第三節(jié) 基因工程的應(yīng)用

生物（選修3)現(xiàn)代生物科技專題專題一：基因工程第三節(jié)基因工程的應(yīng)用一、植物基因工程碩果累累主要有轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)用：大豆、玉米、棉花、油菜已進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段。

轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)主要用于：提高農(nóng)作物的抗逆能力，以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物等方面。一、植物基因工程碩果累累1.抗蟲轉(zhuǎn)基因植物

目前用于殺蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲植物基因有哪些?Bt毒蛋白基因、蛋白酶抵制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等。2.抗病轉(zhuǎn)基因植物

抗病轉(zhuǎn)基因植物所采用的基因使用最多的是什么?

抗病毒轉(zhuǎn)基因植物所采用的基因，使用最多的是病毒外殼蛋白(CP)基因和病毒的復(fù)制酶基因；抗真菌轉(zhuǎn)基因植物中可使用的基因有幾丁質(zhì)酶基因和杭毒素合成基因。

造成低產(chǎn)、減產(chǎn)的常見環(huán)境因素有哪些?使煙草抗鹽堿和抗干旱、番茄的耐寒能力提高措施是什么?

鹽堿、干旱，低溫、澇害等不利的環(huán)境條件是建成低產(chǎn)、減產(chǎn)的常見因素；將調(diào)節(jié)滲透壓基因、魚的抗凍蛋白質(zhì)基因?qū)胂鄳?yīng)作物中。一、植物基因工程碩果累累3.其他抗逆轉(zhuǎn)基因植物一、植物基因工程碩果累累4.利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)

豆類中哪種必需氨基酸較少?大米、玉米、小麥中哪種必需氨基酸較少?舉例說明科學(xué)家如何提高氨基酸的含量?豆類含有蛋氨酸比較少，大米、玉米、小麥則含賴氨酸比較少?？茖W(xué)家將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因，導(dǎo)入植物中，或者改變這些氨基酸合成途徑中某種關(guān)鍵酶的活性，以提高氨基酸的含量。轉(zhuǎn)基因植物與目的基因的關(guān)系轉(zhuǎn)基因生物目的基因從何來抗蟲棉基因Bt毒蛋白基因蘇云金芽孢桿菌抗病毒轉(zhuǎn)基因小麥病毒外殼基因和病毒復(fù)制酶基因抗立枯絲核菌(真菌)的煙草幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因抗鹽堿和干旱作物調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因耐寒的番茄抗凍蛋白基因魚抗除草劑的大豆抗除草劑基因富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因轉(zhuǎn)基因延遲番茄控制番茄果實(shí)成熟的基因轉(zhuǎn)基因牽牛花植物花青素代謝有關(guān)的基因降低乳糖的奶牛乳糖酶基因生產(chǎn)胰島素的工程菌人胰島素基因人二、動(dòng)物基因工程前景廣闊1、如何利用動(dòng)物基因工程技術(shù)提高動(dòng)物的生長速率?2、怎樣能在其他營養(yǎng)成分不受影響的情況下,降低乳糖的含量?3、目前科學(xué)家已在山羊等動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器中表達(dá)了抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素和a-抗胰蛋白酶,科學(xué)家是怎樣獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的?閱讀P20-21并思考以下問題:1、提高動(dòng)物生長速度二、動(dòng)物基因工程前景廣闊原理：由于外源生長激素基因的表選可以使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生長得更快，因此，科學(xué)家們將這類基因?qū)雱?dòng)物體內(nèi)，以提高動(dòng)物的生長速率。2、改善畜產(chǎn)品質(zhì)量3、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物(乳腺（房）生物反應(yīng)器)什么是乳腺（房）生物反應(yīng)器：轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌乳期后．可以通過分泌的乳汁來生產(chǎn)所需要的藥品，因而稱為乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器。二、動(dòng)物基因工程前景廣闊3、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物(乳腺（房）生物反應(yīng)器)乳腺（房）生物反應(yīng)器原理：科學(xué)家將藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，通過顯微注射等方法。導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的受精卵中，然后，將受精卵送入母體內(nèi)，使其生長發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌乳期后，提取乳汁中的藥物（基因的選擇性表達(dá)）操作過程大致歸納為：獲取目的基因（例如血清白蛋白基因）→構(gòu)建基因表達(dá)載體（在血清白蛋白基因前加特異表達(dá)的啟動(dòng)子）→顯微注射導(dǎo)入哺乳動(dòng)物受精卵中→形成胚胎→將胚胎送入母體動(dòng)物→發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（只有在產(chǎn)下的雌性個(gè)體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)）。用動(dòng)物乳房作為反應(yīng)器生產(chǎn)的蛋白質(zhì)比工廠生產(chǎn)優(yōu)越性體現(xiàn)：產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取產(chǎn)物：抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素、α-抗胰蛋白酶二、動(dòng)物轟基因披工程買前景見廣闊3、用界轉(zhuǎn)基菊因動(dòng)尋物生饑產(chǎn)藥物(乳腺概（房逼）生物喇反應(yīng)趁器)例1、繼朋哺乳淡動(dòng)物境乳腺安發(fā)生酷器研仇發(fā)成輕功后扔，膀趴胱生遵物發(fā)皺生器矛的研券究也間取得犬了一啟定進(jìn)餐展。號(hào)最近那，科蛾學(xué)家冷培養(yǎng)茫出一婚種轉(zhuǎn)交基因溉小鼠俯，其湯膀胱您上皮個(gè)細(xì)胞朝可以仇合成號(hào)人的瘦生長欺激素手并分疏泌到練尿液正中。騰請回膠答：（1）將桶人的填生長插激素升基因陵導(dǎo)入樣小鼠運(yùn)受體起細(xì)胞督，常蚊用方牧法是__頓__惑__旋_。（2）進(jìn)姓行基除因轉(zhuǎn)終移是旨，通瘦常要椒將外伸源基鈔因轉(zhuǎn)__贏__涉__伸__續(xù)__饒_中，獅原因是。（3）通轉(zhuǎn)常采用技術(shù)泥檢測立外源盛基因側(cè)是否屢插入廢了小竭鼠的基因遲組。（4）在捷研制脖膀胱類生物跡反應(yīng)松器時(shí)腔，應(yīng)肝使外困源基紗因在減小鼠的細(xì)胞中特衡異表氣達(dá)。（5）為此使外封源基儀因在勇后代蜘長期鉛保持洞，可賓將轉(zhuǎn)啄基因悅小鼠釋細(xì)胞的__舅__咱__戚__繪__轉(zhuǎn)入__細(xì)胞中構(gòu)添成重塵組細(xì)釣胞，董使其代發(fā)育需成與湊供體書具有果相同答性狀天的個(gè)南體。守該技驚術(shù)稱嶄為。顯微宋注射受精蹲卵受精帥卵具暫有全污能性豎，可和使外醋源基脂因在獸相應(yīng)今組織若細(xì)胞恭表達(dá)DN權(quán)A分子慈雜交膀胱誦上皮細(xì)胞竄核去核致的卵核移拳植（很或克易?。?.用轉(zhuǎn)潮基因絨的動(dòng)鳳物作薦器官沃移植刃的供叫體二、動(dòng)物丘基因復(fù)工程熱前景臺(tái)廣闊人器凈官移貢植現(xiàn)翁狀態(tài)詳：人體我移植巾器官軟短缺世。人器護(hù)官移屬植思巷路：把目染光移晝向?qū)ず忧罂稍娲鷦澋囊瓢财魉构?，著由于脂豬的遙內(nèi)臟芬構(gòu)造帽、大聽小、劍血管挺分布鵲與人輩極為廳相似午，而屈且豬忙體內(nèi)繭隱藏午的，貸可導(dǎo)俗致人檢類疾舉病的含病毒鏡要遠(yuǎn)喉遠(yuǎn)步套于靈鍬長類勸動(dòng)物軋，用洗豬的湯器官赴來解神決人翁類器突官的也來源慘問題事。人器濁官移擾植存湯在問伴題：最大戀難題羞是免擊疫排喊斥。解決雁方法摔：科學(xué)見家正擾試圖村利用塑基因郊工程柴方法搭對豬鍋的器優(yōu)官進(jìn)臨行改打造，逃采用宋的方谷法是去將器官摸供體頑基因投組導(dǎo)人俘某種兼調(diào)節(jié)立因子，以抑制葵抗原末決定胸基因松的表板達(dá)，突或設(shè)涌法除抄去抗岔原決紅定基甲因，再辟結(jié)臺(tái)錯(cuò)克隆餓技術(shù)晉，培必育出斧沒有免疫裁排斥蔬反應(yīng)的轉(zhuǎn)介基因杏克隆栗豬器驚官。例2、器脂官移猛植是址治療猜人類獸某些梁疾病焦的有誼效治主療方欄法，躍如對杰大面筑積燒蘇傷病塞人采麥取的嫌皮膚丙移植券，腎旱衰竭姻病人貌的腎蹤蝶移植蛛，冠束心病肺人的洪心臟在移植遲等。票下面尸就器鉆官移田植的滔話題墨，回開答相組關(guān)問舞題：頓英國銹科學(xué)鮮家已窄經(jīng)研染究用血?jiǎng)游锝钠鲝焦僮饕秊槠魑r官移六植的眼器官籮來源氣，科忽學(xué)家得發(fā)現(xiàn)期豬的聾內(nèi)臟援器官怖與人段的內(nèi)固臟器孝官大據(jù)小、侍形態(tài)卷均差掙不多閃，他私們從20世紀(jì)80年代應(yīng)就開蒼始研易究。陽研究灑的重雜點(diǎn)是府改造拌豬細(xì)量胞膜非。（1）豬敘細(xì)胞饞膜的煙基本舍結(jié)構(gòu)竿和人練的細(xì)代胞膜射是相致同的蹤蝶，但靜其上的和人摩細(xì)胞遍膜有昌很多哥是不因同的干。（2）改更造豬咽細(xì)胞礦膜主赴要是倡通過技術(shù)嚴(yán)進(jìn)行拼，具芒體操多作步大驟：第粒一步，炕獲得驢控制綱目的悲基因度（人方體細(xì)詠胞膜日上蛋朵白質(zhì)烤合成別的基來因）府，所用__概_(tái)_拒__資__風(fēng)__規(guī)__墾__工__敞__姓__唇__權(quán)__概_(tái)_留__儀__贏_。第機(jī)二步，篩將目黑的基雨因與__茶__賞__蜂__機(jī)_結(jié)合籌；第顛三步，抹將目店的基蠶因?qū)萑胧苄朋w細(xì)淹胞，淺對豬讓來說佛，應(yīng)旁導(dǎo)入其__祖__扭__簽__擋_細(xì)胞最有骨效。在這項(xiàng)搬技術(shù)懸中，雀必須辛使用冬的兩仔種工自具酶是__遇__爬__草__訴_和__挎__浸__干__身__紋__。糖蛋內(nèi)白基因赴工程基因甘文庫估、反轉(zhuǎn)草錄法臭、化夏學(xué)合紡成法運(yùn)載霸體受精唇卵限制概酶DN淋A連接咱酶二、動(dòng)物京基因距工程嚷前景培廣闊4.用轉(zhuǎn)撇基因顆的動(dòng)扇物作涼器官田移植芒的供默體三、基因梁工程芬藥品棄異軍什突起在傳怕統(tǒng)的原藥品漢生產(chǎn)躲中，負(fù)某些勉藥品理如胰耳島素拳、干歌擾素膝直接翅生物偏體的字哪些碧結(jié)構(gòu)卡中提收?。克幤分苯右?guī)從生草物的組織、細(xì)胞或血液中提懇取。傳統(tǒng)娃生產(chǎn)及方法侍的缺曬點(diǎn)由于受原濟(jì)料來拼源的映限制膠，價(jià)格十分昂貴?？衫層檬矇久捶綌嚪▉順?gòu)解決們上述發(fā)問題緣瑞？利用基因螞工程方法姐制造老“工程丸菌”，閱可高效勉率地生遣產(chǎn)出芝各種高質(zhì)刷量、低成孕本的藥用品。工程認(rèn)菌:用基聰因工想程的鋸方法畝，使播外源頃基因戚得到念高效琴率表悼達(dá)的檢菌類犧細(xì)胞遮株系(例：合暴成的刮胰島努素大脫腸桿茅菌株)。三、基因憤工程熄藥品訪異軍社突起實(shí)例掛一：基因蔽工程倘藥品——胰島屯素胰島終素從豬線、牛距等動(dòng)策物的墳胰腺熱中提掙取，10皮0K收g胰腺更只能給提取4-愧5g的胰堂島素精，其況產(chǎn)量欺之低淹和價(jià)塊格之該高可堡想而政知。合成的胰涌島素傷基因私導(dǎo)入鈴大腸嘆桿菌冬，每20姻00謙L培養(yǎng)鞠液就制能產(chǎn)媽生10班0g胰島弟素！除使其飲價(jià)格壩降低羅了30診%-皮50靈%!實(shí)例持二：基因熱工程鄉(xiāng)豐藥品——干擾稅素從人怒血中駛提取按干擾租素，30吹0L血才凡提取1m艙g！通過進(jìn)基因嚇工程喂的方舟式創(chuàng)劃造了置能合鑒成人市干擾斤素的印大腸急桿菌受，每1K鄙g的培綠養(yǎng)液賠可提留取20社—4莊0m搖g干擾愁素基因毯工程獻(xiàn)生產(chǎn)級的藥幟品還餡有那忘些？炸其化遺學(xué)本虧質(zhì)蛋云白質(zhì)幅嗎？例3、19慨97年，駛科學(xué)盼家將貧動(dòng)物烘體內(nèi)合的能乎夠合廁成胰灣島素氧的基旦因與雅大腸澇桿菌膠的DN得A分子丹重組慨，并半且在望大腸嚷桿菌卸中表峽達(dá)成逢功。算如右仿圖，歇請據(jù)貫圖回蛙答問怨題。(1表)此圖袍表示譯的是孩采取__夫__壞__霧__鍵__岸__激__方法薪獲取__居__夾__棍__托__旅__山_基因重的過語程。人工把合成陰基因胰島舊素（底目的皮）(2頓)圖中枯①DN影A是以__蒙__奮__厚__丈__旁__為模呀板，__溫__輔__劣_形成娘單鏈DN絹A，在豎酶的謹(jǐn)作用勁下合嗎成雙痛鏈DN聲A，從栗而獲財(cái)?shù)昧藟K所需凡要的__親__柱__士__頓__縮慧__扛__項(xiàng)_。(3集)圖中歇②代輪表的采是__芽__夫__川__經(jīng)__代__精__從__眠_(dá)酶，處在它櫻的作臥用下勞將質(zhì)鑰粒切愁出__慢__符__竭_(dá)_盡_末端央。(4馳)圖中攀③代扯表重橋組DN妹A，含__財(cái)__僵__僻__吩__充_基因翼。(5輛)圖中碧④表給示的廊過程都是__弄__月__減__紅__擱__系__頁__用__室__險(xiǎn)_。胰島遵素mR菌NA逆轉(zhuǎn)燭錄胰島棗素（鍋目的尸）基岸因限制橋性核秤酸內(nèi)弄切酶黏性胰島屯素基售因重組DN墊A導(dǎo)入墊受體祥細(xì)胞三、基因撕工程舌藥品勝異軍啞突起四、基因漿治療耳曙光倦初照基因侄治療概念歉：是把正常墻基因?qū)舜俨∪速Q(mào)體內(nèi)匠，使彩該基次因的賄表達(dá)產(chǎn)物璃發(fā)揮順功能，達(dá)廊到治撲療疾喊病的昆目的乓?；騾捴委煂訉ο笏哼z傳孤病實(shí)例扶：19脈90年9月，哨美國陽對一劑名患勺有嚴(yán)馳重復(fù)合模型免值疫缺潤陷癥的4歲女假童，梳實(shí)施附了基出因治班療。顛復(fù)臺(tái)皂型免奸疫缺汽陷癥妖是一餃種遺組傳疾奸病。所女童薯由于腺苷愿酸脫腎氨酶報(bào)基因喚缺失，造容成體果內(nèi)缺慨乏腺戴苷酸祝脫氨膝酶；敞而腺斥苷酸吃脫氨射酶是傳人體死免疫罷系統(tǒng)規(guī)發(fā)揮翼正常腐功能螺作用柱所必莖需的宮，因汗此，勻女童棄不能證抵抗禍病原償微生偽物的蓄成脅豈。19懼90年9月，役這名狐女童灶接受啊了基勞因治老療，鏟研究辛人員祖將腺苷垮酸脫鞏氨酶急基因轉(zhuǎn)入取自痛患者攪的淋巴督細(xì)胞中，陡使淋兼巴細(xì)謠胞能響夠產(chǎn)生托腺苷模酸脫間氨酶，然窄后，箭再將杰這種淋巴斑細(xì)胞轉(zhuǎn)入患者曲體內(nèi)。半夠年后切，在伴血液替中檢儲(chǔ)測出寄了被問改造業(yè)的淋擱巴細(xì)鞭胞，崗女童勉體內(nèi)稿產(chǎn)生桌的腺司苷酸年脫氮螞酶也摩越來梢越多離，女鞭童產(chǎn)太生抗狼體的購能力凝顯著遍改善熱。四、基因裁治療蔑曙光桂初照基因針治療并的種類駛：1、體個(gè)外基因怕治療懇：從病焰人體元內(nèi)獲舞取某培種細(xì)脊胞進(jìn)慌行培刑養(yǎng)，徒然后晝，在介體外宇完成雹基因款轉(zhuǎn)移例，再宴篩選檢成功秘轉(zhuǎn)移剪的細(xì)徑胞擴(kuò)足大培謎養(yǎng)，吼最后薪重新籌輸入籌患者感體內(nèi)。2、體內(nèi)基因治療：用基因工程的方法，直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治療方法。基因喂診斷這：也稱怒為DN渴A診斷或基因憤探針掘技術(shù)，即狠在DN霸A水平突分析田檢測帽某一唱基因蕉，從負(fù)而對科特定須的疾犬病進(jìn)編行診恨斷。探針和制備迷：放射山性同性位素(如32P)、熒光叉分子等標(biāo)記的DN肢A分子鋤；原爹理棋：利乘用DN蜘A分子翼雜交原理；基因趨探針米：基因驚探針搬就是閣一段笑與目襖的基勾因或DN須A互補(bǔ)懷的特異碗核苷謹(jǐn)酸序掛列。它吵包括藍(lán)整個(gè)勞基因伍，或旨基因粱的一劑部分在；可驢以是DN綢A本身勝，也惹可以慚是由路之轉(zhuǎn)寸錄而們來的RN煤A。DN舒A分子頃雜交孫原理狂：DN燃A分子炮雜交昂是基助因診久斷最皮基本毛的方證法之講一。傍其基禽本原下理是代：互補(bǔ)塊的DN換A單鏈能夠框在一筍定條軟件下結(jié)合錄成雙柜鏈，即醋能夠兵進(jìn)行盤雜交櫻。這墓種結(jié)雜合是特異的，胃即嚴(yán)掠格按刑照堿賓基互煌補(bǔ)配劈燕對進(jìn)浸行。斗因此惹，當(dāng)雜用一型段已知譽(yù)基因偏的核窮苷酸功序列世作為經(jīng)探針，與趨被測喝基因勁進(jìn)行奪接觸察，若螞兩者貿(mào)的堿魔基完羽全配抓對成召雙鏈稈，則浪表明穴被測滅基因瓜中含決有已慘知的直基因鈔序列穴。四、基因褲治療識(shí)曙光桃初照例4、基代因治懸療是牛指（追）A、把候健康憶的外洋源基插因?qū)先胗屑鸦虬侨毕荻降募?xì)渡胞中栗，達(dá)忍到治碰療目謊的B、對泊有缺黎陷的忽細(xì)胞抓進(jìn)行廊修復(fù)噸，從瓶而使赴其恢遠(yuǎn)復(fù)正撞常，彈達(dá)到壁治療鉛的目你的C、運(yùn)尚用人打工誘撤變的積方法隙，使浩有基親因缺育陷的邪細(xì)胞售發(fā)生危基因電突變炎，從滔而恢汁復(fù)正伶常D、運(yùn)證用基妨因工夫程技判術(shù)，揭把有誼缺陷噴的基爺因切戀除，唯達(dá)到倉治療河疾病逗的目竭的例5、應(yīng)拴用基淡因工期程技輩術(shù)診巧斷疾輔病的可過程絮中必師須使次用基志因探撞針才桑能達(dá)怠到檢銀測疾巡壽病的算目的棉。這黑里的穗基因蜓探針貸是指時(shí)（殿）A、用南于檢瘦測疾會(huì)病的醋醫(yī)療干器械B、用親放射震性同尼位素咐或螢訂光分駐子等虛標(biāo)記右的DN求A分子C、合業(yè)成球濁蛋白沒的DN擱AD、合答成苯秀丙羥軋化酶遙的DN串A片段四、基因盼治療巨曙光且初照AB例6、患晨者缺喂乏正曉常的元人體政免疫添功能也，只暴要稍約被細(xì)咸菌或亭病毒專感染岡，就克會(huì)性辦病死控亡。貪經(jīng)過鋸研究錫證實(shí)諒，SC辨ID病人葵細(xì)胞魂的一馳個(gè)常喜染色動(dòng)體上旱編碼拖腺苷局酸脫惑氨酶抄的基每因發(fā)浩生了丙突變隱。(1正)、請你利更用所柱學(xué)知磁識(shí)，菌設(shè)想窗一個(gè)戴治療SC潤ID病的河方案星。第一殲步：稅發(fā)現(xiàn)救人體正常AD騾A基因克隆熔后用鈔來替食換反侄轉(zhuǎn)錄辱病毒罰的原魔有基墻因，返構(gòu)建遺重組素載體攝；第二噸步：息從SC止ID病人糧體內(nèi)朽分離彎出免掌疫系拌統(tǒng)有知缺陷器的T淋巴代細(xì)胞第三豬步：轉(zhuǎn)；第四步：組；(2哭)、還鋼有哪些料遺傳嗚病可志用基靠因治堡療的饅方案禾進(jìn)行師治療煉？試管舉例。將這些T淋巴咳細(xì)胞氣與攜陡帶了正常AD耍A基因的反還轉(zhuǎn)錄翼酶病宣毒混遭合在膚一起地，讓鹽病毒琴感染T淋巴屯細(xì)胞臺(tái)，使夏正常的AD待A基因爭擴(kuò)增并插遇入到T細(xì)胞掃的基懲因中彩；在實(shí)驗(yàn)稍室中詢通過耐細(xì)胞搜培養(yǎng)訓(xùn)并確監(jiān)認(rèn)轉(zhuǎn)森入的濁基因額成功粱表達(dá)鈴后，予用注惑射器毛將成絨千上魂萬個(gè)浪重組壯的轉(zhuǎn)裳基因T細(xì)胞蠢注射皆到SC仙I