現(xiàn)代生物科技專題基因工程的應(yīng)用第1章第3節(jié)

1、現(xiàn)代生物科技專題基因工程的應(yīng)用第1章第3節(jié)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)和利用植物等方面。1、抗蟲轉(zhuǎn)基因植物2、抗病轉(zhuǎn)基因植物3、抗逆轉(zhuǎn)基因植物4、利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)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乳腺生物反應(yīng)器將藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，通過顯微注射等方法，導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的受精卵中，將受精卵送入母體內(nèi)，使其生長(zhǎng)發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。乳腺生物反應(yīng)器本質(zhì)：優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)基因動(dòng)物1、安全可靠2、產(chǎn)量高3、成本低4、無污染用轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物生

2、產(chǎn)藥物（重點(diǎn)）優(yōu)點(diǎn)： 產(chǎn)量高、質(zhì)量好、 成本低、易提取乳腺生物反應(yīng)器 過程：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，提取乳汁注意： 雌性個(gè)體才能生產(chǎn)藥物在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、生長(zhǎng)激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)由于受原料來源的限制，價(jià)格十分昂貴?？衫檬裁捶椒▉斫鉀Q上述問題？ 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?；蚬こ趟幤?生長(zhǎng)激素 治療侏儒癥的唯一方法，是向人體注射生長(zhǎng)激素。而生長(zhǎng)激素的獲得很困

3、難。以前，要獲得生長(zhǎng)激素，需解剖尸體，從大腦的底部摘取垂體，并從中提取生長(zhǎng)激素。 現(xiàn)可利用基因工程方法，將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長(zhǎng)激素。人們從450L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長(zhǎng)激素，相當(dāng)于6萬具尸體的全部產(chǎn)量。 胰島素從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)格之高可想而知。將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！使其價(jià)格降低了30%-50%!基因工程藥品 胰島素2DNA質(zhì)粒細(xì)菌細(xì)胞DNA人體細(xì)胞胰島素基因限制酶限制酶胰島素利用生物工程獲得胰島素1 干擾素是病毒侵入細(xì)胞后產(chǎn)生的一種糖蛋白。干擾素幾乎能

4、抵抗所有病毒引起的感染，是一種抗病毒的特效藥。此外干擾素對(duì)治療某些癌癥和白血病也有一定療效。 傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法是從人血液中的白細(xì)胞內(nèi)提取?；蚬こ趟幤?干擾素從人血中提取干擾素，300L血才提取1mg！通過基因工程的方式創(chuàng)造了能合成人干擾素的大腸桿菌，每1Kg的培養(yǎng)液可提取2040mg干擾素。人造血液及其生產(chǎn)基因工程藥品 干擾素三、基因工程藥物項(xiàng)目本質(zhì)功能傳統(tǒng)方法現(xiàn)代方法胰島素干擾素（、）乙型肝炎疫苗蛋白質(zhì)治療糖尿病動(dòng)物胰臟中提取大腸桿菌細(xì)胞糖蛋白治療病毒性肝炎和腫瘤人血液中提取酵母菌細(xì)胞乙肝抗原預(yù)防乙肝酵母菌細(xì)胞基因診斷： 也稱為DNA診斷或基因探針技術(shù)，即在DNA水平分析檢測(cè)某一基因，

5、從而對(duì)特定的疾病進(jìn)行診斷。 探針制備：放射性同位素(如32P)、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子； 原 理：利用DNA分子雜交原理四、基因治療曙光初照基因探針： 基因探針就是一段與目的基因或DNA互補(bǔ)的特異核苷酸序列。它包括整個(gè)基因，或基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之轉(zhuǎn)錄而來的RNA?；蛟\斷技術(shù)在什么方面發(fā)展迅速？ 在診斷遺傳性疾病方面發(fā)展迅速。目前已經(jīng)可以對(duì)幾十種遺傳病進(jìn)行產(chǎn)前診斷。 1）珠蛋白的DNA探針 鐮刀狀細(xì)胞貧血癥 2）苯丙氨酸羧化酶基因探針 苯丙酮尿癥 3）白血病患者細(xì)胞中分離出的癌基因制備的DNA探針 白血病舉例基因治療： 是指是把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，

6、達(dá)到治療疾病的目的。 患半乳糖血癥的患者，由于細(xì)胞內(nèi)半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因缺陷而缺少半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶，使過多的半乳糖在體內(nèi)積聚，引起肝、腦等功能受損。 1971年，美國科學(xué)家在體外做了試驗(yàn)，用帶有半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因的噬菌體侵染患者的離體組織細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些組織細(xì)胞能夠利用半乳糖了。這表明，用基因替換的方法治療這種遺傳病是可能的?；蛑委煹姆椒w外基因治療：從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞，進(jìn)行培養(yǎng)，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)。直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治病方法。實(shí)例:遺傳性囊性纖維化病1994年美國科學(xué)家利用經(jīng)過修飾過的腺病毒作載體，將正?；?qū)牖颊叻?/p>

7、組織中。體內(nèi)基因治療：取患者骨髓分離干細(xì)胞病毒正?；虿⑷胝；虻母杉?xì)胞注入患者體內(nèi)P53基因病毒P53蛋白膜瘤細(xì)胞變小4）用于基因治療的基因種類正?；颍簭慕】等梭w上分離得到的功能正常的基因，用以取代病變基因，或依靠其表達(dá)產(chǎn)物。反義基因:即通過產(chǎn)生的mRNA分子，與病變基因產(chǎn)生的mRNA 進(jìn)行互補(bǔ)(雜交)，來阻斷非正常蛋白質(zhì)的合成。自殺基因：即編碼可以殺死癌變細(xì)胞的蛋白酶基因。閱讀書P24頁基因工程與環(huán)境保護(hù)1）用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。2）用于被污染環(huán)境的凈化?；蚬こ淘诃h(huán)保方面有什么應(yīng)用？ 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。

8、通過基因工程方法怎樣進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)？ 1）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”。 2）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。 3）通過基因重組構(gòu)建新的殺蟲劑，取代生產(chǎn)過程中耗能多、易造成環(huán)境污染的農(nóng)藥，并試圖通過基因工程回收和利用工業(yè)廢物。 通過基因工程方法怎樣凈化被污染的環(huán)境？為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達(dá)場(chǎng)所呢？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)。從

9、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)過充分的修飾加工，具有穩(wěn)定的生物活性。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)物又可無限繁殖。 1基因治療是指（ ）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B 1. DNA分子雜交技術(shù)可比較不同種生物DNA分子的差異。將來自不同種生物的兩條DNA單鏈進(jìn)行雜交，兩種生物 的DNA分子堿基序列越相似，形成的雜合雙鏈區(qū)的部位

10、就越多。某人用甲乙丙三種生物的DNA單鏈進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如右圖所示，根據(jù)圖判斷，下列敘述中錯(cuò)誤的是 （多選） A游離的單鏈所對(duì)應(yīng)的原物種DNA片段均不含遺傳信息 B雜合雙鏈區(qū)的存在表示兩種生物攜帶的遺傳密碼相同 C甲與乙的親緣關(guān)系比甲與丙的親緣關(guān)系遠(yuǎn) D甲與乙的親緣關(guān)系比乙與丙的親緣關(guān)系近 ABD 現(xiàn)有儲(chǔ)備蘇云金桿菌的Bt毒蛋白基因的cDNA文庫。簡(jiǎn)述培育抗蟲棉的操作過程。 用限制酶從cDNA文庫中獲取Bt毒蛋白基因； 將Bt毒蛋白基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T-DNA,構(gòu)建基因表達(dá)載體； 通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入棉花受體細(xì)胞； 檢測(cè)篩選出成功轉(zhuǎn)化的棉花細(xì)胞； 通過植物組織培養(yǎng)形成抗蟲棉植株。簡(jiǎn)述培育可以生產(chǎn)乙肝疫苗(乙肝病毒表面抗原)的轉(zhuǎn)基因牛的方法步驟。 用限制酶從乙肝病毒DNA中獲取表面抗原基因; 將抗原基因和乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等 調(diào)控組件同時(shí)插入質(zhì)粒，構(gòu)建基因表達(dá)載體； 通過顯微注射的方法導(dǎo)入山羊的受精卵； 檢測(cè)篩選出成功轉(zhuǎn)化的受精卵,培養(yǎng)成胚胎； 將胚胎植入代孕母牛,使其生長(zhǎng)發(fā)育轉(zhuǎn)基因牛.用工程酵母菌生產(chǎn)乙肝疫苗(乙肝病毒表面抗原) 用限制酶從乙肝病毒基因文庫中獲取抗原 蛋白基因; 將抗原蛋白基因插入質(zhì)粒，構(gòu)建基因表達(dá) 載體； 用Ca+處理酵母菌使之成為感受態(tài)細(xì)胞， 將重組質(zhì)粒導(dǎo)入酵母菌； 檢測(cè)篩選出成功轉(zhuǎn)化的酵母菌，進(jìn)行發(fā)酵 培養(yǎng)。復(fù)合型免疫缺陷癥