因治疗 如：腺苷酸脱氨酶基因的转移如：腺苷酸脱氨酶基因的转移 体内基因治疗体内基因治疗 用于基因治疗的基因种类：用于基因治疗的基因种类： 从健康人体上分离的功能正常的基因从健康人体上分离的功能正常的基因 反义基因反义基因 自杀基因自杀基因 （操作复杂，但效果较可靠）（操作复杂，但效果较可靠） 基础教学 小结小结 一、植物基因工程硕果累累一、植物基因工程硕果累累 二二、动物基因工程前景广阔、动物基因工程前景广阔 三、基因工程药物异军突起三、基因工程药物异军突起 1 1、抗

12、虫转基因植物、抗虫转基因植物 2 2、抗病转基因植物、抗病转基因植物 3 3、抗逆转基因植物、抗逆转基因植物 4 4、利用转基因改良植物的品质、利用转基因改良植物的品质 1 1、提高动物生长速度、提高动物生长速度 2 2、用于改善畜产品的品质、用于改善畜产品的品质 3 3、用转基因动物生产药物、用转基因动物生产药物 4 4、用转基因动物作器官移植的供体、用转基因动物作器官移植的供体 四、基因治疗曙光初照四、基因治疗曙光初照 基础教学 取患者骨髓取患者骨髓 分离干细胞分离干细胞 运载体病毒运载体病毒 正常基因正常基因 导入正常基因的干细胞导入正常基因的干细胞 注入患者体内注入患者体内 ADAAD

13、A缺乏症的基因治疗缺乏症的基因治疗 基础教学 基因治疗是指（基因治疗是指（ ） A A、把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗目的、把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗目的 B B、对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗的、对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗的 目的目的 C 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，、运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变， 从而恢复正常从而恢复正常 D 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、运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的 目的目的 A 及时反

14、馈及时反馈 基础教学 异想天开异想天开 基础教学 前沿介绍前沿介绍 1 1、抗禽流感病毒的家禽、鱼类已经问世、抗禽流感病毒的家禽、鱼类已经问世 2 2、基因治疗的最新进展是即将用基因枪、基因治疗的最新进展是即将用基因枪 技术于基因治疗。技术于基因治疗。 3 3、胎儿基因疗法、胎儿基因疗法 4 4、治疗肺结核、治疗肺结核 基础教学 拓展视野拓展视野 神奇的基因芯片神奇的基因芯片 基因芯片点样仪基因芯片点样仪 基础教学 恐怖的基因武器恐怖的基因武器 基础教学 巩固提高巩固提高 1 1、提高农作物抗盐碱和抗旱能力的目的基因、提高农作物抗盐碱和抗旱能力的目的基因 是（是（ ） A A、抗除草剂基因、抗除草剂基因 B B、调节细胞渗透压的基因、调节细胞渗透压的基因 C C、抗冻蛋白基因、抗冻蛋白基因 D D、BtBt毒蛋白基因毒蛋白基因 B B 基础教学 2 2、科学家已能运用基因工程技术，让羊合成、科学家已能运用基因工程技术，让羊合成 并由