1.3和1.4基因工程的应用和蛋白质工程的崛起3学案.ppt

基因工程的应用领域 农牧业 工业 环境 能源 医药 一、植物基因工程硕果累累 1、转基因植物工程技术主要应用哪些方面？ 2、转基因植物工程的成果有哪些？所需要的目的基因有哪些？ 3、以转基因抗虫棉为例，描述转基因植物的操作过程。 4、试比较使用农药和使用抗虫棉提高产量的优缺点。 5、展开想象，谈谈你认为转基因工程技术在植物方面的应用前景。 ①提高农作物的抗逆性； ②改良农作物的品质； ③利用植物生产药物等方面。 转基因植物 成果 可用的目的基因 抗虫植物 抗虫棉 抗虫水稻等 抗病植物 抗病小麦 抗真菌烟草 抗逆植物 抗寒番茄 抗盐碱水稻 抗除草剂大豆 改良品质 延熟番茄 转基因牵牛花 富含赖氨酸的玉米 生产药物 药物蛋白烟草 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 病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因 几丁质酶基因和抗毒素合成基因 抗冻蛋白基因 可调节渗透压基因 抗除草剂基因 控制番茄成熟的基因 与花青素代谢有关的基因 富含氨基酸的蛋白质编码基因 药物蛋白基因 转基因抗虫棉的过程： 苏云金杆菌 细菌 Bt毒蛋白基因 质粒 同种限制酶 构建表达载体 DNA连接酶 导入棉花受体细胞 花粉管通道法 检测与鉴定 抗虫棉 ◇抗虫转基因植物 传统农作物抗虫措施：使用农药 缺点：污染环境、损害人类健康、加大生产成本 新型抗虫方法：培育转基因抗虫作物 用于杀虫的主要基因： 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。 实例： 我国培育的转基因抗虫棉 抗虫棉与普通棉花的对比 普通棉花 抗虫棉 ◇抗病转基因植物 植物病原微生物：病毒、真菌、细菌 常用的植物抗病基因 抗病毒：病毒蛋白外壳基因、病毒复制酶基因 抗真菌：几丁质酶基因、抗毒素合成基因 实例： 抗烟草花叶病毒的转基因烟草 抗病毒的转基因甜椒、小麦、番茄 ◇其他抗逆转基因植物 转基因抗盐碱耐干旱中天杨 转基因耐干旱园林彩叶新品种 ◇利用转基因改良植物的品质 增强光合作用的转基因烟草 转基因果蔬 美国加州基因公司利用他们获得专利的生物基因技术，将西红柿中引起腐烂的基因加以复制之后，再重新以颠倒的方向注回西红柿，因而中止了西红柿内腐烂过程。 可清洁被污染的军事基地 的转基因烟草 能够产生狂犬病抗体 的转基因烟草 ◇转基因植物在制药、环保方面的应用 转乙肝抗原基因的西红柿 练：（11年四川卷）.北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强，下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是 A 过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序 B 多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白， C 过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选 D 应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达 B 二、动物基因工程前景广阔 1、动物基因工程应用于哪些方面？ 2、列出动物基因工程的成果与可用的目的基因。 3、什么是乳腺生物反应器？用它生产高价值的蛋白质（如血清白蛋白、抗凝血酶）比工厂化生产的优越之处有哪些？ 4、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？ 5、用动物器官做器官移植供体存在什么问题？请你畅想怎样用基因工程方法解决这一难题。 动物基因工程的应用： ①动物品种改良； ②建立生物反应器，生产药物； ③器官移植。 转基因生物 目的基因 快速生长转基因鱼 降低乳糖的转基因奶牛 生产药物蛋白的乳腺生物反应器（P21） 转基因生物与目的基因的关系 外源生长激素基因 肠乳糖酶基因 血清白蛋白基因； 抗凝血酶基因等 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 优点： 产量高；质量好；成本低；易提取。 用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程： 获取目的基因 构建表达载体 显微注射 胚胎移植 转基因动物 如血清白蛋白基因 目的基因前加特异表达的启动子 受体细胞是受精卵 体外形成早期胚胎后移植 目的基因在雌性个体中表达，从分泌乳汁中提取所需的蛋白质。 解决措施：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 免疫排斥 特殊动物 图为2001年12月底出生的5只可爱的转基因克隆小猪。据培育者英国PPL医疗公司称，这些转基因小猪将为研究和“生产”适用于人体移植手术使用的动物器官提