高中生物选修三专题一基因工程的应用

高中生物选修三专题一基因工程的应用

选修3

专题1基因工程1.2《基因工程的基本操作程序》

编写人：高二生物组

一．问题

1、目的基因获取的方法有哪些？

2、如何从基因文库中获取目的基因？

3、PCR技术扩增目的基因需要哪些条件？

4、结合DNA分子结构的知识，分析PCR技术中DNA解链温度（90℃～95℃）高低取决于什么？

5、基因表达载体中启动子的作用是什么？

6、重组质粒与质粒的主要区别是什么？

7、基因表达载体的组成有哪些？

8、可以将目的基因导入动物的体细胞来获得转基因动物吗？

9、原核细胞作为受体细胞的优点有哪些？

10、怎样检测目的基因是否插入转基因生物的染色体上？

11、导入受体细胞中的目的基因是否一定能够成功表达？

12、如何使目的基因表达的产物与天然产品相同？

13、通过基因工程培育的抗虫棉在生产实践中有哪些优点？如何确定其抗性的程度呢？

14、在基因工程的操作步骤中，哪一步是其核心？未发生碱基互补配对的步骤是哪一步？7、基因表达载体的组成有哪些？

8、可以将目的基因导入动物的体细胞来获得转基因动物吗？

9、原核细胞作为受体细胞的优点有哪些？

10、怎样检测目的基因是否插入转基因生物的染色体上？

11、导入受体细胞中的目的基因是否一定能够成功表达？

12、如何使目的基因表达的产物与天然产品相同？

13、通过基因工程培育的抗虫棉在生产实践中有哪些优点？如何确定其抗性的程度呢？

14、在基因工程的操作步骤中，哪一步是其核心？未发生碱基互补配对的步骤是哪一步？第2页,共25页，2024年2月25日，星期天1.3基因工程的应用第3页,共25页，2024年2月25日，星期天

基因工程自20世纪70年代兴起后，在短短的30年间，得到了飞速的发展，现在已经成为生物科学的核心技术。

基因工程的实际应用领域有：农牧业、工业、环境、能源、医学卫生等

应用生物：植物、动物、微生物

第4页,共25页，2024年2月25日，星期天一、植物基因工程

植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂，抗虫，抗病，抗干旱和抗盐碱等）,还可以改良农作物的品质。第5页,共25页，2024年2月25日，星期天1.抗虫转基因植物传统的害虫防治办法：农药转基因抗虫植物优点：减少环境污染、降低生产成本、提高产量。

已经问世的转基因抗虫作物：棉花、水稻、玉米、马铃薯、番茄等主要杀虫基因：

Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等第6页,共25页，2024年2月25日，星期天第7页,共25页，2024年2月25日，星期天2.抗病转基因植物抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因.抗真菌基因：几丁质酶基因、抗毒素合成基因.第8页,共25页，2024年2月25日，星期天转黄瓜抗青枯病基因的甜椒第9页,共25页，2024年2月25日，星期天3.抗逆转基因植物恶劣的环境条件：盐碱，干旱，低温，涝灾等。第10页,共25页，2024年2月25日，星期天4.利用转基因改良植物的品质不会引起过敏的转基因大豆第11页,共25页，2024年2月25日，星期天转基因蓝玫瑰

提高花卉的观赏价值第12页,共25页，2024年2月25日，星期天1.用于提高动物生长速度原因：外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长更快转基因鲤鱼二、动物基因工程前景广阔第13页,共25页，2024年2月25日，星期天

将人的生长激素基因或牛的生长激素基因分别注射到小白鼠受精卵中，得到的“超级小鼠”。第14页,共25页，2024年2月25日，星期天2.用于改善畜产品的品质优点：避免食物过敏、腹泻、恶心等不适转基因牛的乳汁，降低乳糖含量第15页,共25页，2024年2月25日，星期天3.用转基因动物生产药物过程：1、将药用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。2、用显微注射法导入到受精卵。3、将受精卵送入母体内。4、转基因动物进入泌乳期后，提取乳汁，其中就含有人类所需的药用蛋白。目前已经表达的产物：抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、α-抗胰蛋白酶第16页,共25页，2024年2月25日，星期天乳汁中含有人生长激素的转基因牛第17页,共25页，2024年2月25日，星期天思考：为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？⑴乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。⑵从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。⑶转基因动物又可无限繁殖。第18页,共25页，2024年2月25日，星期天4.用转基因的动物作器官移植的供体

目前，人类的器官移植是一个世界性的难题。由于猪的内脏构造，大小，血管分布与人极为相似，而且猪内隐藏的病毒远远少于人类。科学家将目光集中在小型猪身上，可是会发生免疫排斥。方法：将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原基因的表达，或者设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，获得没有免疫排斥的转基因克隆猪器官。第19页,共25页，2024年2月25日，星期天在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素从生物体的哪些结构中直接提取？

直接从生物的组织、细胞或血液中提取。传统生产方法的缺点

由于受原料来源的限制，量少而且价格十分昂贵。可利用什么方法来解决上述问题？

利用基因工程方法制造“工程菌”，可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。三、基因工程药品异军突起第20页,共25页，2024年2月25日，星期天基因工程药品——生长激素

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。第21页,共25页，2024年2月25日，星期天胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!基因工程药品——胰岛素第22页,共25页，2024年2月25日，星期天从人血中提取干扰素，300L血才提取1mg！通过基因工程的方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，每1Kg的培养液可提取20—40mg干扰素人造血液及其生产基因工程药品——干扰素第23页,共25页，2024年2月25日，星期天

是指是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。

四、基因治疗曙光初照第24页,共25页，2024年2月25日，星期天

1990年，美国医学家安德森对一例患腺苷脱氨酶(ADA)缺