基因工程的應(yīng)用

1、基因工程的應(yīng)用輔導(dǎo)教案 基礎(chǔ)鏈接 ?溫故知新一、遺傳變異與育種1利用 的原理，有目的地將兩個(gè)或多個(gè) 的優(yōu)良性狀組合在一起，再通過(guò)選擇和培育，創(chuàng)造新品種的技術(shù)叫雜交育種。通 過(guò)誘變技術(shù)，使生物發(fā)生 ，創(chuàng)造新的基因和基因型，從而改良生物品種。2單倍體育種的特點(diǎn)， 其一，僅用 2 年即可獲得可育純種；其二， ，提高效率。多倍體育種常用的方法是用 處理萌發(fā)的種子或幼苗。二、遺傳與人類(lèi)健康1由細(xì)胞中的 在結(jié)構(gòu)或功能上發(fā)生了改變引起的人類(lèi)疾病，稱(chēng)為遺傳病。2基因治療遺傳病的一種方法是為細(xì)胞補(bǔ)上丟失的基因或 ，以達(dá)到治療的目的。三、生物多樣性 生物多樣性包括生態(tài)系統(tǒng)多樣性、物種多樣性和 多樣性。一、1.基因

2、重組 （優(yōu)良）品種基因突變 2縮短育種年限排除顯隱性干擾秋水仙素二、1.遺傳物質(zhì)2改變病變的基因三、遺傳 聚焦科技 ?掃描知識(shí) 隨著基因工程的誕生和技術(shù)的發(fā)展，目前基因工程已成為生物科學(xué)的 核心技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)牧業(yè)和醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域，并取得了巨大 成就。一、基因工程與遺傳育種 1轉(zhuǎn)基因植物 (transgenicplant)(1) 優(yōu)點(diǎn)：克服了遠(yuǎn)緣種及種間雜交不育或不能雜交的障礙，產(chǎn)生我們 所需要的優(yōu)良性狀。同時(shí)還縮短了育種周期。缺點(diǎn)：技術(shù)難度大，技術(shù)要求高。(2) 產(chǎn)生過(guò)程：ks5u(3) 成果： 植物基因工程的成果都是由兩方面組成：一是外源基因來(lái)源；二是外 源基因的表達(dá)成果。 抗性轉(zhuǎn)基

3、因植物抗蟲(chóng)植物： (殺蟲(chóng)基因 )如棉、玉米、馬鈴薯、番茄等。 抗病植物： (抗菌蛋白基因 )如煙草、番茄、苜蓿、馬鈴薯等。 抗除草劑植物： (抗除草劑基因 )如煙草、番茄、馬鈴薯等。 抗鹽堿植物： (調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因 )如大麥、番茄等?？购抵参铮赫{(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因 )如小麥、玉米、大豆。 抗寒植物： (抗凍蛋白基因 )如番茄。 改良植物品質(zhì) 轉(zhuǎn)基因延熟番茄和轉(zhuǎn)基因矮牽牛。2.轉(zhuǎn)基因動(dòng)物 (transgenicanimal) 提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度，導(dǎo)入的是生長(zhǎng)激素基因而不是生長(zhǎng)素基因。 ks5u 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是指轉(zhuǎn)入了外源基因的動(dòng)物。(1) 提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速度的基因：外源生長(zhǎng)激素基因。(2) 成

4、果：轉(zhuǎn)基因鼠、轉(zhuǎn)基因鯉魚(yú)。二、基因工程與疾病治療1基因工程藥物基因工程藥物，是重組 DNA 的表達(dá)產(chǎn)物。廣義地說(shuō)，凡是在藥物生產(chǎn) 過(guò)程中涉及用基因工程的，都可以稱(chēng)為基因工程藥物。 青霉素是由青霉菌產(chǎn)生的，不是通過(guò)基因工程生產(chǎn)的。利用基因工程培育 “工程菌 ”來(lái)生產(chǎn)藥品，是基因工程的低成本高效益的 工程產(chǎn)業(yè)，可以通過(guò)轉(zhuǎn)基因培育的工程菌 (如大腸桿菌 )生產(chǎn)人胰島素、 人生長(zhǎng)激素、干擾素、乙肝疫苗等。(1) 胰島素 化學(xué)本質(zhì)：蛋白質(zhì)。 合成過(guò)程： 作用：降血糖 ( 治療依賴(lài)型糖尿病的有效藥物 ) 。(2) 干擾素 化學(xué)本質(zhì)：糖蛋白。 作用：抗病毒、抗細(xì)胞分裂和免疫調(diào)節(jié)等，治療病毒性肝炎和腫瘤 的藥

5、物。(3) 乙型肝炎疫苗：可用來(lái)預(yù)防病毒性肝炎，可通過(guò)疫苗增強(qiáng)人體的免 疫能力。下面以人胰島素為例，圖示轉(zhuǎn)基因藥物的生產(chǎn)過(guò)程。2基因治療(1) 含義：向目標(biāo)細(xì)胞中引入正常功能的基因，以糾正或補(bǔ)償基因的缺 陷，達(dá)到治療的目的。(2) 實(shí)例：第一例基因治療是美國(guó)在 1990 年進(jìn)行的。當(dāng)時(shí)，有個(gè)小女孩 由于體內(nèi)腺苷酸脫氨酶缺乏而患了嚴(yán)重的復(fù)合型免疫缺陷癥?？茖W(xué)家 對(duì)她進(jìn)行了基因治療并取得了成功。這一開(kāi)創(chuàng)性的工作標(biāo)志著基因治 療已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)研究過(guò)渡到臨床實(shí)驗(yàn)。 1991 年，我國(guó)首例 B 型血友病的 基因治療臨床實(shí)驗(yàn)也獲得了成功?；蛑委煹膶?shí)質(zhì)是把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā) 揮功能，并

6、不是直接修復(fù)缺陷基因。(3) 基因治療進(jìn)行的程序若 T 淋巴細(xì)胞中腺苷酸脫氨酶基因 (ada)發(fā)生了突變，不能合成腺苷酸 脫氨酶 (ADA)，從而不能產(chǎn)生抗體，造成免疫功能低下，不能抵抗病原 微生物的威脅。通過(guò)基因治療，使缺陷細(xì)胞得到修復(fù)，成千上萬(wàn)的轉(zhuǎn)基因 T 淋巴細(xì)胞 注射到患者體內(nèi)，癥狀得到緩解。(4) 研究現(xiàn)狀 有了一定的成果，但仍處于初級(jí)階段。三、基因工程與生態(tài)環(huán)境保護(hù) 基因工程可用于被污染環(huán)境的凈化。(1) 利用基因工程技術(shù)對(duì)自然界存在的能夠分解石油的細(xì)菌進(jìn)行改造， 大大提高分解石油的效率。(2) 用轉(zhuǎn)基因開(kāi)發(fā)具有生物可降解的新塑料，如聚羥基烷酯。(3) 利用轉(zhuǎn)基因微生物吸收環(huán)境中的

7、重金屬、降解有毒化合物和處理工 業(yè)廢水。綱舉目張 ?理清結(jié)構(gòu) 基因工程自誕生以來(lái)，已經(jīng)創(chuàng)造出了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。在農(nóng)牧業(yè)、醫(yī) 藥和醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域也展示出了美好的前景。 Ks5u突破難點(diǎn) ?化解疑點(diǎn) 1以鐮刀型細(xì)胞貧血癥的治療過(guò)程為例，說(shuō)明基因治療的過(guò)程。 探究發(fā)現(xiàn)： ks5u步驟過(guò)程 ks5u 獲取正常的血紅蛋白基因用限制性核酸內(nèi)切酶從人的 DNA 分子中切取 血紅蛋白基因 形成重組載體 DNA用同一種限制性核酸內(nèi)切酶在載體 DNA上切開(kāi)一個(gè) 切口，用 DNA 連接酶將正常血紅蛋白基因連接在載體 DNA上，形成重 組載體 重組載體的轉(zhuǎn)化與篩選將攜帶正常血紅蛋白基因的重組載體導(dǎo)入患者 的造血

8、干細(xì)胞中，用選擇培養(yǎng)基篩選出含重組質(zhì)粒的造血干細(xì)胞 將含正常血紅蛋白基因的造血干細(xì)胞回輸給患者將攜帶正常血紅蛋白 基因的造血干細(xì)胞輸入患者骨髓中，此造血干細(xì)胞產(chǎn)生含正常血紅蛋 白的紅細(xì)胞，以根治鐮刀型細(xì)胞貧血癥我的發(fā)現(xiàn)：2分析說(shuō)明基因治療存在的問(wèn)題與倫理。探究發(fā)現(xiàn)： (1)導(dǎo)入基因的穩(wěn)定高效表達(dá) 導(dǎo)入的方法、使用的受體細(xì)胞等都會(huì)影響到基因?qū)氲男屎突虻?表達(dá)，因此在基因工程操作時(shí)要進(jìn)行篩選和培養(yǎng)。骨髓作為受體細(xì)胞 使用的最多，對(duì)它進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)、干細(xì)胞分化、使用造血因子等方法 可增加基因的穩(wěn)定高效表達(dá)。(2)導(dǎo)入基因的安全性 導(dǎo)入的基因是否引起重要基因的失活或更嚴(yán)重地激活一個(gè)原癌基因， 目前還不十分清楚，因此要重視基因的安全性問(wèn)題。(3) 基因治療與社會(huì)倫理道德 體細(xì)胞基因治療是符合倫理道德的，但試圖糾正生殖細(xì)胞遺傳缺陷或 通過(guò)遺傳工程手段來(lái)改變正常人的遺傳特征卻引起爭(zhēng)議。我的發(fā)現(xiàn)： 3利用微生物生產(chǎn)藥物有何優(yōu)越性？ 探究發(fā)現(xiàn)：所謂利用微生物生產(chǎn)蛋白質(zhì)類(lèi)藥物，是指將人們需要的某 種蛋白質(zhì)基因，導(dǎo)入微生物，然后利用微生物發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)蛋白質(zhì)類(lèi)藥 物。與傳統(tǒng)的制藥相比有以下優(yōu)越性：(1)利用活細(xì)胞作為表達(dá)系統(tǒng)，表達(dá)效率高，無(wú)需大型裝置和大面積廠 房就可以生產(chǎn)出大量的藥品。(2)可以解決傳統(tǒng)制藥中原料來(lái)源的不足。例如，傳統(tǒng)的胰島素生產(chǎn)方 式