1-3基因工程应用(新)XXXX

基因工程的基本操作程序:1.目的基因的获取2.基因表达载体的构建（核心）3.将目的基因导入受体细胞（转化）4.目的基因的检测和鉴定一．植物基因工程硕果累累二．动物基因工程前景广阔四．基因治疗曙光初照三．基因工程药物异军突起我国转基因作物种植面积已位居世界第四位一:植物基因工程硕果累累植物基因工程技术主要用于:(1).提高农作物的抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱、抗盐碱等)(2).改良农作物的品质(3).利用植物生产药物……二.植物基因工程应用1.抗虫转基因植物2.抗病转基因植物3.其他抗逆转基因植物4.利用转基因改良植物的品质◆抗虫转基因植物原理：从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因，将其导入作物中，使其具有抗虫性，以成为防治作物虫害的发展趋势。◆此项技术的最大好处：减少化学农药对环境的污染且大大降低生产成本目前已问世的转基因抗虫植物主要有:用于杀虫的基因主要是：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……例如我国的转基因抗虫棉就是植入Bt毒蛋白基因培育而成的，它对棉铃虫有较强的抗性。水稻、棉、玉米、马铃薯、番茄、大豆、蚕豆、烟草、苹果、核桃、杨、菊花和白花三叶草……普通棉花（左）与导入Bt毒蛋白基因的转基因抗虫棉（右）抗虫棉的体细胞内含有的基因是（）A.Bt毒蛋白基因B.Bt毒蛋白基因和叶绿体基因C.Bt毒蛋白基因和棉花的部分基因D.Bt毒蛋白基因和棉花的全部基因D2.抗病转基因植物(1)植物的病原微生物：主要有病毒、真菌、细菌等。（3）抗病基因种类:(2)成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草、抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等多种作物。a.抗病毒基因:病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因b.抗真菌基因:几丁质酶基因和抗毒素合成基因抗病毒的转基因番茄抗病毒的转基因烟草◆抗病转基因植物成功表达后，以下说法正确的是:（）A.抗病毒转基因植物，可以抵抗所以病毒B.抗病毒转基因植物，对病毒的抗性具有局限性或特异性C.抗病毒转基因植物可以抗害虫D.抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异B抗虫转基因植物抗病转基因植物方法从某些生物中分离出具有抗虫活性的基因，将其导入作物中将抗病基因导入植物中基因种类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抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因②抗真菌基因：几丁质酶基因和抗毒素合成基因成果转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻等抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等意义减少了化学农药的使用，降低了生产成本，减少了环境污染，降低了对人体健康的损害1．抗虫转基因植物与抗病转基因植物植物基因工程成果3.其他抗逆转基因植物（1）方法：将抗逆性基因导入植物，获得抗逆作物。（2）抗逆基因种类a.调节细胞基因使作物抗盐碱、抗旱；b.鱼的抗冻蛋白基因使作物、c.抗除草剂基因使作物抗.（3）成果:转鱼抗冻蛋白基因的番茄、烟草，转基因抗除草剂玉米、大豆……渗透压耐寒除草剂左侧：喷洒除草剂后，杂草全部除掉，转基因玉米正常生长右侧，未喷洒除草剂，杂草丛生。玫瑰花没有产生蓝色色素的基因,无法生长蓝色花瓣。虽然玫瑰有5000多年的人工栽培历史,迄今已培育出2500多个品种,但始终没有蓝玫瑰的身影。日本三得利公司耗资30亿日元培育成蓝玫瑰。他们从蓝三叶草中提取蓝色素基因,将蓝花基因植入玫瑰花,培植出蓝玫瑰。这株玫瑰的花瓣中所含的色素为蓝色,纯度接近100%。4.利用转基因改良植物的品质1．优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因2.成果：转基因玉米、大米、小麦，转基因延熟番茄，转基因矮牵牛花……这种西红柿不易腐烂，不仅便于运输、贮藏，还可使其留在植株成长更长时间，充分吸收阳光，完全成熟后再运到市场销售，能保存良久并仍然具有“夏日成熟的滋味”转基因水稻“金大米”,含丰富维生素A和铁元素基因工程在农业上的应用转基因植物目的基因抗虫基因抗病毒转基因小麦抗立枯丝核菌(真菌)的烟草抗盐碱和干旱作物耐寒的番茄抗除草剂的大豆富含赖氨酸的转基因玉米转基因延迟番茄转基因牵牛花Bt毒蛋白基因(苏云金芽孢杆菌）病毒外壳基因和病毒复制酶基因几丁质酶基因和抗毒素合成基因调节细胞渗透压的基因抗冻蛋白基因(鱼）抗除草剂基因富含赖氨酸的蛋白质编码基因控制番茄果实成熟的基因植物花青素代谢有关的基因[思维激活1]基因工程育种的主要优点有哪些？基因工程育种与基因突变育种相比：定向改造生物，目的性强。基因工程育种与杂交育种相比：打破了生殖隔离，克服了远源杂交不亲和的障碍。二、动物基因工程主要应用于动物品种改良、建立生物反应器以及器官移植等方面。（一）提高动物生长速度将外源生长激素基因注射到鲤鱼和小白鼠受精卵中，得到的“超级动物”。（二）改善畜产品的品质如转基因牛分泌的乳汁中，乳糖含量大大降低，其他营养成分不变。（三）生产药物利用动物的乳腺：乳腺生物反应器乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)（四）做器官移植供体1.1.器官移植面临难题：供体短缺全世界每年有5700多名需要进行器官移植的患者因无法得到捐献的器官而死去。2.2.供体动物：猪猪易于繁殖，而且其器官在大小、功能上与人体器官较为接近。3.3.需解决问题：免疫排斥4.4.解决方法：利用基因工程改造供体器官，抑制或去除供体器官抗原决定基因的表达，获得没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。利用动物生产器官移植的供体转基因动物作器官移植的供体①导入某种调节因子；②设法除去抗原决定基因①抑制抗原决定基因的表达；②不能合成相应抗原猪原因：①其内脏构造、大小、血管分布与人的极为相似；②体内隐藏的致病基因少项目目的基因作用受体生物说明提高动物生长速度生长激素基因促进生长，提高生长速度鲤鱼不能导入生长素基因改善畜产品的品质肠乳糖酶基因转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少奶牛解决某些人食用牛奶出现的过敏症状转基因动物生产药物(乳腺生物反应器或膀胱生物反应器)药用蛋白乳腺基因＋微生物蛋白基因＋启动子分泌乳汁来生产相应的药品奶牛已生产出的药品有抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α抗胰蛋白酶动物基因工程的前景动物基因工程的应用三、基因工程药物在传统的药品生产中，某些蛋白质类药品如胰岛素、干扰素是从生物的组织、细胞或血液中提取。缺点是受原料来源的限制，价格十分昂贵。1.来源：转基因工程菌2.成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。第一种基因工程药物——胰岛素胰岛素的分子结构胰岛素生产车间基因工程药物——干扰素干扰素分子结构基因工程药物——生长激素特别提醒在基因工程中，若受体细胞是原核生物(如大肠杆菌)，则生产的“干扰素”是不具备活性的，因为原核细胞内无内质网、高尔基体等细胞器，只有核糖体，因此只能合成相应的蛋白质，而无法添加糖基，若使“干扰素”具有活性，还必须人工处理加上糖基。向大肠杆菌（原核）导入真核的基因时，通常导入cDNA，而不是细胞中的DNA。四、基因治疗曙光初照1.基因治疗：就是将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。基因治疗是治疗遗传病最有效的手段。（1）体外基因治疗：（2）体内基因治疗：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。直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。2.基因治疗途径：1994年美国科学家利用经过修饰的腺病毒作为载体，成功地将治疗遗传性囊性纤维化病的正常基因转入患者肺组织中。1990年成功转移腺苷酸脱氢酶治愈了患复合型免疫缺陷症的美国女童。（一）体外基因治疗SCID的基因工程治疗复合型免疫缺陷症（SCID）是一种遗传病，患者由于腺苷酸脱氨酶（ada）基因缺失，造成体内缺乏腺苷酸脱氨酶，从而导致免疫系统无法发挥作用，以至于患者无法抵抗病原微生物的威胁。SCID患者生存在无菌环境中六、基因工程与环境保护⑴环境监测：基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来六、基因工程与环境保护利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。⑵环境污染治理：[思维激活3]基因治疗是否可治疗所有疾病？实施基因治疗，就是用健康基因取代患病基因，对吗？提示基因治疗针对遗传病的治疗方法，是用正常基因去替代细胞内异常的基因，使正常基因的表达产物发挥功能，而非替换基因本身，另外替换以后性状可以发生改变，但由于正常基因只是导入某些功能细胞中，且是体细胞，所以获得的性状不会遗传给下一代。五、本节小结：基因工程的应用植物基因工程抗虫转基因植物抗病转基因植物抗逆转基因植物改良植物品质动物基因工程提高动物生长速度改善畜产品质量生产药物用转基因动物做器官移植供体基因工程药物异军突起基因治疗