上课《基因工程的应用》

利用基因工程技术导入外源基因培育出的能够将新形状稳定地遗传给后代的基因工程生物。①克服远缘杂交的障碍（打破常规育种难以突破种的界限）；②目的性强；③育种周期短。基因工程的优点：转基因生物：一、植物基因工程硕果累累①哪些转基因作物已进入大规模商业化应用阶段?②植物基因工程的成果都是由哪几方面组成？一是外源基因来源；二是外源基因的表达成果。③植物基因工程技术主要应用？思考：1.抗虫转基因植物2.抗病转基因动物3.其他抗逆转基因植物4.利用转基因技术改良植物的品质5.利用转基因技术提高作物产量杀虫基因种类？成果？一、植物基因工程硕果累累必需氨基酸（8种）：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸（甲硫氨酸）、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。饮食中经常缺少必需氨基酸，可影响健康。非必需氨基酸:人体细胞能够合成的氨基酸(12种)。二、动物基因工程前景广阔——动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等1.用于提高动物生长速度2.用于改良畜产品的品质3.用于提高抗病能力4.转基因动物生产药物（药用蛋白）5.用转基因动物作器官移植的供体转基因动物是指以实验方法导入外源基因，在染色体组内稳定整合并能遗传给后代的一类动物。2.什么叫转基因动物？重点释疑转基因动物的应用前景：①有利于了解多种生命现象本质，如研究基因结构与功能的关系，核质关系，胚胎发育调控以及肿瘤等；②可用来研究动物疾病的发病机理及治疗方法；③改造动物的基因组，改良动物的经济性状，如使生长速度加快、瘦肉率提高，肉质改善，饲料利用率提高，抗病力增强等。有利于对动物遗传资源保护。④转基因动物可作为医用或食用蛋白的生物反应器。基因工程在畜牧养殖业上的应用：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。重要步骤：感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中。一是外源基因;二是外源基因在动物体内的表达成果，如动物生长速率加快、转基因鲤鱼、乳腺生物发生器、没有免疫反应的克隆猪器官等。动物基因工程的成果来源？动物基因工程的主要用途：提高动物的抗病能力、提高产品产量、改善产品品质、生产药用蛋白、器官移植等。小结三、基因工程药品1.利用工程菌生产基因工程产品工程菌：工程菌的应用：高效率的生产各种高质量、低成本的药品。2.利用转基因动物生产药物胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4－5g胰岛素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。1979年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，并在大肠杆菌内实现了表达。1982年，美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市场，售价降低了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——生长激素干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，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。传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提取，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。1987年上述干扰素大量投放市场。基因工程药品——干扰素1.基因诊断：四、基因诊断和基因治疗基因诊断也称为DNA诊断或基因探针技术，即用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子作探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。运用基因分析对疾病作出诊断的方法，是遗传病最准确的诊断手段，可用于一切遗传病的诊断。2、基因治疗概念：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）实例：美国马里兰州一女孩，免疫缺陷，只能呆在无菌室。检查发现体内缺少腺苷酶，原因是缺乏表达合成腺苷酶的基因。3、基因治疗的类型体外基因治疗：体内基因治疗：4、基因治疗的发展现状：处于初期的临床试验阶段5、用于基因治疗的基因种类：正常基因反义基因自杀基因4.基因治疗曙光初照1）基因治疗的种类和方法：①体外基因治疗：eg.腺苷酸脱氨酶基因的转移②体内基因治疗：2）基因治疗的现状：•基因诊断：也称为DNA诊断或基因探针技术，即在DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。探针制备：放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子；原理：利用DNA分子杂交原理；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1基因治疗是指（）A、把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的B.对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的C.运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变回复正常D.运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的2在人类染色体DNA不表达的碱基对中，有一部分是串联重复的短序列，它们在个体之间有显著的差异性，这种短序列可用于A．生产基因工程药物B．侦查罪犯C．遗传病的产前诊断D．基因治疗3基因探针的组成不可能是A整个基因，或基因的一部分；B可以是DNA本身，C也可以是由之转录而来的RNA。D一条多肽4我国科学家成功地将人的抗病毒干扰素基因转移到烟草DNA分子上，从而使烟草获得了抗病毒的能力。这项技术所依据的遗传学原理主要是A．碱基的互补配对原则B．中心法则C．基因分离定律D．基因重组5下图示一项重要生物技术的关键步骤，字母X可能代表AA不能合成胰岛素的细菌细胞B．能合成抗体的人类细胞；CC．能合成胰岛素的细菌细胞；D．不能合成抗生素的人类细胞人胰岛素基因切开的质粒酶插入细菌细胞细胞分裂6上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍，转基因动物是指（）A.提供基因的动物B.基因组中增加外源基因的动物C.能产生白蛋白的动物D.能表达基因信息的动物7下列属于利用基因工程技术培育的新品种的是（）Ａ、耐寒的小黑麦Ｂ、抗棉铃虫的转基因抗虫棉Ｃ、太空椒Ｄ、试管牛8下列不属于利用基因工程技术制取的药物是（）A、从大肠杆菌体内制取白细胞介素B、在酵母菌体内获得的干扰素CC、在青霉菌体内提取青霉素D、在肠杆菌体内获得胰岛素5）基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是（）A、人工合成目的基因B、目的基因与载体结合C、将目的基因导入受体细胞D、目的基因的检测和表达C巩固练习6。下列关于质粒的叙述，正确的是A、质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器B、质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状DNA分子C、质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制D、细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的7科学家将含人的α-抗胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的奶。这一过程不涉及（）ADNA按照碱基互补配对原则自我复制BDNA以其一条链为模板合成RNAC按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质DRNA以自身为模板自我复制9人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是A.提高受体细胞在自然环境中的耐药性B.有利于对目的基因是否导入进行检测C.增加质粒分子的分子量D.便于与外源基因连接