基因工程的应用讲课用

基因工程的应用讲课用第1页，共27页，2023年，2月20日，星期四1.3基因工程的应用专题１基因工程第2页，共27页，2023年，2月20日，星期四

转基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力,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(二)抗病转基因植物(三)抗逆转基因植物(四)利用转基因改良植物的品质一、植物基因工程硕果累累第3页，共27页，2023年，2月20日，星期四(一)抗虫转基因植物正常棉叶子抗虫棉叶子第4页，共27页，2023年，2月20日，星期四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1.传统农业如何防治害虫?有哪些不足?使用化学农药的缺点：造成环境污染，损害人类健康，增加生产成本2.用于杀虫的基因主要是：3.抗虫棉的目的基因是什么?目的基因从何而来?Bt毒蛋白基因、苏云金芽孢杆菌第5页，共27页，2023年，2月20日，星期四（二）抗病转基因植物1.什么是病原微生物？有哪些种类？引起生物生病的微生物，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？自身缺少抗病毒的基因第6页，共27页，2023年，2月20日，星期四抗烟草花叶病毒转基因甜椒抗病毒转基因西葫芦第7页，共27页，2023年，2月20日，星期四3.抗病转基因植物所采用的基因：

病毒外壳蛋白基因病毒的复制酶基因4.抗真菌的基因：几丁质酶基因抗毒素合成基因第8页，共27页，2023年，2月20日，星期四（三）其他抗逆转基因植物A.利用调节细胞渗透压的基因，提高作物抗旱和抗盐碱能力，如烟草。B.将鱼的抗冻蛋白基因转入番茄，提高番茄的抗冻能力。第9页，共27页，2023年，2月20日，星期四C.将抗除草剂基因导入农作物中，在喷洒除草剂时，杀死杂草而不杀死农作物。第10页，共27页，2023年，2月20日，星期四（四）利用转基因改良植物的品质A.将富含赖氨酸的蛋白质的编码基因导入玉米，获得的转基因玉米赖氨酸含量提高30％。B.将控制番茄成熟的基因导入番茄，获得转基因延熟番茄，储存期可以达2个月。C.将与植物花青素有关的基因导入矮牵牛中，转基因矮牵牛出现颜色变异。第11页，共27页，2023年，2月20日，星期四转基因矮牵牛转基因蓝玫瑰第12页，共27页，2023年，2月20日，星期四含大量维生素的转基因玉米抗癌抗衰老的紫色西红柿第13页，共27页，2023年，2月20日，星期四转入荧光酶的转基因烟草苗第14页，共27页，2023年，2月20日，星期四二、动物基因工程前景广阔（一）用于提高动物生长速度导入外源生长激素基因“超级鼠”第15页，共27页，2023年，2月20日，星期四（二）用于改善畜产品的品质

将肠乳糖酶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大减低。“乳糖不耐症”第16页，共27页，2023年，2月20日，星期四药用蛋白基因获取目的基因（药用蛋白基因）构建基因表达载体（药用蛋白基因与乳腺蛋白基因启动子等调控组件重组）显微注射（哺乳动物受精卵中）形成胚胎将胚胎送入母体内

发育成转基因动物（只有在产下的雌性动物个体中，转入的基因才能表达）

动物进入泌乳期（分泌的乳汁中包含所需要的药物）（三）用转基因的动物生产药物—乳腺生物反应器1.目的基因：2.过程：第17页，共27页，2023年，2月20日，星期四4.乳腺生物反应器：

指以转基因雌性动物个体的乳腺分泌乳汁来生产所需药品。3.优点：产量高、质量好、成本低、易提取5.成果：抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、α－抗胰蛋白酶第18页，共27页，2023年，2月20日，星期四

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。第19页，共27页，2023年，2月20日，星期四①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？第20页，共27页，2023年，2月20日，星期四供体动物：猪存在难题：解决方法：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。免疫排斥（四）用转基因动物作器官移植的供体第21页，共27页，2023年，2月20日，星期四1.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第22页，共27页，2023年，2月20日，星期四3.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。4.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。5.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、激素等第23页，共27页，2023年，2月20日，星期四利用微生物生产药物的优越性何在?

（1）利用活细胞作为表达系统，表达效率高，

无需大型装置和大面积厂房就可以生产出大量药品。（2）可以解决传统制药中原料来源的不足。利用基因工程菌发酵生产就不需要从动物或人体上获取原料。（3）降低生产成本，减少生产人员和管理人员。第24页，共27页，2023年，2月20日，星期四1、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。即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。第25页，共27页，2023年，2月20日，星期四

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。

例：对严重复合型免疫缺陷症的治疗

复合型免疫缺陷症患者缺失腺苷酸脱氨酶基因，造成体内缺乏腺苷酸脱氨酶。第26页，共27页，2023年，2月20日，星期四简述用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