讲课——基因工程的应用

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1、1.什么是基因工程?2.培育转基因抗虫棉的主要步骤需要哪些工具？3.培育转基因抗虫棉的基本过程？复习：抗虫棉普通棉花　　抗虫棉能发荧光的转基因猪基因工程的应用专题１基因工程一、植物基因工程硕果累累植物基因工程技术主要用于哪些方面?提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）改良农作物的品质利用植物生产药物等方面.(一)抗虫转基因植物1.虫害给农作物带来了哪些影响?传统农业如何防治害虫?有哪些不足?2.如何获得抗虫植物？现在有哪些抗虫植物问世?3.抗虫基因有哪些？Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基

2、因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等1.抗虫棉的目的基因是什么?目的基因从何而来?对哺乳动物有害吗？2.将抗虫基因导入植物细胞中用的最多的方法是什么？我国的科学家将抗虫基因导入棉花用了什么独创的方法?思考：1.细菌的基因之所以能“嫁接”到棉花细胞内，原因是什么？组成细菌和棉花的DNA分子的空间结构和化学组成相同2.利用基因工程培育抗虫棉，与诱变育种和杂交育种相比，有什么优点？是属于哪种变异？3.抗虫棉能抗病吗？（二）抗病转基因植物1.什么是病原微生物？有哪些种类？引起生物生病的微生物，主要有病毒、真菌和细菌等

3、2.为什么说常规育种很难培育出抗病毒的新品种？4.在抗真菌转基因植物中使用什么基因？几丁质酶基因抗毒素合成基因3.在抗病毒转基因植物中使用最多的是什么基因？病毒外壳蛋白基因；病毒的复制酶基因（三）抗逆转基因植物1.哪些环境条件会造成农作物低产、减产？盐碱、干旱、低温和涝害等2.盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关？与细胞内的渗透压有关3.在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因？调节细胞渗透压的基因4.转基因耐寒的烟草和番茄中哪种目的基因提高了其抗寒能力？目的基因从何而来？抗冻蛋白基因鱼体内5.抗除草剂基因有何用途？

4、喷洒除草剂时，杀死田间的杂草而不损伤作物什么是必需氨基酸？你知道哪些食品中缺少必需氨基酸？如何用转基因的方法加以改良？将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物(改变必需氨基酸合成途径中某种关键酶的活性)（四）利用转基因改良植物的品质转基因延熟番茄的目的基因是什么？控制番茄果实成熟的基因转基因矮牵牛的目的基因是什么？与植物花青素代谢有关的基因异想天开二、动物基因工程前景广阔（一）用于提高动物生长速度动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等导入外源生长激素基因（二）用于改善畜产品的品质将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组

5、，转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大减低，而其他营养成分不变。（三）用转基因的动物生产药物设问:就基因药物而言，最理想的表达场所在哪里？转基因动物的乳腺。（1）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。（2）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。（3）从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可无限繁殖。设问:为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？将基因与等调控组件重组在一起，通过等方法，导入哺乳动

6、物的中，将其送入母体，使其发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品，称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。乳腺生物反应器乳腺生物反应器的优点：①产量高；②质量好；③成本低；④易提取。药物蛋白乳腺蛋白基因的启动子显微注射受精卵（四）用转基因动物作器官移植的供体利用基因工程对猪的器官进行改造方法：将器官供体基因组导入以抑制的表达或设法除去，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某种调节因子抗原决定基因抗原决定基因1.在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素等直接

7、从生物体的哪些结构中提取？从生物的组织、细胞或血液中提取。2.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。三、基因工程药品异军突起3.可利用什么方法来解决上述问题？利用基因工程方法制造转基因的工程菌，可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。工程菌:用基因工程方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。基因工程药品包括：细胞因子（即淋巴因子如白细胞介素—2、干扰素）、抗体、疫苗、激素等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

8、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