1.3基因工程的应用 （2课时）VIP免费

1、3基因工程的应用（2课时）[教学目标]：1.基因工程基本操作的“四步曲”是什么？PCR扩增过程2．基因表达载体的组成及各自作用3．将目的基因导入植物细胞、动物细胞、微生物细胞的常用方法4．目的基因的检测与鉴定的步骤[教学重难点]1．基因工程基本操作的“四步曲”。2．将目的基因导入植物细胞、动物细胞、微生物细胞的常用方法3．目的基因的检测与鉴定的步骤[教学过程]一、知识网络体系抗虫转基因植物抗病转基因植物转基因植物其他抗逆转基因植物改良植物品质提高动物生长速度改善畜产品的品质转基因动物用转基因动物生产药物用转基因动物作器官移植的供体基因工程药物基因治疗二、新课教学导入：根据所学内容，试概括写出基因工程解决哪些生活、生产中难以解决的问题。提示：基因工程可以生产人类需要的药物，如胰岛素、干扰素等。我们吃的某些食品如番茄、大豆等也可以是基因工程产品。农业生产中抗虫棉、抗病毒烟草、抗除草剂大豆等都已进入商品化生产，上述产品有些是常规方法难以生产的或者生产成本过高。知识拓展1.利用微生物生产药物的优越性何在?所谓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。与传统的制药相比有以下优越性：（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。例如，胰岛素是治疗糖尿病患者的药物，一名糖尿病患者每年需用的胰岛素需要从40头牛或50头猪的胰脏中才能提取到。1978年科学家用2000L大肠杆菌发酵液得到100g胰岛素，相当于从1000kg猪胰脏中提取的量。又如，生长素是治疗侏儒症患者的药物，治疗一名侏儒症患者每年需要从80具尸体的脑下垂体中提取生长素。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。2.在抗病毒转基因植物中，为什么使用病毒外壳蛋白基因可以抗病毒侵染？关于病毒外壳蛋白（coatprotein，CP）基因导入植物后的抗病毒机理，目前有几种假说。一种假说认为：CP基因在植物细胞内表达积累后，当入侵的病毒裸露核酸进入植物细胞后，会立即被这些外壳蛋白重新包裹，从而阻止病毒核酸分子的复制和翻译。另一种假说认为：植物细胞内积累的病毒外壳蛋白会抑制病毒脱除外壳，使病毒核酸分子不能释放出来。然而最近的研究表明，如果将病毒的外壳蛋白的AUG起始密码缺失，使之不能被翻译，或者将外壳蛋白基因变成反义RNA基因，整合到植物细胞染色体上，转基因植物则有很好的抗性。因此，有人认为抗性机理不是外壳蛋白在起作用，而是CP基因转录出RNA后，与入侵病毒RNA之间的相互作用起到了抗性作用。利用CP介导的抗病毒性还存在一些问题：①转基因植物对病毒的抗性有局限性，仅限于特定的病毒（被使用CP基因的病毒）或密切相关的病毒；②转基因植物大多数只是发病延缓，一般为两周，并非根治；③潜在着植物表达的外壳蛋白包被与另一种病毒形成新的杂合病毒的危险。（一）、植物基因工程成果1．抗虫转基因植物杀虫基因：主要有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抵制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。优点：减小生产成本，减少环境污染2．抗病转基因植物抗病基因：使用最多的是病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；抗真菌转基因植物中可使用的基因有几丁质酶基因抗毒素合成基因。3．其他抗逆转基因植物：抗逆基因：调节渗透压的基因（使植物细胞渗透压升高以适应盐碱或干旱环境）、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因。作用：以提高植物对环境适应能力。4．利用转基因改良植物的品质举例：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，以提高植物氨基酸含量。（二）、动物基因工程1．用于提高动物生长速度（生长激素基因）2．用于改善畜产品的品质3．用转基因动物生产药物（乳腺生物反应器）优点：产量高；质量好；成本低；易提取。缺点：只能是雌性个体在泌乳期时才行。提示：①乳腺蛋白基因的启动子是一种特异性表达的启动子；受体细胞为受精卵。②有些...