《基因工程的应用》

基因工程的应用专题１基因工程学习目标1、举例说出植物基因工程的成果2、举例说出动物基因工程的成果3、举例说出基因工程药品4、概括出基因治疗的原理及过程基因工程的成果归纳总结类型项目外源基因类型及举例成果举例植物基因工程的成果抗虫转基因植物用于杀虫的基因主要是：

、

、

、

。抗虫水稻、抗虫棉、抗虫玉米抗病转基因植物抗病毒基因常用的是

和

；抗真菌基因有：

和

。抗病毒烟草、抗病毒小麦、抗病毒番茄、抗病毒甜椒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病毒外壳蛋白基因病毒的复制酶基因几丁质酶基因抗毒素合成基因类型项目外源基因类型及举例成果举例植物基因工程的成果抗逆转基因植物常用的抗逆基因有：

、

和

。抗盐碱和抗干旱的烟草、抗寒番茄、抗除草剂的大豆和玉米改良品质的转基因植物优良性状基因如：能提高必需氨基酸含量的

编码基因、控制番茄成熟的基因、与花青素代谢有关的基因高赖氨酸玉米、耐储存番茄、新花色矮牵牛渗透压调节基因抗冻蛋白基因抗除草剂基因蛋白质类型项目外源基因类型及举例成果举例动物基因工程的成果提高生长速度的转基因动物可用

基因转基因绵羊、转基因鲤鱼改善畜产品品质的转基因动物可用肠乳糖酶基因乳汁中含乳糖较少的转基因牛生产药物的转基因动物药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因的启动子转基因动物具有乳腺生物反应器作器官移植供体的转基因动物外源的抗原决定基因表达的调节因子或除去供体的抗原决定基因无免疫排斥的转基因猪基因治疗腺苷酸脱氨酶基因治疗复合型免疫缺陷症治疗囊性纤维化病基因治疗遗传性囊性纤维化病外源生长激素体外基因治疗体内基因治疗（三）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？转基因动物的乳腺。

（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。设问:为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，将受精卵送入母体，使其发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品，称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。乳腺生物反应器乳腺生物反应器的优点：①产量高；②质量好；③成本低；④易提取。①获取目的基因（例如血清白蛋白基因）②构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）③显微注射导入哺乳动物受精卵中④形成胚胎⑤将胚胎送入母体动物⑥发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达）。思考:用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的？将目的基因导入到动物的受精卵里，目的基因若与受精卵染色体DNA整合，细胞分裂时，该基因随染色体的倍增而倍增，使每个细胞中都带有目的基因，使性状得以表达，并稳定地遗传给后代，从而获得基因产品。这样一种新的个体，称为转基因动物。什么叫转基因动物？基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么？繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。该过程的重要步骤是通过感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中。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、激素等胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了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450L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——

生长激素干扰素是一种糖蛋白，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。传统的干扰素是从人的白细胞内提取，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。基因工程药品——

干扰素其它基因工程药物人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。人造血液及其生产1、基因治疗概念：四、基因治疗曙光初照

把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，是治疗遗传病的最有效的手段。（把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，从而达到治疗疾病的目的）2、实例：

将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。(1)对严重复合型免疫缺陷症的治疗复合型免疫缺陷症

这个4岁女孩由于遗传基因有缺陷，自身不能生产ADA，先天性免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。基因治疗方法治疗复合型免疫缺陷症的过程。①从患者体内分离出淋巴细胞进行培养；②用限制酶从正常人体细胞中获取腺苷酸脱氨酶基因，插入质粒构建基因表达载体；③用显微注射法将重组质粒导入淋巴细胞；④检测筛选出成功转化的淋巴细胞，转入患者体内；⑤一段时间内，检测患者体内是否产生腺苷酸脱氨酶。3、基因治疗的类型体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，进行培养，然后在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移的治病方法。（如将治疗囊性纤维病的正常基因转入患者肺组织）4、基因治疗的发展现状：处于初期的临床试验阶段1、下列不属于需用基因工程方法生产药物的是（）A胰岛素B生长激素C维生素D凝血因子2、人的糖蛋白必须经过内质网和高尔机体加工合成。通过转基因技术，可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是（）A大肠杆菌B酵母菌C、T4噬菌体D质粒CB练习IMN练习3.继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是___________。显微注射IMN练习3）通常采用_____________技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组DNA分子杂交4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的_________细胞中特异表达。膀胱上皮2）进行基因转移是，通常要将外源基因转