基因工程的應用(上課用)

1、思考：思考：3 3. . 傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)如何傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)如何 防治害蟲防治害蟲? ? 有哪些不足有哪些不足? ?1 1. .如何獲得抗蟲植物？現(xiàn)在有哪些抗蟲植物問世如何獲得抗蟲植物？現(xiàn)在有哪些抗蟲植物問世? ?2 2. . 抗蟲基因有哪些？抗蟲基因有哪些？BtBt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等請閱讀請閱讀P18P18生物資料技術(shù)卡生物資料技術(shù)卡, ,了解一些抗蟲基因了解一些抗蟲基因的抗蟲機理。的抗蟲機理。1.1.抗蟲棉的目的基因是什么抗蟲棉的目的基因是什么? ?目的基因從何而目的基因從何而來來? ?對哺乳動

2、物有害嗎？對哺乳動物有害嗎？2.2.將抗蟲基因?qū)⒖瓜x基因?qū)胫参锛毎杏玫淖疃嗟姆綄胫参锛毎杏玫淖疃嗟姆椒ㄊ鞘裁?？法是什么?.1.什么是病原微生物？有哪些種類？什么是病原微生物？有哪些種類？引起生物生病的微生物，引起生物生病的微生物，主要有病毒、真菌和細菌等主要有病毒、真菌和細菌等3.3.在抗病轉(zhuǎn)基因植物中使用最多的是什么基因？在抗病轉(zhuǎn)基因植物中使用最多的是什么基因？病毒外殼蛋白基因；病毒外殼蛋白基因； 病毒的復制酶基因病毒的復制酶基因1.1.哪些環(huán)境條件會造成農(nóng)作物低產(chǎn)、減產(chǎn)？哪些環(huán)境條件會造成農(nóng)作物低產(chǎn)、減產(chǎn)？鹽堿、干旱、低溫和澇害等鹽堿、干旱、低溫和澇害等2.2.鹽堿和干旱對農(nóng)作物

3、的危害與什么有關？鹽堿和干旱對農(nóng)作物的危害與什么有關？細胞內(nèi)的滲透壓調(diào)節(jié)細胞內(nèi)的滲透壓調(diào)節(jié)3.3.在抗鹽堿和抗干旱作物中使用了什么基因？在抗鹽堿和抗干旱作物中使用了什么基因？ 調(diào)節(jié)細胞滲透壓的基因調(diào)節(jié)細胞滲透壓的基因 4.4.轉(zhuǎn)基因耐寒的煙草和番茄中哪種目的基因轉(zhuǎn)基因耐寒的煙草和番茄中哪種目的基因提高了其抗寒能力？目的基因從何而來？提高了其抗寒能力？目的基因從何而來？魚的抗凍蛋白基因魚的抗凍蛋白基因 5.5.抗除草劑基因有何用途？抗除草劑基因有何用途？噴灑除草劑時，殺死田間的雜草而不損傷作物噴灑除草劑時，殺死田間的雜草而不損傷作物將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胫参飳⒈匦璋被岷慷嗟牡?/p>

4、白質(zhì)編碼基因?qū)胫参?改變必需氨基酸合成途徑中某種關鍵酶的活性改變必需氨基酸合成途徑中某種關鍵酶的活性)轉(zhuǎn)基因矮牽牛的目的基因是什么？轉(zhuǎn)基因矮牽牛的目的基因是什么？與植物花青素代謝有關的基因與植物花青素代謝有關的基因動物品種改良、建立生物反應器、器官移植等動物品種改良、建立生物反應器、器官移植等導入外源生長激素基因?qū)胪庠瓷L激素基因舉例說明舉例說明將將腸乳糖酶基因腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，轉(zhuǎn)導入奶牛基因組，轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大減低。減低。將將 基因與基因與 等等調(diào)控組件重組在一起，通過調(diào)控組件重組在一起，通過 等方法，等方法，導入哺乳動物的導入

5、哺乳動物的 中，將中，將 其其 送入母體，送入母體，使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物。轉(zhuǎn)基因動物進入泌使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物。轉(zhuǎn)基因動物進入泌乳期后，可以通過分泌乳汁生產(chǎn)所需要的藥乳期后，可以通過分泌乳汁生產(chǎn)所需要的藥品，稱為乳腺生物反應器或乳房生物反應器。品，稱為乳腺生物反應器或乳房生物反應器。乳腺生物反應器乳腺生物反應器乳腺生物反應器的優(yōu)點：乳腺生物反應器的優(yōu)點：產(chǎn)量高；產(chǎn)量高；質(zhì)量好；質(zhì)量好；成本低；成本低；易提取。易提取。 藥物蛋白藥物蛋白乳腺蛋白基因的啟動子乳腺蛋白基因的啟動子顯微注射顯微注射受精卵受精卵獲取目的基因（例如血清白蛋白基因）獲取目的基因（例如血清白蛋白基因）構(gòu)建基因表達載體（在血清白

6、蛋白基因前加構(gòu)建基因表達載體（在血清白蛋白基因前加特異表達的啟動子）特異表達的啟動子）顯微注射導入哺乳動物受精卵中顯微注射導入哺乳動物受精卵中形成胚胎形成胚胎將胚胎送入母體動物將胚胎送入母體動物發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物（只有在產(chǎn)下的雌性個體發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物（只有在產(chǎn)下的雌性個體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達）。中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達）。思考思考: :用基因工程技術(shù)實現(xiàn)動物用基因工程技術(shù)實現(xiàn)動物乳腺生物反應器乳腺生物反應器的操作過程是怎樣的？的操作過程是怎樣的？ 繼哺乳動物乳腺發(fā)生器研發(fā)成功后，膀胱生物發(fā)生繼哺乳動物乳腺發(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展。最近，科學家培養(yǎng)出器的研究也取得了一

7、定進展。最近，科學家培養(yǎng)出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細胞可以合成人的生一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。請回答：長激素并分泌到尿液中。請回答： （1 1）將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細胞，常用）將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細胞，常用方法是方法是_。 （2 2）進行基因轉(zhuǎn)移時，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入）進行基因轉(zhuǎn)移時，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入_中，原因是中，原因是_。 （3 3）通常采用）通常采用_ _DNADNA分子分子雜交雜交_技術(shù)檢測外源基技術(shù)檢測外源基因是否插入了小鼠的基因組因是否插入了小鼠的基因組 （4 4）在研制膀胱生物反應器時，應使外源基因在?。┰谘兄瓢?/p>

8、胱生物反應器時，應使外源基因在小鼠的鼠的_ _膀胱上皮細胞膀胱上皮細胞_細胞中特異表達。細胞中特異表達。 （5 5）膀胱生物發(fā)生器比）膀胱生物發(fā)生器比乳腺生物反應器有什么優(yōu)點？乳腺生物反應器有什么優(yōu)點？顯微注射法顯微注射法受精卵受精卵具全能性，可使外源基因在相應的組織細胞中表達具全能性，可使外源基因在相應的組織細胞中表達利用基因工程對豬的器官進行改造利用基因工程對豬的器官進行改造方法：方法：將器官供體基因組導入將器官供體基因組導入 ，以抑制的以抑制的 表達或設法除表達或設法除去去 ，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出沒有免疫排斥反應的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官沒有免疫排斥反應的轉(zhuǎn)基因克隆豬器

9、官某種調(diào)節(jié)因子某種調(diào)節(jié)因子抗原決定基因抗原決定基因抗原決定基因抗原決定基因基因工程藥品包括：細胞因子（即淋巴因子基因工程藥品包括：細胞因子（即淋巴因子如白細胞介素如白細胞介素22、干擾素）、抗體、疫苗、干擾素）、抗體、疫苗、激素等激素等 把把正?；蛘；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達導入病人體內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病治療疾病的目的，是治的目的，是治療療遺傳病遺傳病的最有效的手段。的最有效的手段。2、實例：、實例： 將將腺苷酸脫氨酶基因腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入取自患者的淋轉(zhuǎn)入取自患者的淋巴細胞中，再將這種淋巴細胞轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)。巴細胞中，再將這種淋巴細胞

10、轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)。(1)對嚴重復合型免疫缺陷癥的治療對嚴重復合型免疫缺陷癥的治療3 3、基因治療的類型、基因治療的類型體外基因治療體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種細：先從病人體內(nèi)獲得某種細胞，進行培養(yǎng)，然后在胞，進行培養(yǎng)，然后在體外完成基因轉(zhuǎn)移體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細胞擴增培養(yǎng)，最后重再篩選成功轉(zhuǎn)移的細胞擴增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。新輸入患者體內(nèi)。體內(nèi)基因治療體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細胞中轉(zhuǎn)：直接向人體組織細胞中轉(zhuǎn)移的治病方法。（如將治療囊性纖維病的移的治病方法。（如將治療囊性纖維病的正?；蜣D(zhuǎn)入患者肺組織）正常基因轉(zhuǎn)入患者肺組織）4 4、基因治療的發(fā)展現(xiàn)狀：、基因治療的發(fā)展現(xiàn)狀：處于初期的臨床處于初期的臨床試驗階段試驗階段5 5、用于基因治療的基因種類：正常基因、用于基因治療的基因種類：正常基因、反義基因和自殺基因反義基因和自殺基因五、基因芯片五、基因芯片 從正常人的基因組中分離出從正常人的基因組中分離出DNADNA與與DNADNA芯片雜交就芯片雜交就可以得出標準圖譜；從病人的基因組中分離出可以得出標準圖譜；從病人的基因組中分離出DNADNA與與DNADNA芯片雜交就可以得出病