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文档简介

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

哪些转基因作物已进入大规模商业化应用阶段?转基因大豆、玉米、棉花和油菜植物基因工程技术主要用于哪些方面?1.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)2.改良农作物的品质3.利用植物生产药物等方面.(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2.在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因?病毒外壳蛋白(coatprotein,CP)基因;病毒的复制酶基因3.在抗真菌转基因植物中使用什么基因?几丁质酶基因和抗毒素合成基因(三)其他抗逆转基因植物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?细胞内的渗透压调节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3.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?鱼的抗冻蛋白基因(四)利用转基因改良植物的品质人体(或其它脊椎动物)必不可少,而机体内又不能合成的,必须从食物中补充的氨基酸,称必需氨基酸。必需氨基酸共有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。如果饮食中经常缺少必需氨基酸,可影响健康。另外12种氨基酸是人体细胞能够合成的叫做非必需氨基酸。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举例说明将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大减低。(三)用转基因的动物生产药物设问:就基因药物而言,最理想的表达场所是哪里?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?①获取目的基因(例如血清白蛋白基因)②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)③显微注射导入哺乳动物受精卵中④形成胚胎⑤将胚胎送入母体动物⑥发育成转基因动物(只有在产下的雌性个体中,转入的基因才能表达)。思考:用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的?(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某种调节因子,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将目的基因导入到动物的受精卵里,目的基因若与受精卵染色体DNA整合,细胞分裂时,该基因随染色体的倍增而倍增,使每个细胞中都带有目的基因,使性状得以表达,并稳定地遗传给后代,从而获得基因产品。这样一种新的个体,称为转基因动物。总结:什么叫转基因动物?基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么?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。该过程的重要步骤是通过感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中。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1、基因治疗概念:四、基因治疗曙光初照

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)2、基因治疗的类型体外基因治疗:先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

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