基因工程的应用-

基因工程的应用专题１基因工程一、植物基因工程硕果累累

哪些转基因作物已进入大规模商业化应用阶段?转基因大豆、玉米、棉花和油菜植物基因工程技术主要用于哪些方面?提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）,以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面.(一)抗虫转基因植物1.虫害给农作物带来了哪些影响?

传统农业如何防治害虫?有哪些不足?使用化学农药污染环境，损害人类健康，增加生产成本。使作物产量降低等2.现在已有哪些抗虫植物问世?棉花、水稻、玉米、马铃薯、番茄、大豆等3.抗虫基因Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等请阅读P18生物资料技术卡,了解一些抗虫基因的抗虫机理。4.抗虫棉的目的基因是什么?目的基因从何而来?5.我国的转基因抗虫棉取得了哪些进展?Bt毒蛋白基因从苏云金芽孢杆菌中分离出来的课本P18（二）抗病转基因植物1.什么是病原微生物？有哪些种类？引起植物生病的微生物，主要有病毒、真菌和细菌等2.为什么说常规育种很难培育出抗病毒的新品种？3.在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因？病毒外壳蛋白（coatprotein，CP）基因；病毒的复制酶基因栽培作物自身缺少抗病毒基因4.在抗真菌转基因植物中使用什么基因？几丁质酶基因和抗毒素合成基因（三）抗逆转基因植物1.哪些环境条件会造成农作物低产、减产？盐碱、干旱、低温和涝害等2.盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关？细胞内的渗透压调节在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因？调节细胞渗透压的基因

3.转基因耐寒的烟草和番茄中哪种目的基因提高了其抗寒能力？目的基因从何而来？鱼的抗冻蛋白基因4.抗除草剂基因有何用途？喷洒除草剂时，杀死田间的杂草而不损伤作物人体（或或其它脊脊椎动物物）必不可少少，而机体内又又不能合合成的，必须从从食物中中补充的的氨基酸酸，称必需氨基基酸。必需氨基基酸共有８种种：赖氨氨酸、色色氨酸、、苯丙氨氨酸、蛋蛋氨酸（（甲硫氨氨酸）、、苏氨酸酸、异亮亮氨酸、、亮氨酸酸、缬氨氨酸。如果饮食食中经常常缺少必必需氨基基酸，可可影响健健康。另外12种氨基酸酸是人体体细胞能能够合成成的叫做做非必需需氨基酸酸。你知道哪哪些食品品中缺少少必需氨氨基酸？？如何用用转基因因的方法法加以改改良？豆类食品品中，含含有蛋氨氨酸（甲硫氨氨酸）比较少，大大米、玉玉米、小小麦则含含赖氨酸酸较少将必需氨氨基酸含含量多的的蛋白质质编码基基因导入入植物或改变必需需氨基酸酸合成途途径中某某种关键键酶的活活性（四）利利用转基基因改良良植物的的品质转基因高高赖氨酸酸玉米将富含氨氨基酸的的蛋白质质编码基基因导入入玉米，，获得的的转基因因玉米中中赖氨酸酸的含量量提高30%。优点：改善粮食食作物的的营养成成分含量量，如氨氨基酸、、蛋白质质转基因延延熟番茄茄的目的的基因是是什么？？控制番茄茄果实成成熟的基基因转基因蓝玫瑰优点：提高花卉卉的观赏赏价值将与植物物花青素素代谢有有关的基因导导入花卉卉植物矮矮牵牛中，转转基因矮矮牵牛呈呈现出自然界界没有的的颜色。。异想天开开二、动物基基因工程程前景广广阔（一）用用于提高高动物生生长速度度——动物品种改改良、建立立生物反应应器、器官官移植等导入外源生生长激素基基因（二）用于于改善畜产产品的品质质举例说明将肠乳糖酶基基因导入奶牛基基因组，转转基因牛分分泌的乳汁中乳糖糖的含量大大大减低。（三）用转转基因的动动物生产药药物设问:就基因药物物而言，最最理想的表表达场所是是哪里？转基因动物物的乳腺。（1）乳腺是一一个外分泌泌器官，乳乳汁不进入入体内循环环，不会影影响转基因因动物本身身的生理代代谢反应。。（2）从乳汁中中获取目的的基因产物物，产量高高，易提纯纯，表达的的蛋白质已已经过充分分的修饰加加工，具有有稳定的生生物活性。。（3）从乳汁中中源源不断断获得目的的基因的产产物的同时时，转基因因动物又可可无限繁殖殖。设问:为什么乳腺腺能成为基基因药物最最理想的表表达场所呢呢？将药物蛋白基基因与乳腺蛋白白基因的启启动子等调调控组件重重组在一起起，通过显微微注射等方方法，导入入哺乳动物物的受精卵中，将受精精卵送入母母体，使其其发育成转转基因动物物。转基因动物物进入泌乳乳期后，可可以通过分分泌乳汁生生产所需要要的药品，，称为乳腺生物反反应器或乳房生物物反应器。。乳腺生物反反应器乳腺生物反反应器的优优点：①产量高；；②质量好好；③成本本低；④易易提取。只有在产下下的雌性动物个体中中，转入的的基因才能能表达。缺点：练习册P15（四）用转转基因动物物作器官移移植的供体体利用基因工工程对猪的的器官进行行改造方法：将器官供体体基因组导导入某种调节因因子，以抑制抗抗原决定基基因的表达达或设法除除去抗原决决定基因，再结合克隆隆技术，培育出没没有免疫排排斥反应的的转基因克克隆猪器官官导入人基因具特殊用途的猪和小鼠1.在传统的药药品生产中中，某些药药品如胰岛岛素、干扰扰素等直接接从生物体体的哪些结结构中提取取？从生物的组组织、细胞胞或血液中中提取。2.传统生产方方法的缺点点:由于受原料料来源的限限制，价格格十分昂贵贵。三、基因工工程药品异异军突起3.可利用什么么方法来解解决上述问问题？利用基因工工程方法制制造转基因因的工程菌，可高效率率地生产出出各种高质质量、低成成本的药品品。工程菌:基因工程药药品包括：：用基因工程方法，使外外源基因得得到高效率率表表达达的的菌类类细细胞胞株株系系。细胞胞因因子子（（如如白白细细胞胞介介素素—2、、干干扰扰素素、、生生长长因子子等等））、、抗抗体体、、疫疫苗苗、、激激素素等等干扰素分子结构基因因工工程程药药品品———干扰扰素素干扰扰素素是是动动物物或或人人体体细细胞胞受受到到病病毒毒侵侵染染后后产产生生的的一一种种糖蛋蛋白白。干干扰扰素素几乎乎能能抵抵抗抗所所有有病病毒毒引引起起的的感感染染，是是一一种种抗病病毒毒的的特特效效药药。此此外外干干扰扰素素对对治治疗疗癌癌症症和和某某些些白白血血病病也也有有一一定定疗疗效效。。传传统统的的干干扰扰素素生生产产方方法法是是从从人血血液液中中的的白白细细胞胞内内提提取取，每每300L血液液只只能能提提取取出出1mg干扰扰素素。。其““珍珍贵贵””程程度度自自不不用用多多说说。。1980－－1982年年，，科科学学家家用基基因因工工程程方方法法在在大大肠肠杆杆菌菌及及酵酵母菌菌细细胞胞内内获获得得了了干干扰扰素素，，是传传统统的的生生产产量量的的12万万倍倍。。1987年年上上述述干干扰扰素素大大量量投投放放市市场场。。重组组人人工工干干扰扰素素αα-1b（（安安达达芬芬））是是我我国国第第一一个个国国内内批批准准生生产产的的基基因因工工程程药药物物，，其其具具有有抗抗病病毒毒，，抑抑制制肿肿瘤瘤细细胞胞增增生生，，调调节节人人体体免免疫疫功功能能的的作作用用，，广广泛泛用用于于病病毒毒性性疾疾病病治治疗疗和和多多种种肿肿瘤瘤的的治治疗疗，，是是当当前前国国际际公公认认的的病病毒毒性性疾疾病病治治疗疗的的首首选选药药物物和和肿肿瘤瘤生生物物治治疗疗的的主主要要药药物物。。干扰素生产车间基因工程程药品——生长激素素治疗侏儒儒症的唯一方方法，是是向人体体注射生生长激素素。而生生长激素素的获得得很困难难。以前前，要获获得生长长激素，，需解剖剖尸体，，从大脑脑的底部部摘取垂体体，并从中中提取生生长激素素。现可利用用基因工工程方法法，将人人的生长激素素基因导导入大肠肠杆菌中，使其其生产生生长激素素。人们们从450L大肠杆菌菌培养液液中提取取的生长长激素，，相当于于6万具尸体体的全部部产量。。其它基因因工程药药物利用微生生物生产产药物的的优越性性何在?（1）利用活细细胞作为为表达系系统，表表达效率率高，无需大大型装置置和大面面积厂房房就可以以生产出出大量药药品。（（2）可以解决决传统制制药中原原料来源源的不足足。利用基基因工程程菌发酵酵生产就就不需要要从动物物或人体体上获取取原料。。（3）降低生产产成本，减少生生产人员员和管理理人员。。（一）基基因诊断断：也称为DNA诊诊断或分子诊断断，通过分分子生物物学和分分子遗传传学的技技术，直直接检测测出分子结构构水平和和表达水水平是否否异常，从而对对疾病做做出判断断。探针制备备：放射性同同位素(如32P)、荧荧光分子子等标标记记的的DNA分分子子；；原理理：：利用用DNA分分子子杂杂交交原原理理；四、、基基因因治治疗疗曙曙光光初初照照在诊断断遗遗传传性性疾疾病病方面面发发展展迅迅速速。。目目前前已已经经可可以以对对几几十十种种遗遗传传病病进进行行产前前诊诊断断。举例例⑴β——珠珠蛋蛋白白的的DNA探探针针→镰镰刀刀状状细细胞胞贫贫血血症症⑵苯丙丙氨氨酸酸羧羧化化酶酶基基因因探探针针→苯苯丙丙酮酮尿尿症症⑶白血血病病患患者者细细胞胞中中分分离离出出的的癌癌基基因因制制备备的的DNA探探针针→白白血血病病1、基因因治治疗疗概概念念：：（二二））基因因治治疗疗把正常常基基因因导入入病病人人体体内内，，使使该该基基因因的的表达达产产物物发发挥挥功功能能，从从而而达达到到治疗疗疾疾病病的目目的的，，是是治治疗疗遗传传病病的最有有效效的手手段段。。2、实实例例：：将腺苷苷酸酸脱脱氨氨酶酶基基因因转入入取取自自患患者者的的淋淋巴巴细细胞胞中中，，再再将将这这种种淋淋巴巴细细胞胞转转入入患患者者体体内内。。(1)对严严重重复复合合型型免免疫疫缺缺陷陷症症的的治治疗疗1990年9月14日，，安安德德森森对对一一例例患患ADA缺乏乏症症的的4岁女女孩孩进进行行基基因因治治疗疗。。这这个个4岁女女孩孩由由于于遗遗传传基基因因有有缺缺陷陷，，自自身身不不能能生生产产ADA，先先天天性性免免疫疫功功能能不不全全，，只只能能生生活活在在无菌菌的的隔隔离离帐帐里里。他他们们将将这这个个女女孩孩的的白白血血球球进进行行基基因因改改造造，，使使有有缺缺陷陷的的基基因因被被健健康康的的基基因因替替代代，，然然后后把把含含正正常常白白血血球球的的溶溶液液输输入入她她左左臂臂的的一一条条静静脉脉血血管管中中。。在在以以后后的的10个月内她又接接受了7次这样的治疗疗，同时也接接受酶治疗。。后来，她的的免疫功能日日趋健全，能能够走出隔离离帐，过上了了正常人的生生活，并进入入普通小学上上学。（1））体体外外基基因因治治疗疗：：从病病人人体体内内获获取取某某种种细细胞胞进进行行培培养养，，然然后后，，在在体外外完完成成基基因因转转移移，再再筛筛选选成成功功转转移移的的细胞胞扩扩大大培培养养，最最后后重新新输输入入患者者体体内内。。3、基基因因治治疗疗的的类类型型（2））体体内内基基因因治治疗疗：：用基基因因工工程程的的方方法法，，直直接接向向人人体体组组织织细细胞胞中中转转移移基基因因的的治治疗疗方方法法。。（如如将将治治疗疗囊囊性性纤纤维维病病的的正正常常基基因因转转入入患患者者肺肺组组织织））5、、用用于于基基因因治治疗疗的的基基因因种种类类：：1）用正常基因代替缺陷基基因，或依依靠其表达达产物来弥弥补病变基基因带来的的缺陷。如如血友病、、地中海贫贫血病的治治疗。2）反义基因。产生mRNA分子与病变变的mRNA分子进行互互补，阻断断蛋白质的的合成。3）自杀基因。编码可杀杀死癌变细细胞的蛋白白酶基因。。4、基因治疗疗的发展现现状：处于初期的的临床试验验阶段课本P24基因芯片从正常人的的基因组中中分离出DNA与DNA芯片片杂交就可可以得出标标准图谱；；从病人的的基因组中中分离出DNA与DNA芯片片杂交就可可以得出病病变图谱。。通过比较、、分析这两两种图谱，，就可以得得出病变的的DNA信信息。基因芯片诊诊断技术以以其快速、、高效、敏敏感、经济济、平行化化、自动化化等特点，，将成为一一项现代化化诊断新技技术。通过微加工工技术，，将数以万万计、乃至至百万计的的特定序列的DNA片段（基因因探针），有规律地地排列固定定于2cm2的硅片、玻玻片等支支持物上，，构成的一一个二维DNA探针阵列，与计计算机的电电子芯片十十分相似，，所以被称称为基因芯片。概念：五、基因工工程与食品品业基因工程为为食品工业业中提供了了什么前景景？基因工程为为人类开辟辟新的食物来来源。⑴鸡蛋白基因因在大肠杆菌菌和酵母菌菌中表达获获得成功。。这表明，，未来能用用发酵罐培培养的大肠肠杆菌或酵酵母菌来生生产人类所所需要的卵清蛋白。⑵用基因工工程的方法法从微生物中中获得人们所需要要的糖类、脂肪肪和维生素等产品。六、基因工工程与环境境保护⑴环境监监测：基因工程做做成的DNA探针能够十分灵灵敏地检测测环境中的的病毒、细细菌等污染染。1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来基因工程将将能分解三三种烃类的的假单孢杆菌菌的基因都转移到能能分解另一种烃类类的假单孢孢杆菌内，创造出了了能同时分分解四种烃烃类的“超级细菌”。⑵用于被污污染环境的的净化通过基因重重组构建新新的杀虫剂，取代生产产过程中耗耗能多、易造成成环境境污染染的农农药，，并试试图通通过基基因工工程回收和和利用用工业废废物。。用基因因工程程培养养出“吞噬””汞和和降解解土壤中DDT的细菌菌，以及能能够净化镉镉污染的植植物。。思考与与探究究:根据所所学内内容，，试概概括写写出基基因工工程解解决了了哪些些生活活、生生产中中难以以解决决的问问题。。基因工工程可可以生产人人类需需要的的药物物，如胰胰岛素素、干干扰素素等。。我们们吃的某某些食食品如番茄茄、大大豆等等也可以是是基因因工程程产品品。农业业生产产中的的抗虫棉棉、抗抗病毒毒烟草草、抗抗除草草剂大大豆等都已已进入入商品品化生生产，，上述述产品品有些些是常常规方方法难难以生生产的的或者者生产产成本本过高高。巩固练练习1、下下列不不属于于需用用基因因工程程方法法生产产药物物的是是（））A胰胰岛素素B生生长激激素C维维生素素D凝血血因子子2、人人的糖糖蛋白白必须须经过过内质质网和和高尔尔机体体加工工合成成。通通过转转基因因技术术，可可以使使人的的糖蛋蛋白基基因得得以以表达达的受受体细细胞是是（））A大肠肠杆菌菌B酵酵母菌菌C、、T4噬菌体体D质质粒CB9、静夜夜四无无邻，，荒居居旧业业贫。。。12月月-2212月月-22Friday,December23,202210、雨中中黄叶叶树，，灯下下白头头人。。。06:00:1906:00:1906:0012/23/20226:00:19AM11、以我独独沈久，，愧君相相见频。。。12月-2206:00:1906:00Dec-2223-Dec-2212、故人人江海海别，，几度度隔山山川。。。06:00:1906:00:1906:00Friday,December23,202213、乍见见翻疑疑梦，，相悲悲各问问年。。。12月月-2212月月-2206:00:1906:00:19December23,202214、他乡生白白发，旧国国见青山。。。23十二二月20226:00:19上上午06:00:1912月-2215、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。十二月226:00上午午12月-2206:00December23,202216、行行动动出出成成果果，，工工作作出出财财富富。。。。2022/12/236:00:2006:00:2023December202217、做前，能够够环视四周；；做时，你只只能或者最好好沿着以脚为为起点的射线线向前。。6:00:20上午6:00上上午06:00:2012月-229、没有失败败，只有暂暂时停止成成功！。12月-2212月-22Friday,December23,202210、很多事情情努力了未未必有结果果，但是不不努力却什什么改变也也没有。。。06:00:2006:00:2006:0012/23/20226:00:20AM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2206:00:2006:00Dec-2223-Dec-2212、世间成成事，不不求其绝绝对圆满满，留一一份不足足，可得得无限完完美。。。06:00:2006:00:2006:00Friday,December23,202213、不不知知香香积积寺寺，，数数里里入入云云峰峰。。。。12月月-2212月月-2206:00:2006:00:20December23,202214、意志坚强强的人能把把世界放在在手中像泥泥块一样任任意揉捏。。23十二二月20226:00:20上上午06:00:2012月-2215、楚塞三三湘接，，荆门九九派通。。。。十二月226:00上午午12月-2206:00December23,202216、少年十十五二十十时，步步行夺得得胡马骑骑。。2022/12/236:00:2006:00:2023D