1、基因工程的应基因工程的应用用学习目标学习目标1、举例说出植物基因工程的成果、举例说出植物基因工程的成果2、举例说出动物基因工程的成果、举例说出动物基因工程的成果3、举例说出基因工程药品、举例说出基因工程药品4、概括出基因治疗的原理及过程、概括出基因治疗的原理及过程5、说出基因芯片的概念、说出基因芯片的概念 哪些转基因作物已进入大规模商业哪些转基因作物已进入大规模商业化应用阶段化应用阶段?转基因大豆、玉米、棉花和油菜转基因大豆、玉米、棉花和油菜(一)抗虫转基因植物优点：减少环境污染、减低生产成本、提高产量优点：减少环境污染、减低生产成本、提高产量例子：棉花、水稻、玉米、马铃薯、番茄等等例子：棉花
2、、水稻、玉米、马铃薯、番茄等等主要杀虫基因：主要杀虫基因：Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等典型例子：转基因抗虫棉典型例子：转基因抗虫棉Bt毒蛋白基因毒蛋白基因（二）抗病转基因植物抗病基因：抗病基因：病毒外壳蛋白基因、病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因病毒的复制酶基因.抗真菌基因：抗真菌基因：几丁质酶基因、几丁质酶基因、抗毒素合成基因抗毒素合成基因.（三）其他抗逆转基因植物1.1.哪些环境条件会造成农作物低产、减产？哪些环境条件会造成农作物低产、减产？盐碱、干旱、低温和涝害等盐碱、干旱、低温和涝害
3、等2.2.盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关？盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关？细胞内的渗透压调节细胞内的渗透压调节3.3.在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因？在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因？调节细胞渗透压的基因调节细胞渗透压的基因 4.4.转基因耐寒的烟草和番茄中哪种目的基因转基因耐寒的烟草和番茄中哪种目的基因提高了其抗寒能力？目的基因从何而来？提高了其抗寒能力？目的基因从何而来？鱼的抗冻蛋白基因鱼的抗冻蛋白基因 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯特点：特点：导入另一种导入另一种生物的优良性生物的优良性状基因，获得状基因，获得新性状抵抗恶新性状抵抗恶劣环境因素，劣
4、环境因素，（四）利用转基因改良植物的品质优点：优点：改善粮食作物的营养成改善粮食作物的营养成分含量，如氨基酸、蛋白分含量，如氨基酸、蛋白质质转基因矮牵牛的目的基因是什么？转基因矮牵牛的目的基因是什么？与植物花青素代谢有关的基因与植物花青素代谢有关的基因转基因延熟番茄的目的基因是什么？转基因延熟番茄的目的基因是什么？控制番茄果实成熟的基因控制番茄果实成熟的基因玫瑰花没有产生蓝色色素的基因玫瑰花没有产生蓝色色素的基因,无无法生长蓝色花瓣。虽然玫瑰有法生长蓝色花瓣。虽然玫瑰有5000多多年的人工栽培历史年的人工栽培历史,迄今已培育出迄今已培育出2500多个品种多个品种,但始终没有但始终没有蓝玫瑰蓝玫
5、瑰的身影。的身影。日本三得利公司耗资日本三得利公司耗资30亿日元培育亿日元培育成蓝玫瑰。他们从成蓝玫瑰。他们从蓝三叶草蓝三叶草中提取中提取蓝色蓝色素基因素基因,将蓝花基因植入玫瑰花将蓝花基因植入玫瑰花,培植出培植出蓝玫瑰。这株玫瑰的花瓣中所含的色素蓝玫瑰。这株玫瑰的花瓣中所含的色素为蓝色为蓝色,纯度接近纯度接近100%。植物基因工程技术主要用于哪些方面植物基因工程技术主要用于哪些方面?提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）,以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面.我国的转基因抗虫植物有哪些优点我国的转基因抗虫植物有哪些优点?优点：减少环境污染、减低生产成本、提高
6、产量1 1）高产、稳产和具优良品质的品种）高产、稳产和具优良品质的品种 用基因工程的方法可以改善粮食作物的用基因工程的方法可以改善粮食作物的 蛋白质含量。如蛋白质含量。如“向日葵豆向日葵豆”植株。植株。（2 2）抗逆性品种）抗逆性品种 将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。如转基体内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。因抗虫棉。二、动物基因工程前景广阔特点：发展较迟，应用方面广特点：发展较迟，应用方面广1、提高生长速度、提高生长速度2、改善畜产品
7、的品质、改善畜产品的品质3、生产药物、生产药物4、作为器官移植的供体、作为器官移植的供体应用前景：应用前景：（一）用于提高动物生长速度原因：外源生长激素基因的表达可以使转基原因：外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长更快因动物生长更快转基因鲤鱼转基因鲤鱼（二）用于改善畜产品的品质优点：避免食物过敏、腹泻、恶心等不适优点：避免食物过敏、腹泻、恶心等不适 将将肠乳糖酶肠乳糖酶基基因导入奶牛基因导入奶牛基因组，获得转因组，获得转基因牛的乳汁，基因牛的乳汁，降低乳糖含量降低乳糖含量（三）用转基因的动物生产药物（重点）乳腺生物反应器 如何利用转基因动物生如何利用转基因动物生产药物呢？产药物呢？将将药
8、物蛋白基因药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起子等调控组件重组在一起，通过显微注射等通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，将受精卵方法，导入哺乳动物的受精卵中，将受精卵送入母体，使其发育成转基因动物。送入母体，使其发育成转基因动物。转基因转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品，称为所需要的药品，称为乳腺生物反应器乳腺生物反应器或乳房或乳房生物反应器生物反应器。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；乳腺生物反应器的优点：产量高；质量好；成本低；易提取。成本低；易提取。思
9、考：为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。转基因动物本身的生理代谢反应。从乳汁中获取目的基因产物，从乳汁中获取目的基因产物，产量高产量高，易提纯易提纯，表达的蛋白质已经过充分的表达的蛋白质已经过充分的修饰加工修饰加工，具有稳定的，具有稳定的生物活性。生物活性。从乳汁中从乳汁中源源不断源源不断获得目的基因的产物的同时，获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可无限繁殖。转基因动物又可无限繁殖。获取目的基因（例如血清白蛋白
10、基因）获取目的基因（例如血清白蛋白基因）构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）特异表达的启动子）显微注射导入哺乳动物受精卵中显微注射导入哺乳动物受精卵中形成胚胎形成胚胎将胚胎送入母体动物将胚胎送入母体动物发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达）中，转入的基因才能表达）归纳归纳:用基因工程技术实现动物用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器乳腺生物反应器的操作过程是怎样的？的操作过程是怎样的？利用基因工程对猪的器官进行改造利用基因工程对猪的器官进行改造方法：方法：将器官供体基因组导入某
11、种调将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达节因子，以抑制抗原决定基因的表达或设法除去抗原决定基因或设法除去抗原决定基因，再结合克再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官转基因克隆猪器官例例1、继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发、继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一生器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：并分泌到尿液中。请回答：（1）将人的生
12、长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是法是_。（2）进行基因转移是，通常要将外源基因转）进行基因转移是，通常要将外源基因转_中，中，原因是原因是 。（3）通常采用）通常采用 技术检测外源基因是技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组否插入了小鼠的基因组（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的的 细胞中特异表达。细胞中特异表达。（5）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠细胞的细胞的 转入转入 细胞中构成重组细细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同
13、性状的个体。该技术称胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称为为 。显微注射显微注射受精卵受精卵受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达DNA分子杂交分子杂交膀胱上皮膀胱上皮细胞核细胞核去核的卵去核的卵核移植（或克隆）核移植（或克隆）例例2、器官移植是治疗人类某些疾病的有效治疗方法，、器官移植是治疗人类某些疾病的有效治疗方法，如对大面积烧伤病人采取的皮肤移植，肾衰竭病人的如对大面积烧伤病人采取的皮肤移植，肾衰竭病人的肾移植，冠心病人的心脏移植等。下面就器官移植的肾移植，冠心病人的心脏移植等。下面就器官移植的话题，回答相关问题：英国
14、科学家已经研究用动物的话题，回答相关问题：英国科学家已经研究用动物的器官作为器官移植的器官来源，科学家发现猪的内脏器官作为器官移植的器官来源，科学家发现猪的内脏器官与人的内脏器官大小、形态均差不多，他们从器官与人的内脏器官大小、形态均差不多，他们从20世纪世纪80年代就开始研究。研究的重点是改造猪细胞膜。年代就开始研究。研究的重点是改造猪细胞膜。（1）猪细胞膜的基本结构和人的细胞膜是相同的，但）猪细胞膜的基本结构和人的细胞膜是相同的，但其上的其上的和人细胞膜有很多是不同的。和人细胞膜有很多是不同的。（2）改造猪细胞膜主要是通过）改造猪细胞膜主要是通过 技术进行，技术进行，具体操作步骤：具体操作
15、步骤：糖蛋白糖蛋白基因工程基因工程第一步，获得控制目的基因（人体细胞膜上蛋白质合第一步，获得控制目的基因（人体细胞膜上蛋白质合成的基因），所用的方法有成的基因），所用的方法有。第二步，将目的基因与第二步，将目的基因与 结合；结合；第三步，将目的基因导入受体细胞，对猪来说，应导第三步，将目的基因导入受体细胞，对猪来说，应导入其入其细胞最有效。细胞最有效。在这项技术中，必须使用的两种工具酶是在这项技术中，必须使用的两种工具酶是和和 。鸟枪法、反转录法、化学合成法鸟枪法、反转录法、化学合成法运载体运载体受精卵受精卵限制酶限制酶DNA连接酶连接酶基因工程药品包括：基因工程药品包括：细胞因子（即淋巴因子
16、细胞因子（即淋巴因子如白细胞介素如白细胞介素22、干扰素）、抗体、疫苗、干扰素）、抗体、疫苗、激素等激素等基因工程药品 胰岛素胰岛素从猪、牛等动物的胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，胰腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能胰腺只能提取提取4-5g4-5g的胰岛素，其产量之的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，基因导入大肠杆菌，每每2000L2000L培养液就能产培养液就能产生生100g100g胰岛素！使其胰岛素！使其价格降低了价格降低了30%-50%!30%-50%!基因工程药品 生长激素人人造造血血液液及及其其生生产产基因
17、工程药品 干扰素从人血中提取干扰素，从人血中提取干扰素，300L300L血才提取血才提取1mg1mg！通过基因工程通过基因工程的方式创造了能合的方式创造了能合成人干扰素的大肠成人干扰素的大肠杆菌，每杆菌，每1Kg1Kg的培的培养液可提取养液可提取202040mg40mg干扰素干扰素利用微生物生产药物的优越性何在利用微生物生产药物的优越性何在?利用微生物生产蛋白质类药物，是指将人利用微生物生产蛋白质类药物，是指将人们需要的某种蛋白质的编码基因，构建成表达们需要的某种蛋白质的编码基因，构建成表达载体后导入微生物，然后利用微生物发酵来生载体后导入微生物，然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药物。有以下优
18、越性：产蛋白质类药物。有以下优越性：（1 1）利用活细胞作为表达系统利用活细胞作为表达系统，表达效率高表达效率高（2 2）可以解决传统制药中原料来源的不足可以解决传统制药中原料来源的不足。（3 3）降低生产成本，减少生产人员和管理人员。降低生产成本，减少生产人员和管理人员。四四、基因诊断、基因诊断 把把正常基因正常基因导入病人体内，使该基因的表达导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到产物发挥功能，从而达到治疗疾病治疗疾病的目的，是治的目的，是治疗疗遗传病遗传病的最有效的手段。的最有效的手段。2、实例：、实例：将将腺苷酸脱氨酶基因腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋转入取自患者的淋巴细胞
19、中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。对严重复合型免疫缺陷症的治疗对严重复合型免疫缺陷症的治疗 19901990年年9 9月月1414日，安德森日，安德森对一例患对一例患ADAADA缺乏症的缺乏症的4 4岁女岁女孩进行基因治疗。这个孩进行基因治疗。这个4 4岁岁女孩由于遗传基因有缺陷，女孩由于遗传基因有缺陷，自身不能生产自身不能生产ADAADA，先天性，先天性免疫功能不全，只能生活在免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他们将这无菌的隔离帐里。他们将这个女孩的白血球进行基因改个女孩的白血球进行基因改造，使有缺陷的基因被健康造，使有缺陷的基因被健康的基因替代
20、，然后把含正常的基因替代，然后把含正常白血球的溶液输入她左臂的白血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中。在以后的一条静脉血管中。在以后的1010个月内她又接受了个月内她又接受了7 7次这次这样的治疗，同时也接受酶治样的治疗，同时也接受酶治疗。后来，她的免疫功能日疗。后来，她的免疫功能日趋健全，能够走出隔离帐，趋健全，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活，并进过上了正常人的生活，并进入普通小学上学。入普通小学上学。3 3、基因治疗的类型、基因治疗的类型体外基因治疗体外基因治疗：先从病人体内获得某种细：先从病人体内获得某种细胞，进行培养，然后在胞，进行培养，然后在体外完成基因转移体外完成基因转移，再筛
21、选成功转移的细胞扩增培养，最后重再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。新输入患者体内。体内基因治疗体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转：直接向人体组织细胞中转移的治病方法。（如将治疗囊性纤维病的移的治病方法。（如将治疗囊性纤维病的正常基因转入患者肺组织）正常基因转入患者肺组织）4 4、基因治疗的发展现状：、基因治疗的发展现状：处于初期的临床处于初期的临床试验阶段试验阶段5 5、用于基因治疗的基因种类：正常基因、用于基因治疗的基因种类：正常基因、反义基因和自杀基因反义基因和自杀基因基因芯片基因芯片 从正常人的基因组中分离出从正常人的基因组中分离出DNADNA与与DNADNA芯片杂交
22、就芯片杂交就可以得出标准图谱；从病人的基因组中分离出可以得出标准图谱；从病人的基因组中分离出DNADNA与与DNADNA芯片杂交就可以得出病变图谱。芯片杂交就可以得出病变图谱。通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的DNADNA信息。信息。基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。技术。基因工程与基因工程与环境监测（一）环境监测（一）基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。1t1t水中
23、只有水中只有1010个病毒也能被个病毒也能被DNADNA探针检测出来探针检测出来基因工程与基因工程与环境监测（二）环境监测（二）利用基因工程培育的指示生物能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。基因工程与环境污染治理基因工程与环境污染治理 基因工程做成的基因工程做成的“超级细菌超级细菌”能吞食和分能吞食和分解多种污染环境的物质。解多种污染环境的物质。1.下列转基因生物与所运用的目的基因下列转基因生物与所运用的目的基因正确是正确是:()(多选多选)A抗虫棉抗虫棉Bt毒蛋白基因毒蛋白基因 B抗真菌立枯丝核菌的烟草抗真菌立枯丝核菌的烟草抗毒抗毒素合成基
24、因素合成基因 C抗盐碱和干旱植物抗盐碱和干旱植物调节细胞渗调节细胞渗透压的基因透压的基因 D耐寒的番茄耐寒的番茄抗冻蛋白基因抗冻蛋白基因ABCD2 2小麦根尖细胞基因分布在（）小麦根尖细胞基因分布在（）A.A.染色体，核糖体染色体，核糖体 B.B.染色体，叶绿体染色体，叶绿体 C.C.染色体，线粒体染色体，线粒体 D.D.染色体，线粒体，叶绿体染色体，线粒体，叶绿体3有关基因工程的说法，正确的是有关基因工程的说法，正确的是 ()(多选多选)A.在基因工程操作中，只要在受体细胞在基因工程操作中，只要在受体细胞中检测到目的基因，就能表达中检测到目的基因，就能表达B.基因工程操作的必须的工具有限制性
25、基因工程操作的必须的工具有限制性核酸内切酶、核酸内切酶、DNA连接酶和运载体连接酶和运载体C.抗虫棉的目的基因来自于苏云金芽胞抗虫棉的目的基因来自于苏云金芽胞杆菌杆菌D.抗虫棉的后代中可能有不抗虫的个体抗虫棉的后代中可能有不抗虫的个体 4.生产上培育无籽番茄、青霉素高产菌株、生产上培育无籽番茄、青霉素高产菌株、杂交培育矮秆抗锈病小麦、抗虫棉的培育原理杂交培育矮秆抗锈病小麦、抗虫棉的培育原理依次是依次是（）生长素促进果实发育生长素促进果实发育 染色体变异染色体变异 基因重组基因重组 基因突变基因突变 基因工程基因工程 A.B.C.D.D5、抗病转基因植物成功表达后，以、抗病转基因植物成功表达后，
26、以下说法正确的是下说法正确的是:（）A.抗病毒转基因植物，可以抵抗所抗病毒转基因植物，可以抵抗所有病毒有病毒 B.抗病毒转基因植物，对病毒的抗抗病毒转基因植物，对病毒的抗性具有局限性或特异性性具有局限性或特异性 C.抗病毒转基因植物可以抗害虫抗病毒转基因植物可以抗害虫 D.抗病毒转基因植物可以稳定遗传，抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异不会变异B激励学生学习的名言格言激励学生学习的名言格言220、每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的路。221、世界会向那些有目标和远见的人让路（冯两努香港著名推销商）222、绊脚石乃是进身之阶。223、销售世界上第一号的产品不是汽车，而是自己。
27、在你成功地把自己推销给别人之前，你必须百分之百的把自己推销给自己。224、即使爬到最高的山上，一次也只能脚踏实地地迈一步。225、积极思考造成积极人生，消极思考造成消极人生。226、人之所以有一张嘴，而有两只耳朵，原因是听的要比说的多一倍。227、别想一下造出大海，必须先由小河川开始。228、有事者，事竟成；破釜沉舟，百二秦关终归楚；苦心人，天不负；卧薪尝胆，三千越甲可吞吴。229、以诚感人者，人亦诚而应。230、积极的人在每一次忧患中都看到一个机会，而消极的人则在每个机会都看到某种忧患。231、出门走好路，出口说好话，出手做好事。232、旁观者的姓名永远爬不到比赛的计分板上。233、怠惰是贫
28、穷的制造厂。234、莫找借口失败，只找理由成功。（不为失败找理由，要为成功找方法）235、如果我们想要更多的玫瑰花，就必须种植更多的玫瑰树。236、伟人之所以伟大，是因为他与别人共处逆境时，别人失去了信心，他却下决心实现自己的目标。237、世上没有绝望的处境，只有对处境绝望的人。238、回避现实的人，未来将更不理想。239、当你感到悲哀痛苦时，最好是去学些什么东西。学习会使你永远立于不败之地。240、伟人所达到并保持着的高处，并不是一飞就到的，而是他们在同伴们都睡着的时候，一步步艰辛地向上爬241、世界上那些最容易的事情中，拖延时间最不费力。242、坚韧是成功的一大要素，只要在门上敲得够久、够大声，终会把人唤醒的。243、人之所以能，是相信能。244、没有口水与汗水，就没有成功的泪水。245、一个有信念者所开发出的力量，大于99个只有兴趣者。246、环境不会改变，解决之道在于改变自己。247、两粒种子，一片森林。248、每一发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。249、如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。250、大多数人想要改造这个世界，但却罕有人想改造自己。
