生物：1.2《基因工程的应用》课件（3）（苏教版选修3）

哪 些 转 基 因 作 物 已 进 入 大 规 模 商 业 化应 用 阶 段 ?转 基 因 大 豆 、 玉 米 、 棉 花 和 油 菜 1.虫 害 给 农 作 物 带 来 了 哪 些 影 响 ? 传 统 农 业 如 何 防 治 害 虫 ? 有 哪 些 不 足 ?2.现 在 已 有 哪 些 抗 虫 植 物 问 世 ? 3. 抗 虫 基 因Bt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 等请 阅 读 P18生 物 资 料 技 术 卡 ,了 解 一 些 抗 虫基 因 的 抗 虫 机 理 。4.抗 虫 棉 的 目 的 基 因 是 什 么 ?目 的 基 因 从 何而 来 ?5.我 国 的 转 基 因 抗 虫 棉 取 得 了 哪 些 进 展 ? 1.什 么 是 病 原 微 生 物 ？ 有 哪 些 种 类 ？引 起 生 物 生 病 的 微 生 物 ， 主 要 有 病 毒 、真 菌 和 细 菌 等2.为 什 么 说 常 规 育 种 很 难 培 育 出 抗 病 毒 的 新品 种 ？3.在 抗 病 转 基 因 植 物 中 使 用 最 多 的 是 什 么 基 因 ？病 毒 外 壳 蛋 白 （ coat protein， CP） 基 因 ； 病 毒 的 复 制 酶 基 因 拓 展 ： 在 抗 病 毒 转 基 因 植 物 中 ， 为 什 么 使 用 病 毒外 壳 蛋 白 基 因 可 以 抗 病 毒 侵 染 ？ 关 于 病 毒 外 壳 蛋 白 基 因 (CP基 因 )导 入 植 物 后 的 抗 病 毒 机理 ， 目 前 有 几 种 假 说 。 一 种 假 说 认 为 ： CP基 因 在 植 物 细胞 内 表 达 积 累 后 ， 当 入 侵 的 病 毒 裸 露 核 酸 进 入 植 物 细 胞后 ， 会 立 即 被 这 些 外 壳 蛋 白 重 新 包 裹 ， 从 而 阻 止 病 毒 核酸 分 子 的 复 制 和 翻 译 。 另 一 种 假 说 认 为 ： 植 物 细 胞 内 积累 的 病 毒 外 壳 蛋 白 会 抑 制 病 毒 脱 除 外 壳 ， 使 病 毒 核 酸 分子 不 能 释 放 出 来 。 然 而 最 近 的 研 究 表 明 ， 如 果 将 病 毒 的外 壳 蛋 白 的 AUG起 始 密 码 缺 失 ， 使 之 不 能 被 翻 译 ， 或 者 将外 壳 蛋 白 基 因 变 成 反 义 RNA基 因 ， 整 合 到 植 物 细 胞 染 色 体上 ， 转 基 因 植 物 则 有 很 好 的 抗 性 。 因 此 ， 有 人 认 为 抗 性机 理 不 是 外 壳 蛋 白 在 起 作 用 ， 而 是 CP基 因 转 录 出 RNA后 ，与 入 侵 病 毒 RNA之 间 的 相 互 作 用 起 到 了 抗 性 作 用 。 3.在 抗 真 菌 转 基 因 植 物 中 使 用 什 么 基 因 ？几 丁 质 酶 基 因 和 抗 毒 素 合 成 基 因 1.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2.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 3.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 ？鱼 的 抗 冻 蛋 白 基 因 4.抗 除 草 剂 基 因 有 何 用 途 ？喷 洒 除 草 剂 时 ， 杀 死 田 间 的 杂 草 而 不 损 伤 作 物 人 体 （ 或 其 它 脊 椎 动 物 ） 必 不 可 少 ， 而 机体 内 又 不 能 合 成 的 ， 必 须 从 食 物 中 补 充 的氨 基 酸 ， 称 必 需 氨 基 酸 。必 需 氨 基 酸 共 有 种 ： 赖 氨 酸 、 色 氨 酸 、苯 丙 氨 酸 、 蛋 氨 酸 （ 甲 硫 氨 酸 ） 、 苏 氨 酸 、异 亮 氨 酸 、 亮 氨 酸 、 缬 氨 酸 。如 果 饮 食 中 经 常 缺 少 必 需 氨 基 酸 ， 可 影 响健 康 。 另 外 12种 氨 基 酸 是 人 体 细 胞 能 够 合 成 的 叫做 非 必 需 氨 基 酸 。 你 知 道 哪 些 食 品 中 缺 少 必 需 氨 基 酸 ？如 何 用 转 基 因 的 方 法 加 以 改 良 ？将 必 需 氨 基 酸 含 量 多 的 蛋 白 质 编 码 基 因 导 入 植 物改 变 必 需 氨 基 酸 合 成 途 径 中 某 种 关 键 酶 的 活 性 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 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 异 想 天 开 动 物 品 种 改 良 、 建 立 生 物 反 应 器 、 器 官 移 植 等导 入 外 源 生 长 激 素 基 因 举 例 说 明将 肠 乳 糖 酶 基 因 导 入 奶 牛 基 因 组 ， 转 基 因 牛分 泌 的 乳 汁 中 乳 糖 的 含 量 大 大 减 低 。 将 药 物 蛋 白 基 因 与 乳 腺 蛋 白 基 因 的 启 动 子 等调 控 组 件 重 组 在 一 起 ， 通 过 显 微 注 射 等 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 。 转 基 因 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 乳 腺 生 物 反 应 器 或 乳 房 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 ； 成 本 低 ； 易 提 取 。 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 加特 异 表 达 的 启 动 子 ） 显 微 注 射 导 入 哺 乳 动 物 受 精 卵 中 形 成 胚 胎 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 体中 ， 转 入 的 基 因 才 能 表 达 ） 。思 考 :用 基 因 工 程 技 术 实 现 动 物 乳 腺 生 物 反 应 器的 操 作 过 程 是 怎 样 的 ？ 利 用 基 因 工 程 对 猪 的 器 官 进 行 改 造方 法 ： 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 基 因 工 程 药 品 包 括 ： 细 胞 因 子 （ 即 淋 巴 因 子如 白 细 胞 介 素 2、 干 扰 素 ） 、 抗 体 、 疫 苗 、激 素 等 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 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 产 蛋白 质 类 药 物 。 有 以 下 优 越 性 ：（ 1） 利 用 活 细 胞 作 为 表 达 系 统 ， 表 达 效 率 高 ，无 需 大 型 装 置 和 大 面 积 厂 房 就 可 以 生 产 出 大 量药 品 。 （ 2） 可 以 解 决 传 统 制 药 中 原 料 来 源 的不 足 。 利 用 基 因 工 程 菌 发 酵 生 产 就 不 需 要 从 动物 或 人 体 上 获 取 原 料 。 （ 3） 降 低 生 产 成 本 ，减 少 生 产 人 员 和 管 理 人 员 。 把 正 常 基 因 导 入 病 人 体 内 ， 使 该 基 因 的 表 达产 物 发 挥 功 能 ， 从 而 达 到 治 疗 疾 病 的 目 的 ， 是 治疗 遗 传 病 的 最 有 效 的 手 段 。2、 实 例 ： 将 腺 苷 酸 脱 氨 酶 基 因 转 入 取 自 患 者 的 淋巴 细 胞 中 ， 再 将 这 种 淋 巴 细 胞 转 入 患 者 体 内 。(1)对 严 重 复 合 型 免 疫 缺 陷 症 的 治 疗 1990年 9月 14日 ， 安 德 森 对 一 例 患 ADA缺 乏 症的 4岁 女 孩 进 行 基 因 治 疗 。 这 个 4岁 女 孩 由 于 遗传 基 因 有 缺 陷 ， 自 身 不 能 生 产 ADA， 先 天 性 免疫 功 能 不 全 ， 只 能 生 活 在 无 菌 的 隔 离 帐 里 。 他们 将 这 个 女 孩 的 白 血 球 进 行 基 因 改 造 ， 使 有 缺陷 的 基 因 被 健 康 的 基 因 替 代 ， 然 后 把 含 正 常 白血 球 的 溶 液 输 入 她 左 臂 的 一 条 静 脉 血 管 中 。 在以 后 的 10个 月 内 她 又 接 受 了 7次 这 样 的 治 疗 ，同 时 也 接 受 酶 治 疗 。 后 来 ， 她 的 免 疫 功 能 日 趋健 全 ， 能 够 走 出 隔 离 帐 ， 过 上 了 正 常 人 的 生 活 ，并 进 入 普 通 小 学 上 学 。 3、 基 因 治 疗 的 类 型体 外 基 因 治 疗 ： 先 从 病 人 体 内 获 得 某 种 细胞 ， 进 行 培 养 ， 然 后 在 体 外 完 成 基 因 转 移 ，再 筛 选 成 功 转 移 的 细 胞 扩 增 培 养 ， 最 后 重新 输 入 患 者 体 内 。体 内 基 因 治 疗 ： 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 的正 常 基 因 转 入 患 者 肺 组 织 ）4、 基 因 治 疗 的 发 展 现 状 ： 处 于 初 期 的 临 床试 验 阶 段5、 用 于 基 因 治 疗 的 基 因 种 类 ： 正 常 基 因 、反 义 基 因 和 自 杀 基 因 知 识 回 顾 ： 基 因 诊 断 五 、 基 因 芯 片 从 正 常 人 的 基 因 组 中 分 离 出 DNA与 DNA芯 片 杂 交 就可 以 得 出 标 准 图 谱 ； 从 病 人 的 基 因 组 中 分 离 出 DNA与DNA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DNA信 息 。 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 新技 术 。 思 考 与 探 究 :根 据 所 学 内 容 ， 试 概 括 写 出 基 因 工 程 解 决 了哪 些 生 活 、 生 产 中 难 以 解 决 的 问 题 。基 因 工 程 可 以 生 产 人 类 需 要 的 药 物 ， 如 胰 岛 素 、干 扰 素 等 。 我 们 吃 的 某 些 食 品 如 番 茄 、 大 豆 等 也可 以 是 基 因 工 程 产 品 。 农 业 生 产 中 的 抗 虫 棉 、 抗病 毒 烟 草 、 抗 除 草 剂 大 豆 等 都 已 进 入 商 品 化 生 产 ，上 述 产 品 有 些 是 常 规 方 法 难 以 生 产 的 或 者 生 产 成本 过 高 。