1、专题专题1-3 一一 、植物基因工程硕果累累植物基因工程硕果累累 1.1.抗虫转基因植物抗虫转基因植物 目的基因（抗虫基因目的基因（抗虫基因） BtBt毒蛋白基因毒蛋白基因 蛋白酶抑制剂基因蛋白酶抑制剂基因 淀粉酶抑制剂基因淀粉酶抑制剂基因 植物凝集素基因等植物凝集素基因等 2.2.抗病转基因植物抗病转基因植物 目的基因（抗病基因）目的基因（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 抗真菌转基因植物抗真菌转基因植物 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 抗除草剂基因抗除草剂基因 抗盐碱和干旱作物抗盐碱和干旱作物 耐寒的番茄耐寒的番茄 抗除
2、草剂的大豆抗除草剂的大豆 调节细胞渗透压的基因调节细胞渗透压的基因 鱼的抗冻蛋白基因鱼的抗冻蛋白基因 3.3.抗逆转基因植物抗逆转基因植物 目的基因（抗逆基因）目的基因（抗逆基因） 4.4.利用转基因改良植物的品质利用转基因改良植物的品质 目的基因目的基因 富含赖氨酸的蛋白质编码基因富含赖氨酸的蛋白质编码基因 控制番茄果实成熟的基因控制番茄果实成熟的基因 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 二二 、动物基因工程前景广阔动物基因工程前景广阔 1 1. .利用动物基因工程技术提高动物的生长速率利用动物基因工程技术提高动物的生长速率 生长快、肉质好的转基生长快、肉质好的转基 因鱼因
3、鱼( (中国中国) ) 乳汁中含有人生长激乳汁中含有人生长激 素的转基因牛素的转基因牛( (阿根廷阿根廷) ) 2 2. .用于改善畜产品的品质用于改善畜产品的品质 3.用转基因动物生产药物用转基因动物生产药物 获取目的基因获取目的基因 （如血清白蛋白基因）如血清白蛋白基因） 构建基因表达载体构建基因表达载体 （在血清白蛋白基因前（在血清白蛋白基因前 加特异表达的启动子）加特异表达的启动子） 显微注射导入哺显微注射导入哺 乳动物受精卵中乳动物受精卵中 形成胚胎形成胚胎 发育成转基因动物发育成转基因动物（只有在产下的雌性动物（只有在产下的雌性动物 个体中，转入的基因才能表达）个体中，转入的基因才
4、能表达） 将胚胎送入将胚胎送入 母体动物母体动物 将将肠乳糖酶基因肠乳糖酶基因导入奶牛基因组导入奶牛基因组 乳腺生物反应器或乳房生物反应器： 转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁来生产所需要的 药品。 乳房生物反应器的操作过程与转基因动物操作过程有何乳房生物反应器的操作过程与转基因动物操作过程有何 不同之处？并阐述原因不同之处？并阐述原因？ 要在编码蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特异表达的启动要在编码蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特异表达的启动 子（子（乳腺蛋白基因的启动子乳腺蛋白基因的启动子）构成表达载体。）构成表达载体。 因为产品在奶中形成，需要乳腺组织中特异表达的启动子（基因为
5、产品在奶中形成，需要乳腺组织中特异表达的启动子（基 因的选择性表达）。因的选择性表达）。 4 4. .用转基因动物作器官移植的供体动物、存在的难题和用转基因动物作器官移植的供体动物、存在的难题和 解决的方法分别是什么？解决的方法分别是什么？ 供体动物：供体动物： 小型猪小型猪 存在的难题：存在的难题： 免疫排斥免疫排斥 解决方法：解决方法： 在供体基因组中导入在供体基因组中导入某种基因调节因子某种基因调节因子，以抑制抗原决定基因，以抑制抗原决定基因 的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出 没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
6、没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。 1、转基因工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得 到高效率表达的菌类细胞株系。 三三 、基因工程基因工程药物异军突起药物异军突起 2、药物种类：细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 四、基因治疗四、基因治疗 1、基因治疗的概念：、基因治疗的概念： 把健康的正常基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾把健康的正常基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾 病的目的。病的目的。 举例：举例： 复合型免疫缺陷症复合型免疫缺陷症 2、发病机理：、发病机理： 细胞的一个常染色体上编码细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶的基因发生了突的基因发生了突 变。变。 3 3、
7、基因治疗的形式、基因治疗的形式 体外基因治疗体外基因治疗 体内基因治疗体内基因治疗 例例1.1.转基因技术在植物品种改良方面应用广转基因技术在植物品种改良方面应用广 泛，其中一项基因工程就是改造泛，其中一项基因工程就是改造COCO2 2固定固定 酶。其目的是酶。其目的是( )( ) A. A. 提高光合作用效率提高光合作用效率 B. B. 延长果实的储藏期延长果实的储藏期 C. C. 培育新作物品种培育新作物品种 D. D. 提高植物的抗性提高植物的抗性 A 例例2.2.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
8、。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上取得了一定进展。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并分泌到尿液中。请回答：皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答： 1 1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是 _ 2 2）进行基因转移时，通常要将外源基因转到）进行基因转移时，通常要将外源基因转到 中，原因中，原因 是：是： 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。 3）通常采用）通常采用_技术检测外源基因
9、技术检测外源基因是否插入是否插入 了了小鼠小鼠的的基因组。基因组。 4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的 _细胞中特异表达。细胞中特异表达。 DNA分子杂交分子杂交 膀胱上皮膀胱上皮 例例3、T-DNA可能随机插入植物基因组内，导致被插入基因发 生突变。用此方法诱导拟南芥产生突变体的过程如下：种植野 生型拟南芥，待植物形成花蕾时，将地上部分浸入农杆菌（其 中的T-DNA上带有抗除草剂基因）悬浮液中以实现转化。在适 宜条件下培养，收获种子（称为T1代）。 （1）为促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾，需要去 除 ，因为后者产生的 会抑制侧芽的
10、生 长。 2) 为筛选出已转化的个体，需将T代播种在含 的 培养基上生长，成熟后自交，收获种子（称为T代）。 （3） 为筛选出具有抗盐性状的突变体， 需将T代播种在 含 的培养基上，获得所需个体。 （4）经过多代种植获得能稳定遗传的抗盐突变体。为确定抗盐 性状是否由单基因突变引起，需将该突变体与 植株进 行杂交，再自交 代后统计性状分离比。 顶芽 生长素 （一定浓度的）除草剂 （一定浓度的）盐 野生型 1 （5）若上述T-DNA的插入造成了基因功能丧失， 从该突变体的表现型可以推测野生型基因的存在导致植物的抗 盐性 。 （6）根据T-DNA的已知序列，利用PCR技术可以扩增出被插 入的基因片段
11、。 降低 其过程是：提取 植株的DNA， 用限制酶处理后，再用 将获 得的DNA片段连接成环（如右图）以此 为模板，从图中A、B、C、D四种单链 DNA片断中选取 作为引物进行 扩增，得到的片断将用于获取该基因的 全序列信息。 突变体 DNA连接酶 B、C 例例4、家蚕细胞具有高效表达外源基因能力。将人干扰素基因导入 家蚕细胞并大规模培养，可以提取干扰素用于制药。 (1)进行转基因操作前，需用 酶短时处理 幼蚕组织，以便获得单个细胞。 (2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库 的干扰素基因片段正确插入表达载体的_和_之 间。 (3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR 反应体系的主要成分应该包含：扩增缓冲液（含Mg2+）、水，4种 脱氧核糖苷酸、模板DNA、_和_。 (4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，细胞会产生接触抑制。通常将 多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以 _增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。 胰蛋白酶（或胶原蛋白酶） 启动子 终止子 TaqDNA聚合酶 对干扰素基因特异 性的DNA引物对 增大细胞贴壁生长 的附着面积
