(完整版)基因工程的應(yīng)用

1.3基因工程的應(yīng)用基因工程的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域有：農(nóng)牧業(yè)、工業(yè)、環(huán)境、能源、醫(yī)學(xué)衛(wèi)生等應(yīng)用生物：植物、動(dòng)物、微生物一、植物基因工程轉(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。1、抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物2、抗病轉(zhuǎn)基因植物3、其它抗逆轉(zhuǎn)基因植物4、利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)抗逆性1.抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物優(yōu)點(diǎn)：減少環(huán)境污染、減低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)量例子：棉花、水稻、玉米、馬鈴薯、番茄等等主要?dú)⑾x(chóng)基因：

Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等典型例子：轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉——Bt毒蛋白基因抗蟲(chóng)的基因來(lái)自蘇云金桿菌。蘇云金桿菌形成的伴胞晶體是一種毒性很強(qiáng)的蛋白晶體，能使棉鈴蟲(chóng)等鱗翅口害蟲(chóng)癱瘓致死?？茖W(xué)家將編碼這個(gè)蛋白質(zhì)的基因?qū)胱魑铮棺魑镒陨砭哂械钟x(chóng)害的能力。2.抗病轉(zhuǎn)基因植物抗病毒基因：病毒外殼蛋白基因（CP）、病毒的復(fù)制酶基因.抗真菌基因：幾丁質(zhì)酶基因、抗毒素合成基因.引起植物生病的微生物稱為病原微生物，主要有病毒、真菌、細(xì)菌等。特異性典型例子：抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草、抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥、甜椒轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒3.其它抗逆轉(zhuǎn)基因植物特點(diǎn)：導(dǎo)入另一種生物的優(yōu)良性狀基因，獲得新性狀抵抗惡劣環(huán)境因素，從根本上改變作物的特性?？鼓婊颍赫{(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因，使作物抗鹽堿、抗干旱、抗寒等?？钩輨?/p>

轉(zhuǎn)入魚(yú)的抗凍蛋白的番茄4.利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)優(yōu)良基因：必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因、控制番茄果實(shí)成熟的基因、與植物花青素代謝有關(guān)的基因等富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米不會(huì)引起過(guò)敏的轉(zhuǎn)基因大豆轉(zhuǎn)入熒光素酶蛋白基因的發(fā)熒光煙草藍(lán)色妖姬二、動(dòng)物基因工程前景廣闊特點(diǎn)：發(fā)展較遲，應(yīng)用方面廣1、提高生長(zhǎng)速度2、改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)3、生產(chǎn)藥物4、作為器官移植的供體1.用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度原因：外源生長(zhǎng)激素基因的表達(dá)可以使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生長(zhǎng)更快轉(zhuǎn)基因鯉魚(yú)超級(jí)小鼠2.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)優(yōu)點(diǎn)：避免食物過(guò)敏、腹瀉、惡心等不適腸乳糖酶基因——轉(zhuǎn)基因牛的乳汁中乳糖含量降低3.用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物（重點(diǎn)）優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取方法：

乳腺生物反應(yīng)器膀胱生物反應(yīng)器輸卵管生物反應(yīng)器★為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達(dá)場(chǎng)所呢？⑴乳腺是一個(gè)外分泌器官，乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會(huì)影響轉(zhuǎn)基因動(dòng)物本身的生理代謝反應(yīng)。⑵從乳汁中獲取目的基因產(chǎn)物，產(chǎn)量高，易提純，表達(dá)的蛋白質(zhì)已經(jīng)過(guò)充分的修飾加工，具有穩(wěn)定的生物活性。⑶從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產(chǎn)物的同時(shí)，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物又可無(wú)限繁殖。過(guò)程：1、重組藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子2、用顯微注射法導(dǎo)入到受精卵3、將受精卵送入母體生長(zhǎng)發(fā)育4、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌乳期后，提取乳汁產(chǎn)物：抗凝血酶、血清白蛋白、生長(zhǎng)激素、α-抗胰蛋白酶本質(zhì)：蛋白質(zhì)類藥物乳房生物反應(yīng)器的操作過(guò)程與一般轉(zhuǎn)基因動(dòng)物操作過(guò)程有何不同之處？并闡述原因？

要在編碼蛋白質(zhì)的基因序列前加上乳腺組織中特異表達(dá)的啟動(dòng)子構(gòu)成表達(dá)載體。因?yàn)楫a(chǎn)品在奶中形成，需要乳腺組織中特異表達(dá)的啟動(dòng)子。（基因的選擇性表達(dá)）膀胱生物反應(yīng)器該系統(tǒng)從動(dòng)物一出生就可收集產(chǎn)物，不論動(dòng)物的性別和是否處于生殖期從尿中提取蛋白質(zhì)比從乳汁中提取簡(jiǎn)便、高效禽類輸卵管生物反應(yīng)器4.用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體難點(diǎn)：免疫排斥器官供體：導(dǎo)入調(diào)節(jié)因子，抑制抗原決定基因的表達(dá)或除去抗原決定基因。成果：轉(zhuǎn)基因克隆豬器官胚胎工程在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素直接生物體的哪些結(jié)構(gòu)中提??？藥品直接從生物的組織、細(xì)胞或血液中提取。傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的缺點(diǎn)由于受原料來(lái)源的限制，價(jià)格十分昂貴?？衫檬裁捶椒▉?lái)解決上述問(wèn)題？利用基因工程方法制造“工程菌”，可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。三、基因工程藥物異軍突起基因工程藥品——胰島素（糖尿病）基因工程藥品——干擾素（抗病毒）基因工程藥品——乙肝病毒疫苗（免疫預(yù)防）四、基因治療曙光初照—初期臨床階段

基因診斷：檢測(cè)致病基因或疾病相關(guān)基因的改變，或患者體內(nèi)病原體所特有的核苷酸序列，以此作為疾病診斷的指標(biāo)。

基因治療：把正常的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸哪承┕δ芗?xì)胞中，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，達(dá)到治療疾病的目的。DNA探針、生物芯片——DNA分子雜交技術(shù)基因治療體外基因治療先從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞，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)增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。體內(nèi)基因治療直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治病方法。用于治療的基因種類正?；?、反義基因、自殺基因eg:腺苷酸脫氨酶基因的轉(zhuǎn)移基因工程與食品業(yè)基因工程為食品工業(yè)中提供了什么前景？用基因工程的方法從微生物中獲得人們所需要的糖類、脂肪和維生素等產(chǎn)品。基因工程與環(huán)境保護(hù)基因工程在環(huán)保方面有什么應(yīng)用？⑴用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。

⑵用于被污染環(huán)境的凈化。通過(guò)基因工程方法怎樣進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)？例如：用DNA探針可以檢測(cè)飲用水中病毒的含量。此方法的特點(diǎn)是快速、靈敏，1噸水中有10個(gè)病毒也能檢測(cè)出來(lái)。⑴用基因工程產(chǎn)物——“超級(jí)細(xì)菌”分解石油，可以大大提高細(xì)菌分解石油的效率。具體方法：將能分解三種烴類的假單孢桿菌的基因都轉(zhuǎn)移到能分解另一種烴類的假單孢桿菌內(nèi)，創(chuàng)造出了能同時(shí)分解四種烴類的“超級(jí)細(xì)菌”。⑵用基因工程培養(yǎng)出“吞噬”汞和降解土壤中DDT的細(xì)菌，以及能夠凈化鎘污染的植物。通過(guò)基因工程方法怎樣凈化被污染的環(huán)境？轉(zhuǎn)基因生物與目的基因的關(guān)系轉(zhuǎn)基因生物目的基因目的基因來(lái)源抗蟲(chóng)棉抗真菌煙草抗鹽堿和干旱作物耐寒番茄抗除草劑大豆高賴氨酸玉米延熟番茄高甜味水果降低乳糖的奶牛產(chǎn)胰島素的工程菌Bt毒蛋白基因幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因抗凍蛋白基因抗除草劑基因富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因控制番茄成熟的基因甜味基因腸乳糖酶基因人胰島素基因蘇云金芽孢桿菌魚(yú)人考題透視例1、采用基因工程的方法培育抗蟲(chóng)棉，下列導(dǎo)入目的基因的做法正確的是（）（1）將毒素蛋白注射到棉受精卵中（2）將編碼毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中（3）將編碼毒素蛋白的DNA序列，與質(zhì)粒重組，導(dǎo)入細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，再進(jìn)行組織培養(yǎng)（4）將編碼毒素蛋白的DNA序列，與質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵A、（1）（2）B、（2）（3）C、（3）（4）D、（4）（1）C例2、下列哪一組生物是通過(guò)基因工程方法培育成功的（）A、向日葵豆和無(wú)子西瓜B、超級(jí)小鼠與克隆羊C、超級(jí)綿羊與無(wú)子番茄D、超級(jí)魚(yú)與抗蟲(chóng)棉D(zhuǎn)例3、番茄在運(yùn)輸和貯藏過(guò)程中，由于過(guò)早成熟而易腐爛，應(yīng)用基因工程技術(shù)，通過(guò)抑制某種促進(jìn)果實(shí)成熟的激素達(dá)到合成能力，可使番茄貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，培育成耐貯藏的番茄新品種，這種轉(zhuǎn)基因番茄已于1993年在美國(guó)上市。請(qǐng)回答：（1）促進(jìn)果實(shí)成熟的重要激素是

。（2）在培育轉(zhuǎn)基因番茄的基因操作中，所用的基因“剪刀”是

，基因的“針線”是

，基因的“運(yùn)載工具”是

。（3）與雜交育種、誘變育種相比，通過(guò)基因工程培育新品種的主要優(yōu)點(diǎn)是

。乙烯限制性內(nèi)切酶DNA連接酶運(yùn)載體目的性強(qiáng)、育種周期短、克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙1.若利用基因工程技術(shù)培育能固氮的水稻新品種，其在環(huán)保上的重要意義是（C

）

A．減少氮肥的使用量，降低生產(chǎn)成本

B．減少氮肥的使用量，節(jié)約能源

C．避免氮肥過(guò)多引起環(huán)境污染

D．改良土壤結(jié)構(gòu)2．基因治療是指（B

）

A.對(duì)有基因缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常，達(dá)到治療疾病的目的

B.把健康的外源基因?qū)氲接谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的

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3．療白化病、苯丙酮尿癥等人類遺傳病的根本途徑是（C

）A．口服化學(xué)藥物B．注射化學(xué)藥物C.采用基因療法替換致病基因D.利用輻射或藥物誘發(fā)致病基因突變4．上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶白蛋白的轉(zhuǎn)基因牛，他們還研究出一種可大大提高基因表達(dá)水平的新方法，使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳汁中的藥物蛋白含量提高30多倍，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是指（B

）

A.提供基因的動(dòng)物B.基因組中增加外源基因的動(dòng)物

C.能產(chǎn)生白蛋白的動(dòng)物D.能表達(dá)基因信息的動(dòng)物5．在基因診斷技術(shù)中，所用的探針DNA分子中必須存在一定量的放射性同位素，后者的作用是（C

）A．為形成雜交的DNA分子提供能量B．引起探針DNA產(chǎn)生不定向的基因突變

C.作為探針DNA的示蹤元素

D．增加探針DNA的分子量6、下圖示一項(xiàng)重要生物技術(shù)的關(guān)鍵步驟，字母X可能代表A．不能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞；B．能合成抗體的人類細(xì)胞；C．能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞； D．不能合成抗生素的人類細(xì)胞

人胰島素基因切開(kāi)的質(zhì)粒酶插入細(xì)菌細(xì)胞細(xì)胞分裂7、下列屬于利用基因工程技術(shù)培育的新品種的是（）Ａ、耐寒的小黑麥Ｂ、抗棉鈴蟲(chóng)的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉Ｃ、太空椒Ｄ、試管牛8、下列不屬于利用基因工程技術(shù)制取的藥物是（）

A、從大腸桿菌體內(nèi)制取白細(xì)胞介素

B、在酵母菌體內(nèi)獲得的干擾素

C、在青霉菌體內(nèi)提取青霉素

D、在腸桿菌體內(nèi)獲得胰島素甲生物乙生物取出優(yōu)秀基因