第三节 基因工程的应用

生物（选修3)现代生物科技专题专题一：基因工程第三节基因工程的应用一、植物基因工程硕果累累主要有转基因作物应用：大豆、玉米、棉花、油菜已进入大规模商业化应用阶段。

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、植物基因工程硕果累累1.抗虫转基因植物

目前用于杀虫的转基因抗虫植物基因有哪些?Bt毒蛋白基因、蛋白酶抵制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。2.抗病转基因植物

抗病转基因植物所采用的基因使用最多的是什么?

抗病毒转基因植物所采用的基因，使用最多的是病毒外壳蛋白(CP)基因和病毒的复制酶基因；抗真菌转基因植物中可使用的基因有几丁质酶基因和杭毒素合成基因。

造成低产、减产的常见环境因素有哪些?使烟草抗盐碱和抗干旱、番茄的耐寒能力提高措施是什么?

盐碱、干旱，低温、涝害等不利的环境条件是建成低产、减产的常见因素；将调节渗透压基因、鱼的抗冻蛋白质基因导入相应作物中。一、植物基因工程硕果累累3.其他抗逆转基因植物一、植物基因工程硕果累累4.利用转基因改良植物的品质

豆类中哪种必需氨基酸较少?大米、玉米、小麦中哪种必需氨基酸较少?举例说明科学家如何提高氨基酸的含量?豆类含有蛋氨酸比较少，大米、玉米、小麦则含赖氨酸比较少。科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，导入植物中，或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。转基因植物与目的基因的关系转基因生物目的基因从何来抗虫棉基因Bt毒蛋白基因苏云金芽孢杆菌抗病毒转基因小麦病毒外壳基因和病毒复制酶基因抗立枯丝核菌(真菌)的烟草几丁质酶基因和抗毒素合成基因抗盐碱和干旱作物调节细胞渗透压的基因耐寒的番茄抗冻蛋白基因鱼抗除草剂的大豆抗除草剂基因富含赖氨酸的转基因玉米富含赖氨酸的蛋白质编码基因转基因延迟番茄控制番茄果实成熟的基因转基因牵牛花植物花青素代谢有关的基因降低乳糖的奶牛乳糖酶基因生产胰岛素的工程菌人胰岛素基因人二、动物基因工程前景广阔1、如何利用动物基因工程技术提高动物的生长速率?2、怎样能在其他营养成分不受影响的情况下,降低乳糖的含量?3、目前科学家已在山羊等动物乳腺生物反应器中表达了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和a-抗胰蛋白酶,科学家是怎样获得转基因动物的?阅读P20-21并思考以下问题:1、提高动物生长速度二、动物基因工程前景广阔原理：由于外源生长激素基因的表选可以使转基因动物生长得更快，因此，科学家们将这类基因导入动物体内，以提高动物的生长速率。2、改善畜产品质量3、用转基因动物生产药物(乳腺（房）生物反应器)什么是乳腺（房）生物反应器：转基因动物进入泌乳期后．可以通过分泌的乳汁来生产所需要的药品，因而称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。二、动物基因工程前景广阔3、用转基因动物生产药物(乳腺（房）生物反应器)乳腺（房）生物反应器原理：科学家将药用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，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物，转基因动物进入泌乳期后，提取乳汁中的药物（基因的选择性表达）操作过程大致归纳为：获取目的基因（例如血清白蛋白基因）→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）→显微注射导入哺乳动物受精卵中→形成胚胎→将胚胎送入母体动物→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）。用动物乳房作为反应器生产的蛋白质比工厂生产优越性体现：产量高、质量好、成本低、易提取产物：抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、α-抗胰蛋白酶二、动物基因工程前景广阔3、用转基因动物生产药物(乳腺（房）生物反应器)例1、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_______。（2）进行基因转移是，通常要将外源基因转___________中，原因是

。（3）通常采用

技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。（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。（5）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠细胞的__________转入

__

细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称为

。显微注射受精卵受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达DNA分子杂交膀胱上皮细胞核去核的卵核移植（或克隆）4.用转基因的动物作器官移植的供体二、动物基因工程前景广阔人器官移植现状态：人体移植器官短缺。人器官移植思路：把目光移向寻求可替代的移植器官，由于猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似，而且猪体内隐藏的，可导致人类疾病的病毒要远远步于灵长类动物，用猪的器官来解决人类器官的来源问题。人器官移植存在问题：最大难题是免疫排斥。解决方法：科学家正试图利用基因工程方法对猪的器官进行改造，采用的方法是将器官供体基因组导人某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结台克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。例2、器官移植是治疗人类某些疾病的有效治疗方法，如对大面积烧伤病人采取的皮肤移植，肾衰竭病人的肾移植，冠心病人的心脏移植等。下面就器官移植的话题，回答相关问题：英国科学家已经研究用动物的器官作为器官移植的器官来源，科学家发现猪的内脏器官与人的内脏器官大小、形态均差不多，他们从20世纪80年代就开始研究。研究的重点是改造猪细胞膜。（1）猪细胞膜的基本结构和人的细胞膜是相同的，但其上的

和人细胞膜有很多是不同的。（2）改造猪细胞膜主要是通过

技术进行，具体操作步骤：第一步，获得控制目的基因（人体细胞膜上蛋白质合成的基因），所用_______________________________。第二步，将目的基因与_________结合；第三步，将目的基因导入受体细胞，对猪来说，应导入其_________细胞最有效。在这项技术中，必须使用的两种工具酶是_________和____________。糖蛋白基因工程基因文库、反转录法、化学合成法运载体受精卵限制酶DNA连接酶二、动物基因工程前景广阔4.用转基因的动物作器官移植的供体三、基因工程药品异军突起在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素直接生物体的哪些结构中提取？药品直接从生物的组织、细胞或血液中提取。传统