专题一基因工程1．3基因工程的应用第一百中学张永花【情景导入】基因工程给人们带来了福音，其在农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等领域，展示出了美好的应用前景。例如，将一个具有杀虫效果的基因转移到棉花、水稻等农作物中，这些转基因作物就有了抗虫能力,因此基因工程可被应用到农业领域如果利用微生物或动物细胞来生产多肽药物，那么基因工程就可以应用到医学领域……基因工程药品——胰岛素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%。同学们试想如果通过转基因技术从羊的乳汁中源源不断地获得胰岛素，那么吃的是草，挤出来的是胰岛素，成本就会大大降低。这就是本节课要讲的基因工程的应用。一．植物基因工程的应用外源基因类型及举例成果举例抗虫转基因植物抗虫基因：___________基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因抗虫水稻、______、抗虫玉米抗病转基因植物(1)抗病毒基因：_______________基因、________酶基因；(2)抗真菌基因：_________酶基因、抗毒素合成基因抗病毒烟草、抗病毒小麦、抗病毒番茄、抗病毒甜椒Bt毒蛋白抗虫棉病毒外病毒复制几丁质壳蛋白抗逆转基因植物抗逆基因：调节细胞_______基因、________基因、抗除草剂基因抗盐碱和抗干旱的烟草、抗寒番茄、抗除草剂的大豆、玉米改良品质的转基因植物优良性状基因：提高必需氨基酸含量的_________基因、控制番茄______的基因、与花青素代谢有关的基因高赖氨酸______、耐储存番茄、新花色矮牵牛渗透压抗冻蛋白蛋白编码成熟玉米思考感悟1.转基因抗虫植物的优点是什么？【提示】减少污染，降低成本。2.某研究小组在利用基因工程改造棉花时，发现转入的基因始终不表达，其原因可能是什么？【提示】构建基因表达载体时，没有加入启动子和终止子。2．动物基因工程的应用外源基因类型及举例成果举例提高生长速度的转基因动物_______________基因转基因绵羊、转基因鲤鱼改善畜产品品质的转基因动物__________基因乳汁中含乳糖较少的转基因牛外源生长激素肠乳糖酶外源基因类型及举例成果举例转基因动物生产药物药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因的_________转基因动物具有_____生物反应器作器官移植供体的转基因动物外源的抗原决定基因表达的调节因子或除去供体的抗原决定基因无_____________的转基因猪启动子乳腺免疫排斥反应3．生物反应器与工程菌在实际应用中的比较比较项目动物乳腺反应器大肠杆菌生产系基因结构与人类基因结构______，使克隆基因相对简单与人类基因结构有_____基因产物与天然蛋白质完全相同由于缺少________、____________等细胞器，合成的蛋白质可能不存在____________产物提取存在______中，易于提取从______中提取分离，相对复杂生产设备①农业生产，②提纯设备，③成本低①工业生产，②精良的生产设备，③成本高成果抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等相同差异内质网高尔基体生物活性乳汁小贴士(1)Bt毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌中分离出来的抗虫基因，该基因产生Bt毒蛋白并无毒性，进入昆虫消化道被分解成多肽后产生毒性。(2)青霉素是诱变后的高产青霉菌产生的，不是通过基因工程改造的工程菌产生的。(3)并不是所有农作物都需要导入抗除草剂基因提高其对除草剂的抗性，而是对除草剂敏感的农作物需要导入。(4)用乳腺生物反应器生产的优点是产量高、质量好、成本低、易提取，但从乳腺生物反应器中提取蛋白质，受体细胞所在个体必须是雌性的，若从尿液中提取目的基因的产物则不受此限制。【归纳提炼】转基因生物与目的基因的关系转基因生物目的基因目的基因来源抗虫棉Bt毒蛋白基因苏云金芽孢杆菌抗真菌立枯丝核菌的烟草几丁质酶基因和抗毒素合成基因——抗盐碱和干旱作物调节细胞渗透压的基因——耐寒的番茄抗冻蛋白基因...
