關(guān)于基因工程的應(yīng)用班第一頁，共三十頁，2022年，8月28日§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、基因治療曙光初照第二頁，共三十頁，2022年，8月28日一.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Bt毒蛋白水解成有毒多肽第三頁，共三十頁，2022年，8月28日轉(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

—溶菌酶基因第四頁，共三十頁，2022年，8月28日三.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)基因抗除草劑玉米第五頁，共三十頁，2022年，8月28日富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米富含胡蘿卜素的“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)第六頁，共三十頁，2022年，8月28日轉(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)第七頁，共三十頁，2022年，8月28日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第八頁，共三十頁，2022年，8月28日一.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)入生長激素基因第九頁，共三十頁，2022年，8月28日問題喝牛奶過敏、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)第十頁，共三十頁，2022年，8月28日乳腺生物反應(yīng)器對策設(shè)想：讓牛奶中產(chǎn)出生長激素、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、易提取第十一頁，共三十頁，2022年，8月28日例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)移是，通常要將外源基因轉(zhuǎn)____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)。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分子雜交膀胱上皮第十二頁，共三十頁，2022年，8月28日四.用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體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)基因克隆豬第十三頁，共三十頁，2022年，8月28日例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、PCR法、人工合成法運(yùn)載體受精卵限制酶DNA連接酶第十四頁，共三十頁，2022年，8月28日小結(jié)觀賞花卉抗逆性抗病抗蟲改善品質(zhì)抗逆糧食果蔬植物基因工程作器官移植供體提高生長速度改善產(chǎn)品品質(zhì)動物基因工程生產(chǎn)藥物第十五頁，共三十頁，2022年，8月28日三、基因工程藥物異軍突起第十六頁，共三十頁，2022年，8月28日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

單細(xì)胞

遺傳物質(zhì)少構(gòu)建第十七頁，共三十頁，2022年，8月28日重組質(zhì)粒第十八頁，共三十頁，2022年，8月28日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。第十九頁，共三十頁，2022年，8月28日例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_____合成基因的方法獲取________基因的過程。(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_______________。

人工胰島素（目的）胰島素mRNA逆轉(zhuǎn)錄胰島素（目的）基因第二十頁，共三十頁，2022年，8月28日(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)生人的胰島素第二十一頁，共三十頁，2022年，8月28日基因治療的概念：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第二十二頁，共三十頁，2022年，8月28日

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，1999第二十三頁，共三十頁，2022年，8月28日體外基因治療：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)。第二十四頁，共三十頁，2022年，8月28日例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(yùn)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(yùn)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第二十五頁，共三十頁，2022年，8月28日例6、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第二十六頁，共三十頁，2022年，8月28日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第二十七頁，共三十頁，2022年，8月28日植物方面提高植物的抗蟲、抗病、抗逆性改良植物的品質(zhì)動物方面提高動物生長速度改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體研制藥物——工程菌基因治療——體內(nèi)、體外基因工程的應(yīng)用小結(jié)第二十八頁，共三十頁，2022年，8月28日例5、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，就會性病死亡。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：用人體正常ada基因來替換反轉(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：

；