搜索
一、植物基因工程的应用一、植物基因工程的应用1.提高抗逆性一、植物基因工程的应用1.提高抗逆性（1）常用抗虫基因：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。一、植物基因工程的应用1.提高抗逆性（1）常用抗虫基因：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。（2）常用抗病基因：a.抗病毒基因有：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；b.抗真菌基因有：几丁质酶基因和抗毒素合成基因一、植物基因工程的应用1.提高抗逆性（1）常用抗虫基因：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。（2）常用抗病基因：a.抗病毒基因有：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；b.抗真菌基因有：几丁质酶基因和抗毒素合成基因（3）其他抗逆基因抗盐碱和干旱的调节细胞渗透压基因、抗冻基因、抗除草剂基因等等。2.改良植物品质2.改良植物品质如：将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。例1下列说法正确的是A．用基因工程方法培育抗虫植物也能抗病毒B．基因工程在畜牧业上应用的目的是培育体型巨大、品质优良的动物C．任何一种假单孢杆菌都能分解四种石油成分,因此,假单孢杆菌是“超级细菌”D．基因工程在农业生产上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物例1下列说法正确的是A．用基因工程方法培育抗虫植物也能抗病毒B．基因工程在畜牧业上应用的目的是培育体型巨大、品质优良的动物C．任何一种假单孢杆菌都能分解四种石油成分,因此,假单孢杆菌是“超级细菌”D．基因工程在农业生产上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物二、动物基因工程二、动物基因工程1.用于提高动物生长速度：由于外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快。如：转基因绵羊和转基因鲤鱼。二、动物基因工程1.用于提高动物生长速度：由于外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快。如：转基因绵羊和转基因鲤鱼。2.用于改善畜产品的品质：基因工程可用于改善畜产品的品质。如：将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，这样所获得的牛奶乳糖的含量大大减低。3.用转基因动物做器官移植的供体：目前，科学家正试图利用基因工程方法对一些动物的器官进行改造，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官。4.生产药物提供许多昂贵药品，并已形成基因工程制药业的雏形。目前诸如人胰岛素、人生长激素、人脑激素、α－干扰素、乙肝疫苗、蛋白C、组织血纤维蛋白溶酶原激活剂等数十种基因工程药物已实现商品化。此外，还有促红细胞生成素、白细胞介素－2、肾素、心钠素等一大批珍贵药品正处于试用或临床试验阶段。1.在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素等直接从生物体的哪些结构中提取？从生物的组织、细胞或血液中提取。2.传统生产方法的缺点:由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。3.可利用什么方法来解决上述问题？利用基因工程方法制造转基因的工程菌，可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。工程菌:用基因工程方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。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、激素等胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4－5g胰岛素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。1979年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，并在大肠杆菌内实现了表达。1982年，美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市场，售价降低了30%－50%。基因工程药品——胰岛素治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体，并从中提取生长激素。现可利用基因工程方法，将人的生长激素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。人们从450L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于6万具尸体的全部产量。基因工程药品——生长激素干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对治疗癌症和某些白血病也有一定疗效。传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提取，每300L血液只能提取出1mg干扰素。1980－1982年，科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，是传统的生产量的12万倍。1987年上述干扰素大量投放市场。基因工程药品——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。例2原有基因通过DNA重组技术得以改造的动物称为转基因动物。现在这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，人类控制蛋白质合成的基因可以替代羊染色体上的相似基因，右图表示了这一技术的基本过程。请回答：（1）人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊染色体内，原因是（1）人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊染色体内，原因是人和羊DNA分子的空间结构、化学组成相同（有互补的碱基序列（2）从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是____________________。将人体蛋白质基因“插入”羊体细胞染色体中的酶是_______________。（2）从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是____________________。将人体蛋白质基因“插入”羊体细胞染色体中的酶是_______________。限制性内切酶（2）从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是____________________。将人体蛋白质基因“插入”羊体细胞染色体中的酶是_______________。限制性核酸内切酶DNA连接酶（3）将人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生新的性状。这种变异属于___________。（4）假设人体蛋白质基因含有12000个碱基对，则该基因控制合成的蛋白质共有_______个氨基酸。（3）将人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生新的性状。这种变异属于___________。（4）假设人体蛋白质基因含有12000个碱基对，则该基因控制合成的蛋白质共有_______个氨基酸。基因重组（3）将人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生新的性状。这种变异属于___________。（4）假设人体蛋白质基因含有12000个碱基对，则该基因控制合成的蛋白质共有_______个氨基酸。基因重组4000三、基因治疗三、基因治疗1.概念：基因治疗是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。三、基因治疗1.概念：基因治疗是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.方法：体外基因治疗和体内基因治疗原理：掩盖或补充缺陷基因的表达。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基因治疗存在的问题•1、目的基因的安全性问题•首先，应确认用于基因治疗的目的基因进入人体后，不会产生有害的遗传变异。•其次，目的基因的表达应有一定的可控性，既不能表达过量，也不能表达不足。•2、运载体问题•所用的运载体主要是脂质体和病毒（逆转录病毒和腺病毒）•3、致病多基因问题1990年7月，美国国家卫生研究所首次批准SCID基因治疗方案。9月，一个年仅4岁的小女孩艾姗蒂接受基因治疗并取得成功。腺苷脱氨酶(ADA)基因严重联合免疫缺陷症(SCID)缺陷基因治疗正常ADA基因ADA基因整合到病毒核酸上感染使ADA基因进入T淋巴细胞培养T淋巴细胞,ADA基因整合到细胞的染色体上转基因T淋巴细胞回输到体内骨髓组织里病人分离得到T淋巴细胞四、DNA分子杂交技术的应用四、DNA分子杂交技术的应用1．诊断病毒引起的传染病；2．诊断遗传性疾病；3．诊断癌症，如白血病（用分离出的白血病基因制备的DNA探针）；4．检测饮用水中的病毒含量。5．鉴定生物之间亲缘关系的远近。例4下列技术依据DNA分子杂交原理的是①观察DNA在细胞中的分布②检测目的基因是否导入受体细胞③检测目的基因是否完全转录并翻译④检测目的基因是否进行转录A.②③B.①③C.②④D.①④例4下列技术依据DNA分子杂交原理的是①观察DNA在细胞中的分布②检测目的基因是否导入受体细胞③检测目的基因是否完全转录并翻译④检测目的基因是否进行转录A.②③B.①③C.②④D.①④一、蛋白质工程崛起的缘由一、蛋白质工程崛起的缘由天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。二、蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求。二、蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求。前提：原理：目的：二、蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求。前提：原理：目的：了解蛋白质的结构和功能二、蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求。前提：原理：目的：了解蛋白质的结构和功能改造基因(基因修饰或基因合成)二、蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求。前提：原理：目的：了解蛋白质的结构和功能改造基因(基因修饰或基因合成)定向改造或制造蛋白质二、蛋白质工程的概念三、蛋白质工程的基本原理预期功能三、蛋白质工程的基本原理蛋白质三维结构预期功能三、蛋白质工程的基本原理蛋白质三维结构预期功能分子设计三、蛋白质工程的基本原理氨基酸序列多肽链蛋白质三维结构预期功能分子设计三、蛋白质工程的基本原理氨基酸序列多肽链蛋白质三维结构预期功能DNA合成分子设计三、蛋白质工程的基本原理基因DNA氨基酸序列多肽链蛋白质三维结构预期功能DNA合成分子设计三、蛋白质工程的基本原理基因DNA氨基酸序列多肽链蛋白质三维结构预期功能转录DNA合成分子设计三、蛋白质工程的基本原理mRNA基因DNA氨基酸序列多肽链蛋白质三维结构预期功能转录翻译DNA合成分子设计三、蛋白质工程的基本原理mRNA基因DNA氨基酸序列多肽链蛋白质三维结构预期功能转录翻译折叠DNA合成分子设计三、蛋白质工程的基本原理mRNA基因DNA氨基酸序列多肽链蛋白质三维结构预期功能生物功能转录翻译折叠DNA合成分子设计三、蛋白质工程的基本原理mRNA六、蛋白质工程和基因工程的比较蛋白质工程基因工程区别过程实质结果联系六、蛋白质工程和基因工程的比较蛋白质工程基因工程区别过程预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。获得目的基因→