公開課課件 選修三13基因工程的應(yīng)用

科學(xué)家通過基因工程的方法培育抗蟲棉時，需從蘇云金芽孢桿菌中提取出抗蟲基因，“放入”棉花的細(xì)胞中與棉花結(jié)合起來并發(fā)揮作用，請完成下列有關(guān)問題：（1）從蘇云金芽孢桿菌中切割抗蟲基因所用的工具是_______，此工具主要存在于______中，其特點是________________________________________________________。限制酶微生物一種限制酶只能識別一種特定的

知識回顧核苷酸序列，并在特定的切點切割科學(xué)家通過基因工程的方法培育抗蟲棉時，需從蘇云金芽孢桿菌中提1（2）蘇云金芽孢桿菌中一個DNA分子上有許多基因，獲得抗蟲基因常用的方法是”鳥槍法”。具體做法是：用______將蘇云金芽孢桿菌的_____切成許多片段，然后將這些片段分別___________，再通過________導(dǎo)入不同的受體細(xì)胞中，讓它們在各個不同的受體細(xì)胞中大量_____，從中找出含有目的基因的細(xì)胞，再用一定的方法把_____________________分離出來。（3）進(jìn)行基因工程操作一般要經(jīng)過的四個步驟是：______________；________________；____________________；________________。限制酶DNA與運載體結(jié)合運載體復(fù)制帶有目的基因的DNA片段目的基因的獲取基因表達(dá)載體的構(gòu)建將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定（2）蘇云金芽孢桿菌中一個DNA分子上有許多基因，獲得抗蟲基21.3基因工程的應(yīng)用1.3基因工程的應(yīng)用3§1.3基因工程的應(yīng)用1、植物基因工程碩果累累2、動物基因工程前景廣闊3、基因工程藥物異軍突起4、基因治療曙光初照§1.3基因工程的應(yīng)用1、植物基因工程碩果累累4植物基因工程碩果累累大豆、玉米、棉花、油菜已進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段主要用于：提高農(nóng)作物抗逆能力、改良農(nóng)作物品質(zhì)、利用植物生產(chǎn)藥物植物基因工程碩果累累大豆、玉米、棉花、油菜已進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化5請同學(xué)們閱讀P17-19思考以下幾題:1.目前用于殺蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲植物基因有哪些?2.抗病轉(zhuǎn)基因植物所采用的基因,使用最多的是什么?3.造成低產(chǎn)、減產(chǎn)的常見環(huán)境因素有哪些?使煙草.番茄的耐寒能力提高措施是什么?4.豆類中哪種必需氨基酸較少?大米、玉米、小麥中哪種必需氨基酸較少?舉例說明科學(xué)家如何提高氨基酸的含量?請同學(xué)們閱讀P17-19思考以下幾題:1.目前用于殺蟲的轉(zhuǎn)基6轉(zhuǎn)基因生物與目的基因的關(guān)系轉(zhuǎn)基因生物目的基因從何來抗蟲棉基因抗病毒轉(zhuǎn)基因小麥抗立枯絲核菌(真菌)的煙草抗鹽堿和干旱作物耐寒的番茄抗除草劑的大豆富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米轉(zhuǎn)基因延遲番茄轉(zhuǎn)基因牽?；˙t毒蛋白基因蘇云金芽孢桿菌病毒外殼基因和病毒復(fù)制酶基因幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因抗凍蛋白基因魚抗除草劑基因富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因控制番茄果實成熟的基因植物花青素代謝有關(guān)的基因轉(zhuǎn)基因生物與目的基因的關(guān)系轉(zhuǎn)基因生物目的基因從何來抗蟲棉基因7一.抗蟲轉(zhuǎn)基因植物抗蟲害的玉米優(yōu)點—基因Bt毒蛋白基因蛋白酶抑制劑基因淀粉酶抑制劑基因植物凝集素基因消化不良不吸收避免化學(xué)殺蟲劑的污染害蟲將Bt毒蛋白水解成有毒多肽一.抗蟲轉(zhuǎn)基因植物抗蟲害的玉米優(yōu)點—基因Bt毒蛋白基因蛋白8轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯(細(xì)菌)病基因的馬鈴薯二.抗病轉(zhuǎn)基因植物Bt毒蛋白水解成有毒多肽抗病毒—病毒外殼蛋白基因

—病毒的復(fù)制酶基因抗真菌—幾丁質(zhì)酶基因

—抗毒素合成基因基因抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草抗細(xì)菌—裂解肽基因

—溶菌酶基因轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯(細(xì)菌)病基因的馬鈴薯二.抗病轉(zhuǎn)基因植物Bt毒蛋9三.抗逆轉(zhuǎn)基因植物基因調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因魚的抗凍蛋白基因抗除草劑基因抗旱、抗鹽堿耐寒煙草，番茄抗除草劑大豆、玉米我國科學(xué)家在實驗田觀察轉(zhuǎn)魚抗凍蛋白基因的番茄轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米三.抗逆轉(zhuǎn)基因植物基因調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因魚的抗凍蛋白基因抗10富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米不會引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆富含胡蘿卜素的“金大米”。糧食問題難保鮮解決控制番茄成熟的基因（延遲番茄成熟）果蔬問題大豆、玉米、大麥、小麥解決①導(dǎo)入含必需AA多Pro的編碼基因②改變AA合成過程中關(guān)鍵酶活性四.利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米不會引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆富含胡蘿卜素的11轉(zhuǎn)基因龍膽花轉(zhuǎn)基因藍(lán)豬耳觀賞花卉問題解決顏色單調(diào)，變色困難花青素有關(guān)調(diào)節(jié)基因四.利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)轉(zhuǎn)基因龍膽花轉(zhuǎn)基因藍(lán)豬耳觀賞花卉問題解決顏色單調(diào)，變色困難花12抗逆性抗病抗蟲改善品質(zhì)抗逆糧食觀賞花卉植物基因工程問題難保鮮解決控制番茄成熟的基因（延遲番茄成熟）果蔬問題解決顏色單調(diào)，變色困難花青素有關(guān)調(diào)節(jié)基因問題大豆、玉米、大麥、小麥解決①導(dǎo)入含必須AA多Pro的編碼基因②改變AA合成過程中關(guān)鍵酶活性抗病毒—病毒外殼蛋白/復(fù)制酶基因抗真菌—幾丁質(zhì)酶/抗毒素合成基因基因Bt毒蛋白基因蛋白酶抑制劑基因淀粉酶抑制劑基因植物凝集素基因抗逆性抗病抗蟲改善品質(zhì)抗逆糧食觀賞花卉植物基因工程問題難保鮮13“動物基因工程前景廣闊”思考題:1.如何利用動物基因工程技術(shù)提高動物的生長速率?2.怎樣能在其他營養(yǎng)成分不受影響的情況下,降低乳糖的含量?3.目前科學(xué)家已在山羊等動物乳腺生物反應(yīng)器中表達(dá)了抗凝血酶.血清白蛋白.生長激素和a-抗胰蛋白酶,科學(xué)家是怎樣獲得轉(zhuǎn)基因動物的?“動物基因工程前景廣闊”思考題:1.如何利用動物基因工程技術(shù)14動物基因工程動物基因工程15一.用于提高動物生長速度生長速度生長激素成功案例綿羊：生長速度提高30%，體積增加50%鯉魚：9個月后，體重增1.5kg解決方法導(dǎo)入生長激素基因一.用于提高動物生長速度生長速度生長激素成功案例綿羊：生長速16問題喝牛奶過敏、嘔吐、腹瀉原因乳糖不消化腸乳糖酶基因?qū)Σ哒Ｅ＾D(zhuǎn)基因牛導(dǎo)入顯微注射技術(shù)牛奶中乳糖含量減少，

其他營養(yǎng)成分不受影響構(gòu)建表達(dá)載體二.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)問題喝牛奶過敏、嘔吐、腹瀉原因乳糖不消化腸乳糖酶基因?qū)Σ哒?7乳腺生物反應(yīng)器對策設(shè)想：讓牛奶中產(chǎn)出生長素、抗凝血蛋白、血清白蛋白、α-抗胰蛋白酶等（把哺乳動物變成成“批量生產(chǎn)藥物的工廠）藥用蛋白基因+乳腺蛋白基因啟動子（只在乳腺中且在泌乳期表達(dá)）構(gòu)建基因表達(dá)載體導(dǎo)入______細(xì)胞受精卵顯微注射技術(shù)送回母體發(fā)育成新個體新個體泌乳期乳汁中產(chǎn)藥三.用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)

產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取乳腺生物反應(yīng)器對策設(shè)想：讓牛奶中產(chǎn)出生長素、抗凝血蛋白、血清18例1、繼哺乳動物乳腺發(fā)生器研發(fā)成功后，膀胱生物發(fā)生器的研究也取得了一定進(jìn)展。最近，科學(xué)家培養(yǎng)出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。請回答：（1）將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細(xì)胞，常用方法是___________。（2）進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移時，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入_______中，原因是

。（3）通常采用

技術(shù)檢測外源基因是否插入了小鼠的基因組（4）在研制膀胱生物反應(yīng)器時，應(yīng)使外源基因在小鼠的

細(xì)胞中特異表達(dá)。（5）為使外源基因在后代長期保持，可將轉(zhuǎn)基因小鼠細(xì)胞的

轉(zhuǎn)入

細(xì)胞中構(gòu)成重組細(xì)胞，使其發(fā)育成與供體具有相同性狀的個體。該技術(shù)稱為

。顯微注射受精卵受精卵具有全能性，可使外源基因在相應(yīng)組織細(xì)胞表達(dá)DNA分子雜交膀胱上皮細(xì)胞核去核的卵核移植（或克?。├?、繼哺乳動物乳腺發(fā)生器研發(fā)成功后，膀胱生物發(fā)生器的研究也19四.用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠器官移植問題—1、供體器官少2、排斥反應(yīng)強(qiáng)1、抑制抗原決定基因

表達(dá)的調(diào)控因子用豬的器官做供體抑制抗原決定基因表達(dá)2、去除抗原決定基因

（受精卵）克隆技術(shù)導(dǎo)入豬受精卵培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬四.用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小20例2、英國科學(xué)家已經(jīng)研究用動物的器官作為器官移植的器官來源，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)豬的內(nèi)臟器官與人的內(nèi)臟器官大小、形態(tài)均差不多，他們從20世紀(jì)80年代就開始研究。研究的重點是改造豬細(xì)胞膜。（1）豬細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)和人的細(xì)胞膜是相同的，但其上的

和人細(xì)胞膜有很多是不同的。（2）改造豬細(xì)胞膜主要是通過

技術(shù)進(jìn)行，具體操作步驟：糖蛋白基因工程第一步，獲得控制目的基因（人體細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)合成的基因），所用的方法有

。

第二步，將目的基因與

結(jié)合；第三步，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，對豬來說，應(yīng)導(dǎo)入其

細(xì)胞最有效。在這項技術(shù)中，必須使用的兩種工具酶是

和

。從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因、

化學(xué)法直接人工合成運載體受精卵限制酶DNA連接酶例2、英國科學(xué)家已經(jīng)研究用動物的器官作為器官移植的器官來源，21三、基因工程藥物異軍突起1.第一種基因工程藥物是什么？2.基因工程的藥物都有什么？3.描述我國基因工程制藥的的過去現(xiàn)在和未來三、基因工程藥物異軍突起1.第一種基因工程藥物是什么？22第一種基因工程藥物—基因工程制藥重組人胰島素傳統(tǒng)提取

胰島素、

干擾素提取部位—細(xì)胞、組織、血液等提取量—少缺點—材料少、提取難、成本高改進(jìn)—“工程菌”提取部位—“工程菌”

（大腸桿菌、酵母菌）提取量—多優(yōu)點—高效、高質(zhì)量、低成本菌優(yōu)點：

繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少構(gòu)建第一種基因工程藥物—基因工程制藥重組人胰島素傳統(tǒng)提取

胰島23重組質(zhì)粒重組質(zhì)粒24基因工程藥物異軍突起轉(zhuǎn)基因抗乙肝西紅柿，雖然不能治愈乙肝，但一年只吃幾個抗乙肝西紅柿，就完全能代替注射乙肝疫苗?？挂腋挝骷t柿屬于轉(zhuǎn)基因食品，就是將乙肝疫苗植入西紅柿內(nèi)，經(jīng)過多代繁殖，使轉(zhuǎn)入的基因穩(wěn)定化。這種西紅柿培育歷時十年，先是在實驗室生長，等各種安全因素達(dá)標(biāo)后，才移至戶外，進(jìn)行封閉種植?；蚬こ趟幬锂愜娡黄疝D(zhuǎn)基因抗乙肝西紅柿，雖然不能治愈乙肝，但25例3、1997年，科學(xué)家將動物體內(nèi)的能夠合成胰島素的基因與大腸桿菌的DNA分子重組，并且在大腸桿菌中表達(dá)成功。如右圖，請據(jù)圖回答問題。

(1)此圖表示的是采取____合成目的基因的方法獲取______________的過程。(2)圖中①DNA是以____________為模板，_______形成單鏈DNA，在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得了所需要的目的基因。

人工胰島素（目的）胰島素mRNA逆轉(zhuǎn)錄例3、1997年，科學(xué)家將動物體內(nèi)的能夠合成胰島素的基因與大26(3)圖中②代表的是________________酶，在它的作用下將質(zhì)粒切出_______末端。

(4)圖中③代表重組DNA，含_______________基因。

(5)圖中④表示的過程是_____________________。為使此過程順利進(jìn)行，一般需將大腸桿菌用______________處理，以增大其細(xì)胞壁的______________。（6）圖中⑤表示______________隨大腸桿菌的繁殖而進(jìn)行增殖，此基因在大腸桿菌內(nèi)表達(dá)的標(biāo)志是____________________________。限制性核酸內(nèi)切酶黏性胰島素基因重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞氯化鈣通透性目的基因大腸桿菌能產(chǎn)生人的胰島素(3)圖中②代表的是________________酶，在它27基因治療的概念：將正常基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功效，從而達(dá)到治療疾病的目的免疫系統(tǒng)發(fā)揮正常作用的必須物質(zhì)腺苷酸脫氨酶腺苷酸脫氨酶基因基因治療曙光初照基因治療的概念：基因治療曙光初照28

1990年，美國醫(yī)學(xué)家安德森對一例患腺苷脫氨酶(ADA)缺乏癥的4歲女孩謝德爾進(jìn)行基因治療。該女孩由于先天缺乏ADA基因，自身不能生產(chǎn)ADA，先天免疫功能不全，只能生活在無菌的隔離帳里。他們將含有這個女孩自己的白血球的溶液輸入她左臂的一條靜脈血管中，這種白血球都已經(jīng)過改造，有缺陷的基因已經(jīng)被健康的基因所替代。在以后的10個月內(nèi)她又接受了7次這樣的治療，同時也接受特定抗體的治療。經(jīng)治療后，免疫功能日趨健全，能夠走出隔離帳，過上了正常人的生活。美國醫(yī)學(xué)家安德森謝德爾，19991990年，美國醫(yī)學(xué)家安德森對一例患腺苷脫氨酶(AD29體外基因治療：從病人體內(nèi)獲取某種細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，然后，在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)大培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。體外基因治療：從病人體內(nèi)獲取某種細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，然后，在體外完30體內(nèi)基因治療：用基因工程的方法，直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治療方法。體內(nèi)基因治療：用基因工程的方法，直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因31例4、基因治療是指（）A、把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療目的B、對有缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常，達(dá)到治療的目的C、運用人工誘變的方法，使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因突變，從而恢復(fù)正常D、運用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，達(dá)到治療疾病的目的A例4、基因治療是指（）A32例5、應(yīng)用基因工程技術(shù)診斷疾病的過程中必須使用基因探針才能達(dá)到檢測疾病的目的。這里的基因探針是指（）A、用于檢測疾病的醫(yī)療器械B、用放射性同位素或螢光分子等標(biāo)記的DNA分子C、合成球蛋白的DNAD、合成苯丙羥化酶的DNA片段B例5、應(yīng)用基因工程技術(shù)診斷疾病的過程中必須使用基因探針才能達(dá)33基因治療是根本性的治療導(dǎo)入能增強(qiáng)人體免疫能力的基因體外基因治療復(fù)合型免疫缺陷癥體內(nèi)基因治療遺傳性囊性纖維化病基因治療基因治療是根本性的治療基因治療34例5、重癥聯(lián)合免疫系統(tǒng)缺陷癥（SCID）患者缺乏正常的人體免疫功能，只要稍被細(xì)菌或病毒感染，就會得病死亡。經(jīng)過研究證實，SCID病人細(xì)胞的一個常染色體上編碼腺苷酸脫氨酶（ada）的基因發(fā)生了突變。（1）請你利用所學(xué)知識，設(shè)想一個治療SCID病的方案。第一步：發(fā)現(xiàn)人體正常ada基因克隆后用來替換反轉(zhuǎn)錄病毒的原有基因，構(gòu)建重組載體；第二步：從SCID病人體內(nèi)分離出免疫系統(tǒng)有缺陷的T淋巴細(xì)胞第三步：

；第四步：

；（2）還有哪些遺傳病可用基因治療的方案進(jìn)行治療？試舉例。將這些T淋巴細(xì)胞與攜帶了正常ada基因的反轉(zhuǎn)錄酶病毒混合在一起，讓病毒感染T淋巴細(xì)胞，使正常的ada基因擴(kuò)增并插入到T細(xì)胞的基因中；在實驗室中通過細(xì)胞培養(yǎng)并確認(rèn)轉(zhuǎn)入的基因成功表達(dá)后，用注射器將成千上萬個重組的轉(zhuǎn)基因T細(xì)胞注射到SCID患者的個體組織中。血友病，鐮刀型細(xì)胞貧血癥。例5、重癥聯(lián)合免疫系統(tǒng)缺陷癥（SCID）患者缺乏正常的人35科學(xué)家通過基因工程的方法培育抗蟲棉時，需從蘇云金芽孢桿菌中提取出抗蟲基因，“放入”棉花的細(xì)胞中與棉花結(jié)合起來并發(fā)揮作用，請完成下列有關(guān)問題：（1）從蘇云金芽孢桿菌中切割抗蟲基因所用的工具是_______，此工具主要存在于______中，其特點是________________________________________________________。限制酶微生物一種限制酶只能識別一種特定的

知識回顧核苷酸序列，并在特定的切點切割科學(xué)家通過基因工程的方法培育抗蟲棉時，需從蘇云金芽孢桿菌中提36（2）蘇云金芽孢桿菌中一個DNA分子上有許多基因，獲得抗蟲基因常用的方法是”鳥槍法”。具體做法是：用______將蘇云金芽孢桿菌的_____切成許多片段，然后將這些片段分別___________，再通過________導(dǎo)入不同的受體細(xì)胞中，讓它們在各個不同的受體細(xì)胞中大量_____，從中找出含有目的基因的細(xì)胞，再用一定的方法把_____________________分離出來。（3）進(jìn)行基因工程操作一般要經(jīng)過的四個步驟是：______________；________________；____________________；________________。限制酶DNA與運載體結(jié)合運載體復(fù)制帶有目的基因的DNA片段目的基因的獲取基因表達(dá)載體的構(gòu)建將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定（2）蘇云金芽孢桿菌中一個DNA分子上有許多基因，獲得抗蟲基371.3基因工程的應(yīng)用1.3基因工程的應(yīng)用38§1.3基因工程的應(yīng)用1、植物基因工程碩果累累2、動物基因工程前景廣闊3、基因工程藥物異軍突起4、基因治療曙光初照§1.3基因工程的應(yīng)用1、植物基因工程碩果累累39植物基因工程碩果累累大豆、玉米、棉花、油菜已進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段主要用于：提高農(nóng)作物抗逆能力、改良農(nóng)作物品質(zhì)、利用植物生產(chǎn)藥物植物基因工程碩果累累大豆、玉米、棉花、油菜已進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化40請同學(xué)們閱讀P17-19思考以下幾題:1.目前用于殺蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲植物基因有哪些?2.抗病轉(zhuǎn)基因植物所采用的基因,使用最多的是什么?3.造成低產(chǎn)、減產(chǎn)的常見環(huán)境因素有哪些?使煙草.番茄的耐寒能力提高措施是什么?4.豆類中哪種必需氨基酸較少?大米、玉米、小麥中哪種必需氨基酸較少?舉例說明科學(xué)家如何提高氨基酸的含量?請同學(xué)們閱讀P17-19思考以下幾題:1.目前用于殺蟲的轉(zhuǎn)基41轉(zhuǎn)基因生物與目的基因的關(guān)系轉(zhuǎn)基因生物目的基因從何來抗蟲棉基因抗病毒轉(zhuǎn)基因小麥抗立枯絲核菌(真菌)的煙草抗鹽堿和干旱作物耐寒的番茄抗除草劑的大豆富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米轉(zhuǎn)基因延遲番茄轉(zhuǎn)基因牽?；˙t毒蛋白基因蘇云金芽孢桿菌病毒外殼基因和病毒復(fù)制酶基因幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因抗凍蛋白基因魚抗除草劑基因富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因控制番茄果實成熟的基因植物花青素代謝有關(guān)的基因轉(zhuǎn)基因生物與目的基因的關(guān)系轉(zhuǎn)基因生物目的基因從何來抗蟲棉基因42一.抗蟲轉(zhuǎn)基因植物抗蟲害的玉米優(yōu)點—基因Bt毒蛋白基因蛋白酶抑制劑基因淀粉酶抑制劑基因植物凝集素基因消化不良不吸收避免化學(xué)殺蟲劑的污染害蟲將Bt毒蛋白水解成有毒多肽一.抗蟲轉(zhuǎn)基因植物抗蟲害的玉米優(yōu)點—基因Bt毒蛋白基因蛋白43轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯(細(xì)菌)病基因的馬鈴薯二.抗病轉(zhuǎn)基因植物Bt毒蛋白水解成有毒多肽抗病毒—病毒外殼蛋白基因

—病毒的復(fù)制酶基因抗真菌—幾丁質(zhì)酶基因

—抗毒素合成基因基因抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草抗細(xì)菌—裂解肽基因

—溶菌酶基因轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯(細(xì)菌)病基因的馬鈴薯二.抗病轉(zhuǎn)基因植物Bt毒蛋44三.抗逆轉(zhuǎn)基因植物基因調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因魚的抗凍蛋白基因抗除草劑基因抗旱、抗鹽堿耐寒煙草，番茄抗除草劑大豆、玉米我國科學(xué)家在實驗田觀察轉(zhuǎn)魚抗凍蛋白基因的番茄轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米三.抗逆轉(zhuǎn)基因植物基因調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因魚的抗凍蛋白基因抗45富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米不會引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆富含胡蘿卜素的“金大米”。糧食問題難保鮮解決控制番茄成熟的基因（延遲番茄成熟）果蔬問題大豆、玉米、大麥、小麥解決①導(dǎo)入含必需AA多Pro的編碼基因②改變AA合成過程中關(guān)鍵酶活性四.利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米不會引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆富含胡蘿卜素的46轉(zhuǎn)基因龍膽花轉(zhuǎn)基因藍(lán)豬耳觀賞花卉問題解決顏色單調(diào)，變色困難花青素有關(guān)調(diào)節(jié)基因四.利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)轉(zhuǎn)基因龍膽花轉(zhuǎn)基因藍(lán)豬耳觀賞花卉問題解決顏色單調(diào)，變色困難花47抗逆性抗病抗蟲改善品質(zhì)抗逆糧食觀賞花卉植物基因工程問題難保鮮解決控制番茄成熟的基因（延遲番茄成熟）果蔬問題解決顏色單調(diào)，變色困難花青素有關(guān)調(diào)節(jié)基因問題大豆、玉米、大麥、小麥解決①導(dǎo)入含必須AA多Pro的編碼基因②改變AA合成過程中關(guān)鍵酶活性抗病毒—病毒外殼蛋白/復(fù)制酶基因抗真菌—幾丁質(zhì)酶/抗毒素合成基因基因Bt毒蛋白基因蛋白酶抑制劑基因淀粉酶抑制劑基因植物凝集素基因抗逆性抗病抗蟲改善品質(zhì)抗逆糧食觀賞花卉植物基因工程問題難保鮮48“動物基因工程前景廣闊”思考題:1.如何利用動物基因工程技術(shù)提高動物的生長速率?2.怎樣能在其他營養(yǎng)成分不受影響的情況下,降低乳糖的含量?3.目前科學(xué)家已在山羊等動物乳腺生物反應(yīng)器中表達(dá)了抗凝血酶.血清白蛋白.生長激素和a-抗胰蛋白酶,科學(xué)家是怎樣獲得轉(zhuǎn)基因動物的?“動物基因工程前景廣闊”思考題:1.如何利用動物基因工程技術(shù)49動物基因工程動物基因工程50一.用于提高動物生長速度生長速度生長激素成功案例綿羊：生長速度提高30%，體積增加50%鯉魚：9個月后，體重增1.5kg解決方法導(dǎo)入生長激素基因一.用于提高動物生長速度生長速度生長激素成功案例綿羊：生長速51問題喝牛奶過敏、嘔吐、腹瀉原因乳糖不消化腸乳糖酶基因?qū)Σ哒Ｅ＾D(zhuǎn)基因牛導(dǎo)入顯微注射技術(shù)牛奶中乳糖含量減少，

其他營養(yǎng)成分不受影響構(gòu)建表達(dá)載體二.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)問題喝牛奶過敏、嘔吐、腹瀉原因乳糖不消化腸乳糖酶基因?qū)Σ哒?2乳腺生物反應(yīng)器對策設(shè)想：讓牛奶中產(chǎn)出生長素、抗凝血蛋白、血清白蛋白、α-抗胰蛋白酶等（把哺乳動物變成成“批量生產(chǎn)藥物的工廠）藥用蛋白基因+乳腺蛋白基因啟動子（只在乳腺中且在泌乳期表達(dá)）構(gòu)建基因表達(dá)載體導(dǎo)入______細(xì)胞受精卵顯微注射技術(shù)送回母體發(fā)育成新個體新個體泌乳期乳汁中產(chǎn)藥三.用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)

產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取乳腺生物反應(yīng)器對策設(shè)想：讓牛奶中產(chǎn)出生長素、抗凝血蛋白、血清53例1、繼哺乳動物乳腺發(fā)生器研發(fā)成功后，膀胱生物發(fā)生器的研究也取得了一定進(jìn)展。最近，科學(xué)家培養(yǎng)出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。請回答：（1）將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細(xì)胞，常用方法是___________。（2）進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移時，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入_______中，原因是

。（3）通常采用

技術(shù)檢測外源基因是否插入了小鼠的基因組（4）在研制膀胱生物反應(yīng)器時，應(yīng)使外源基因在小鼠的

細(xì)胞中特異表達(dá)。（5）為使外源基因在后代長期保持，可將轉(zhuǎn)基因小鼠細(xì)胞的

轉(zhuǎn)入

細(xì)胞中構(gòu)成重組細(xì)胞，使其發(fā)育成與供體具有相同性狀的個體。該技術(shù)稱為

。顯微注射受精卵受精卵具有全能性，可使外源基因在相應(yīng)組織細(xì)胞表達(dá)DNA分子雜交膀胱上皮細(xì)胞核去核的卵核移植（或克?。├?、繼哺乳動物乳腺發(fā)生器研發(fā)成功后，膀胱生物發(fā)生器的研究也54四.用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠器官移植問題—1、供體器官少2、排斥反應(yīng)強(qiáng)1、抑制抗原決定基因

表達(dá)的調(diào)控因子用豬的器官做供體抑制抗原決定基因表達(dá)2、去除抗原決定基因

（受精卵）克隆技術(shù)導(dǎo)入豬受精卵培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬四.用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小55例2、英國科學(xué)家已經(jīng)研究用動物的器官作為器官移植的器官來源，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)豬的內(nèi)臟器官與人的內(nèi)臟器官大小、形態(tài)均差不多，他們從20世紀(jì)80年代就開始研究。研究的重點是改造豬細(xì)胞膜。（1）豬細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)和人的細(xì)胞膜是相同的，但其上的

和人細(xì)胞膜有很多是不同的。（2）改造豬細(xì)胞膜主要是通過

技術(shù)進(jìn)行，具體操作步驟：糖蛋白基因工程第一步，獲得控制目的基因（人體細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)合成的基因），所用的方法有

。

第二步，將目的基因與

結(jié)合；第三步，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，對豬來說，應(yīng)導(dǎo)入其

細(xì)胞最有效。在這項技術(shù)中，必須使用的兩種工具酶是

和

。從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因、

化學(xué)法直接人工合成運載體受精卵限制酶DNA連接酶例2、英國科學(xué)家已經(jīng)研究用動物的器官作為器官移植的器官來源，56三、基因工程藥物異軍突起1.第一種基因工程藥物是什么？2.基因工程的藥物都有什么？3.描述我國基因工程制藥的的過去現(xiàn)在和未來三、基因工程藥物異軍突起1.第一種基因工程藥物是什么？57第一種基因工程藥物—基因工程制藥重組人胰島素傳統(tǒng)提取

胰島素、

干擾素提取部位—細(xì)胞、組織、血液等提取量—少缺點—材料少、提取難、成本高改進(jìn)—“工程菌”提取部位—“工程菌”

（大腸桿菌、酵母菌）提取量—多優(yōu)點—高效、高質(zhì)量、低成本菌優(yōu)點：

繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少構(gòu)建第一種基因工程藥物—基因工程制藥重組人胰島素傳統(tǒng)提取

胰島58重組質(zhì)粒重組質(zhì)粒59基因工程藥物異軍突起轉(zhuǎn)基因抗乙肝西紅柿，雖然不能治愈乙肝，但一年只吃幾個抗乙肝西紅柿，就完全能代替注射乙肝疫苗?？挂腋挝骷t柿屬于轉(zhuǎn)基因食品，就是將乙肝疫苗植入西紅柿內(nèi)，經(jīng)過多代繁殖，使轉(zhuǎn)入的基因穩(wěn)定化。這種西紅柿培育歷時十年，先是在實驗室生長，等各種安全因素達(dá)標(biāo)后，才移至戶外，進(jìn)行封閉種植?；蚬こ趟幬锂愜娡黄疝D(zhuǎn)基因抗乙肝西紅柿，雖然不能治愈乙肝，但60例3、1997年，科學(xué)家將動物體內(nèi)的能夠合成胰島素的基因與大腸桿菌的DNA分子重組，并且在大腸桿菌中表達(dá)成功。如右圖，請據(jù)圖回答問題。

(1)此圖表示的是采取____合成目的基因的方法獲取______________的過程。(2)圖中①DNA是以____________為模板，_______形成單鏈DNA，在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得了所需要的目的基因。

人工胰島素（目的）胰島素mRNA逆轉(zhuǎn)錄例3、1997年，科學(xué)家將動物體內(nèi)的能夠合成胰島素的基因與大61(3)圖中②代表的是________________酶，在它的作用下將質(zhì)粒切出_______末端。

(4)圖中③代表重組DNA，含_______________基因。

(5)圖中④表示的過程是_____________________。為使此過程順利進(jìn)行，一般需將大腸桿菌用______________處理，以增大其細(xì)胞壁的______________。（6）圖中⑤表示______________隨大腸桿菌的繁殖而進(jìn)行增殖，此基因在大腸桿菌內(nèi)表達(dá)的標(biāo)志是____________________________。限制性核酸內(nèi)切酶黏性胰島素基因重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞氯化鈣通透性目的基因大腸桿菌能產(chǎn)生人的胰島素(3)圖中②代表的是________________酶，在它62基因治療的概念：將正常基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功效，從而達(dá)到治療疾病的目的免疫系統(tǒng)發(fā)揮正常作用的必須物質(zhì)腺苷酸脫氨酶腺苷酸脫氨酶基因基因治療曙光初照基因治療的概念：基因治療曙光初照63

1990年，美國醫(yī)學(xué)家安德森對一例患腺苷脫氨酶(ADA)缺乏癥的4歲女孩謝德爾進(jìn)行基因治療。該女孩由于先天缺乏ADA基因，自身不能生產(chǎn)ADA，先天免疫功能不全，只能生活在無菌的隔離帳里。他們將含有這個女孩自己的白血球的溶液輸入她左臂的一條靜脈血管中，這種白血球都已經(jīng)過改造，有缺陷的基因已經(jīng)被健康的基因所替代。在以后的10個月內(nèi)她又接受了7次這樣的治療，同時也接受特定抗體的治療。經(jīng)治療后，免疫功能日趨健全，能夠走出隔