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1、1.3 基因工程的应用,一 植物基因工程硕果累累,IMN,美国,阿根廷,加拿大,中国,10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,2001年转基因作物种植面积最大的四个国家及其所占比例,提高农作物抗逆能力、改良农作物品质、利用植物生产药物,主要用于：,IMN,1.抗虫转基因植物,1）优点：,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,4）例子：,一 植物基因工程硕果累累,转基因抗虫水稻、抗虫棉,P18,2）培育转基因植物的方法：,3）目的基因主要有因：,IMN,2.抗病转基因植物,1）目的基因：,病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因,抗病毒基因,几丁质酶基因
2、和抗毒素合成基因,抗真菌基因,2）例子：,抗病毒转基因小麦、抗病毒转基因甜椒,一 植物基因工程硕果累累,病原微生物,IMN,3.抗逆转基因植物,1）造成低产和减产的常见因素：,2）盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关：,与细胞内渗透压调节有关,3）目的基因：,抗盐碱和干旱作物：,调节细胞渗透压的基因,耐寒的番茄：,鱼的抗冻蛋白基因,抗除草剂的大豆：,抗除草剂基因,一 植物基因工程硕果累累,IMN,4.利用转基因改良植物的品质,1）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?,蛋氨酸,赖氨酸,一 植物基因工程硕果累累,2）如何培育富含赖氨基酸氨酸的转基因玉米?转基因延熟番茄？具
3、观赏价值的转基因矮牵牛 ?,二 动物基因工程前景广阔,1.动物基因工程的应用体现在那些方面？,2.如何利用动物基因工程技术提高动物的生长速率?,3.怎样能在其他营养成分不受影响的情况下,降低牛奶乳糖的含量?,4.简述乳腺生物反应器的操作过程？,5.乳房生物反应器的操作过程与转基因动物操作过程有何不同之处？并阐述原因？,6.用转基因动物作器官移植的供体动物、存在的难题和解决的方法分别是什么？,IMN,转生长激素基因鲤鱼,二 动物基因工程前景广阔,1、用于提高动物生长速度,IMN,二 动物基因工程前景广阔,2、用于改善畜产品的品质,怎样能在其他营养成分不受影响的情况下,降低牛奶乳糖的含量?,将肠乳
4、糖酶基因导入奶牛基因组,IMN,二 动物基因工程前景广阔,3、用转基因动物生产药物,乳腺生物反应器,获取目的基因（血清蛋白基因）,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（只有在产下的雌性动物个体中，转入的基因才能表达）,IMN,乳腺生物反应器的操作过程与转基因动物操作过程有何不同之处？并阐述原因？,二 动物基因工程前景广阔,要在编码蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特异表达的启动子（乳腺蛋白基因的启动子）构成表达载体。,因为产品在奶中形成，需要乳腺组织中特异表达的启动子。（基因的选择性表达）,IMN,
5、供体动物：,存在的难题：,解决方法：,二 动物基因工程前景广阔,4、用转基因动物作器官移植的供体,小型猪,免疫排斥,在供体基因组中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。,在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素直接从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。,传统生产方法的缺点,由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。,可利用什么方法来解决上述问题？,利用基因工程方法制造“工程菌”，可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。,三、基因工程药物异军突起,干扰素是病毒侵入细胞后产生的
6、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。此外干扰素对治疗某些癌症和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。19801982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P22,体外基因治疗：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。,四、基因治疗曙光初照,1、概念：P23,2
7、、途径：,用于基因治疗的基因种类P241.从健康人体上分离得到的功能正常的基因，用以取代病变基因，或依靠其表达产物。2.反义基因。即通过产生的mRNA分子，与病变基因产生的mRNA 进行互补，来阻断蛋白质合成。3.编码可以杀死癌变细胞的蛋白酶基因，又叫做自杀基因。,IMN,练习,1.转基因技术在植物品种改良方面应用广泛，其中一项基因工程就是改造CO2固定酶。其目的是 A. 提高光合作用效率 B. 延长果实的储藏期 C. 培育新作物品种 D. 提高植物的抗性,答案A,IMN,2.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
8、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_。,显微注射,IMN,2.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：,2）进行基因转移是，通常要将外源基因转到_中，原因是 ：,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,IMN,2.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：,3）通常采用_技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组,DNA分子杂交,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。,膀胱上皮,IMN,3.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,答案B,
