lhq_1[1].3基因工程的应用(上课).ppt

1、基因工程的应用，第一，植物基因工程取得了成果，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、油菜、植物基因工程技术主要用于哪些方面？不仅提高农作物的抵抗力(如除草剂、抗虫、抗病、干旱、抗碱等)，还改善农作物的质量，利用植物生产药品等。(1)抗虫转基因植物，1 .害虫对农作物有什么影响？传统农业如何防治害虫？有什么缺陷吗？2 .现在出了什么抗虫植物？3 .抗虫基因、Bt武断白质基因、蛋白质酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等，请阅读P18生物资料技术卡，了解抗虫基因的抗虫机理。4 .抗虫棉的目的基因是什么？目的基因来自哪里？中国转基因抗虫棉取得了什么进展？(b)抗

2、病转基因植物，1 .什么是病原微生物？有什么种类的？引起生物病的微生物主要有病毒、真菌、细菌等。2.为什么现有的育种很难培育抗病毒的新品种？经典育种手段和方法包括杂交育种/诱变育种/单倍体育种等，分子育种主要包括基因工程育种和分子标记辅助选择，其核心仍然是经典育种手段和方法。与此同时，分子生物学研究方法及其技术的应用提高了研究目的和研究效率，在一定程度上打破了现有的种间生殖隔离，显示出明显的优越性。通常育种通常直接改变植物的遗传性，宏观进行优良品种筛选。分子育种在称为基因的微观水平上进行改造和标记，然后在植物上表达。抗病转基因植物使用的基因：病毒外壳蛋白病毒的复制酶基因抗菌性基因：几丁质酶基因

3、抗毒素合成基因，扩展：抗病毒转基因植物为什么可以使用病毒外壳蛋白基因进行抗病毒渗透？关于病毒外壳蛋白基因(CP基因)引入植物后的抗病毒系统，目前有一些假说。根据一个假设，CP基因在植物细胞内积累，然后侵入的病毒暴露核酸进入植物细胞后，立即被这个外壳蛋白包裹起来，阻止病毒核酸分子的复制和翻译。另一种假说是，植物细胞内积累的病毒外壳蛋白抑制病毒去除外壳，防止病毒核酸分子释放。但是最近的研究表明，由于病毒外壳蛋白的AUG启动密码缺失，无法翻译，或者将外壳蛋白基因转化为一半的RNA基因，将其整合到植物细胞染色体中，转基因植物具有很好的抗性。因此，有人认为，抗性机制不是外壳蛋白质起作用，而是CP基因转录

4、RNA后与入侵病毒RNA的相互作用起了抗性作用。(3)其他抗逆转基因植物，1 .什么环境条件会导致农作物减产和减产？盐碱、干旱、低温和涝害等，2 .盐碱及干旱对作物的危害是什么？细胞内渗透调节，抗炎和干旱作物使用什么基因？调节细胞渗透压的基因，3。转基因耐寒烟草和番茄中，哪些目的基因提高了抗寒性？目的基因来自哪里？鱼的抗冻蛋白基因，4 .抗除草剂基因的用途是什么？喷洒除草剂时，杀死田里的杂草也不会损害作物，(4)通过基因操作改善植物质量，人体(或其他脊椎动物)是必需的，机体内不能合成的氨基酸必须从食物中补充。叫做必需氨基酸。必需的氨基酸是赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸(蛋氨酸)、苏氨酸、异亮

5、氨酸、亮氨酸、亮氨酸、亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸等总种类。食物中经常缺乏必需的氨基酸会影响健康。另12种氨基酸被称为人体细胞可以合成的非必需氨基酸。你知道什么食物缺少必需的氨基酸吗？如何用转基因方法进行改良？将含有大量必需氨基酸含量的蛋白质编码基因引入植物，改变必需氨基酸合成途径中某些核心酶的活性，转移到维生素A合成酶基因的大米，转基因烟草的目的基因是什么呢？调节番茄果实成熟的基因，转基因矮牵牛的目的基因是什么？与植物花色苷代谢相关的基因，转基因蓝玫瑰，异想天开，能发出荧光的热带斑马鱼，普通热带斑马鱼不发出荧光。如何使普通热带斑马鱼也变得荧光？摘要：遗传工程在农业中的应用，(1)高产、稳产、优质品

6、种用基因工程，可以提高粮食作物中蛋白质的含量。向日葵豆等植物。(2)抗逆性品种将细菌抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐、干旱、抗高温的基因转移到作物上，可以从根本上改变作物的特性。转基因抗虫棉等。2 .动物基因工程前景广阔。(1)为提高动物的生长速度，改良动物品种，建立生物反应器，器官移植等，引进外源人生长激素基因，(2)用于提高畜产品质量。例如，将肠乳糖酶基因引入奶牛基因组，转基因牛分泌的乳糖含量就会大幅减少。(3)用转基因动物生产药物，对：来说，对基因药物最理想的表达地点是哪里？转基因动物的乳房。(1)乳房是外分泌器官，乳房不能进入体内循环，不影响转基因动物自身的生理代谢反应。(2)从乳汁中获得

7、目的基因产物，产量高，容易纯化，表达的蛋白质已经充分修饰，具有稳定的生物活性。(3)在乳汁中不断获得目的基因的产物的同时，转基因动物可以无限繁殖。问：为什么乳房会成为基因药物最理想的表达场所。将药物蛋白基因和乳腺蛋白质基因的启动子等调节成分一起重组，通过显微注射等方法将受精卵引入哺乳动物的受精卵中，将受精卵送到母体，发展成转基因动物。转基因动物进入哺乳期后，可以分泌乳汁，产生必要的药物，这被称为乳腺生物反应器或乳腺生物反应器。乳腺生物反应器，乳腺生物反应器的优点：产量高；质量好，容易提取低成本。乳腺生物反应器生产抗凝血酶蛋白，获得目的基因(如血清白蛋白基因)，制造基因表达载体(在血清白蛋白基因

8、前特殊表达的启动子)，在哺乳动物受精卵中形成胚胎，将胚胎发育成母动物，发展成转基因动物。用：基因工程实现动物乳腺生物反应器的过程是怎样的？4 .将转基因动物用作器官移植的捐赠者，引入将人类基因用作特殊用途的猪和老鼠，(4)将转基因动物用作器官移植的捐赠者，利用基因工程改造猪的器官方法：将器官捐献者基因组引入某种调节因子，抑制抗原决定基因的表达，或试图去除抗原决定基因，并结合克隆技术将没有培养的目的基因引入动物的受精卵中。目的基因与受精卵染色体DNA整合后，细胞分裂时染色体加倍，每个细胞都有目的基因，表达性状，稳定地遗传给后代，获得基因产品。被称为转基因动物的新个体。摘要：什么是转基因动物？基因

9、工程在畜牧业行业的应用主要是什么？繁殖抗病能力、高出生率、高产油率、高质量毛皮等优质转基因动物。这个过程的重要阶段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。，1 .在传统药物生产中，胰岛素、干扰素等什么药物直接从有机体的什么结构中提取出来？从生物组织、细胞或血液中提取。2 .传统生产方法的缺点：由于原料来源的限制，价格很高。三，基因工程药物突然弹出，三。怎样才能解决这个问题？利用基因工程方法制造转基因工程菌，可以高效地生产各种高质量、低成本的药品。工程菌：是利用基因工程方法高效表达外源基因的真菌细胞系。基因工程药物包括细胞因子(即淋巴因子白细胞介素2、干扰素等)、抗体、疫苗、激素

10、等，胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床使用的胰岛素主要从猪牛等家畜的胰腺中提取，每100公斤胰腺只能提取45克胰岛素。用这种方法生产的胰岛素产量低，价格高，不能满足社会要求。1979年，科学家把动物的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，在大肠杆菌内实现了表达。1982年，美国一家基因公司将基因工程生产的胰岛素投入市场，售价下降了30P%。治疗基因工程药物胰岛素，侏儒症的唯一方法是向人体注射生长激素。获得人生长激素很难。以前，为了获得生长激素，必须解剖尸体，从大脑底部提取脑垂体，提取生长激素。(威廉莎士比亚，住院医师，人生长激素，人生长激素，人生长激素，人生长激素，人生长激素，人生长激素，人生

11、长激素)现在可以利用基因工程方法将人的人生长激素基因引入大肠杆菌，从而产生生长激素。人们从450 L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。基因工程药物人生长激素，干扰素是动物或人体细胞感染病毒时产生的糖蛋白。干扰素几乎可以抵抗所有病毒引起的感染，是抗病毒特效药。此外，干扰素对治疗癌症和部分白血病也有一定的疗效。传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞提取的，每300L血液只能提取1mg的干扰素。19801982年，科学家通过基因工程在大肠杆菌和酵母细胞内获得干扰素，达到传统产量的12万倍。1987年上述干扰素大量投放市场。基因工程药物干扰素，基因工程干扰素，传统疫苗有很多缺

12、点。生产过程需要大量繁殖病菌，对员工的健康构成巨大威胁。病原体的监督，消灭不够彻底，接种者可能会直接感染。基因工程疫苗：将起重要作用的序列保守的蛋白质基因重组为细菌或真核细胞，生产蛋白质，制造疫苗。因为不使用致病源本身，所以安全，可以将不同病原体的抗原基因重组为相同的受体细胞，从而产生疫苗。基因工程药物遗传工程疫苗，基因工程艾滋病疫苗，基因工程乙型肝炎疫苗，利用微生物生产药物的优越性是什么？利用微生物生产蛋白质类是指把人们需要的某种蛋白质的编码基因制作成表达载体，然后引入微生物，然后利用微生物发酵生产蛋白质类。(莎士比亚，蛋白质，蛋白质，蛋白质，蛋白质，蛋白质，蛋白质，蛋白质，蛋白质，蛋白质，

13、蛋白质，蛋白质)有以下优越性：(1)利用活细胞作为表达系统，表达效率高，无需大型设备和大面积工厂就能生产大量药品。(2)可以解决传统医药原料来源不足的问题。利用基因工程菌发酵，就不需要从动物或人体获取原料。(三)降低生产成本，减少生产人员和管理人员。3 .转基因动物生产药物，也称为人类治疗性抗体转基因奶牛，含有凝血因子的转基因绵羊，基因诊断：DNA诊断或基因探针技术。也就是说，在DNA水平分析特定的基因，诊断特定的疾病。探针准备：使用放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子原理：DNA分子杂交原理。第四，基因治疗曙光初现，基因探针：基因探针是与目的基因或DNA互补的奇特核苷酸序列。

14、包含整个基因，或部分基因。可能是DNA本身，也可能是阵亡的RNA。DNA分子杂交原理：DNA分子杂交是基因诊断的最基本方法之一。其基本原理是，互补的DNA单链可以在特定条件下结合成对链。也就是说，可以杂交。这种结合很特别。也就是说，以碱基互补性对严格进行。因此，当使用已知基因的核苷酸序列作为探针与被测试的基因接触时，如果两个碱基完全配对，就表明被测试的基因包含已知的基因序列。基因诊断技术在哪些方面迅速发展？遗传性疾病诊断方面迅速发展。目前可以对数十种遗传病进行产前诊断。1)globin的DNA探针镰刀细胞贫血症2)苯丙氨酸羧化酶基因探针苯丙酮尿症3)白血病患者细胞中分离出的肿瘤基因制造的DNA

15、探针白血病(如1)，基因治疗概念(将特定外源基因引入基因缺陷细胞，达到治疗疾病的目的)，2，如腺苷酸脱羧酶，(1)治疗严重的复合免疫缺陷症，3，基因治疗类型，4，基因治疗发展现状：早期临床试验阶段，5，用于基因治疗的基因类型：正常基因，反义基因，自杀基因，1990年九月14日，安德森患有ADA缺乏症，4岁少女因遗传缺陷而自行ADA他们将女孩的白细胞进行基因改造，用健康的基因取代有缺陷的基因，然后将含有正常白细胞的溶液输入左臂的静脉血管。之后的10个月里，又接受了7次这样的治疗，还接受了酶治疗。之后，她的免疫功能越来越健全，摆脱了隔离簿，过上正常人的生活，进入普通小学。第一个基因治疗的受益者(美国1990年)，到1998年底为止，全世界累计的3134人接受了基因转移实验，1990年美国国立卫生研究院治疗“重症联合免疫缺陷综合症”的4岁少女，基因治疗：使用正常基因代替缺陷基因，ADA基因缺陷ADA 1)蛋包基因这表明，今后通过发酵桶中培养的大肠杆菌或酵母菌，可以生产人类所需的卵清蛋白。2)通过遗传工程，从微生物中获取人们需要的糖类、脂肪、维生素等产品。基因工程对食品产业有什么前景？基因工程和环境保护，1)用于环境监测。2)用于污染环境的净化。基因工程在环境保护中的应用？例如，使用DNA探针可以检测饮用水中病毒的含量。这种方法的特点是快速灵敏，一吨水中可