【正文】 項目 具體應(yīng)用 目的基因 作用 受體生物 備注 植物基因 工程常用 方法： ①農(nóng)桿菌 轉(zhuǎn)化法 ②基因槍 法 ③花粉管 通道法 抗蟲 轉(zhuǎn)基 因植 物 抗蟲基因 : Bt毒蛋白 基因、蛋 白酶抑制 劑基因、 淀粉酶抑 制劑基因、 植物凝集 素基因 抗蟲： Bt毒蛋 白水解成多肽 與腸上皮細(xì)胞 結(jié)合 ,形成穿 孔 ,細(xì)胞腫脹 裂解致死 。兩 種抑制劑分別 抑制相應(yīng)酶活 性 ,影響消化 。 植物凝集素為 糖蛋白 ,與腸 黏膜結(jié)合 ,影 響營養(yǎng)物質(zhì)的 吸 收 和 利 用 棉花、 水稻、 玉米 等 ① 抗蟲但不抗病 毒、細(xì)菌、真菌 等 ②培育抗蟲作物 優(yōu)點：減少環(huán)境 污染、降低生產(chǎn) 成本 ③不同抗蟲基因 作用機理不同 ④ Bt毒蛋白基因 來自蘇云金芽孢 桿菌 3 基因工程的應(yīng)用 植物 基因 工程 常用 方法 : ① 農(nóng) 桿菌 轉(zhuǎn)化 法 ②基 因槍 法 ③花 粉管 通道 法 抗病轉(zhuǎn)基因植物 病毒外殼蛋白基因、病毒復(fù)制酶基因、 幾丁質(zhì)酶基因、抗 毒素合成基因 前兩種為抗 病毒作用 。后 兩種為抗真 菌作用 煙草 (抗病毒 )、小麥(抗病毒 )等 引起植物生病的微生物有病毒、細(xì)菌、真菌三大類 抗逆轉(zhuǎn)基因植物 ① 調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓 基因 ②抗凍蛋白基因 (從魚體內(nèi)獲取 ) ③ 抗除草劑基因 ① 通過改變細(xì)胞內(nèi)滲透壓 ,提高抗鹽堿、抗旱能力 ②耐寒能力提高 ③抗除草劑 煙草 (抗旱、 抗鹽堿 )。 番茄 (抗 寒 )。大豆、玉米 (抗除 草劑 ) 抗逆指抵抗不 良環(huán)境的能力 , 如鹽堿、干 旱、低溫、澇 害等 轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì) ① 含必需氨基酸的蛋白質(zhì)編碼基因 ②控制番茄果實 成熟的基因 ③花青素代謝有關(guān)的基因 ① 控制合成 的蛋白質(zhì)含 必需氨基酸多 ②延遲番茄成熟 ③改變花瓣的顏色 玉米、番茄、矮牽 牛等 賴氨酸、亮氨酸等都屬于必需氨基酸 動物基因 工程常用 方法：顯 微注射法 受體細(xì) 胞： 一般用受 精卵 提高動物生長速度 生長激素基因 促進生長 ,提高生長速度 鯉魚 注意：不能導(dǎo)入生長素基因 改善畜產(chǎn)品的品質(zhì) 腸乳糖酶基因 將乳糖分 解 ,降低 牛奶中乳 糖的含量 奶牛 部分人對乳糖會發(fā)生過敏反應(yīng) 轉(zhuǎn)基因動 物生產(chǎn)藥 物 (生物 反應(yīng)器或 乳房生物 反應(yīng)器 ) 藥用蛋白 基因 +乳 腺蛋白基 因 +啟動子 分泌乳汁 來生產(chǎn)所 需要的藥 品 牛和山羊 已生產(chǎn)出的 藥品有抗凝 血酶、血清 蛋白、生長 激素和 α— 抗胰蛋白酶 動物基因 工程常用 方法：顯 微注射法 受體細(xì) 胞：一般用受精卵 轉(zhuǎn)基因動 物作器官 移植的供 體 ① 某種調(diào)節(jié)因子 ②設(shè)法除去 抗原決定基 因 ① 抑制抗原決定基因的表達(dá) ②不能合成相應(yīng)抗原 豬 選擇豬的器官做人器官替代品的原因：①其內(nèi)臟構(gòu)造、大小、血管分布與人相似②體內(nèi)隱藏的致病基因少 基因工程藥品 控 制 藥 品 合成 的 相 應(yīng) 基因 ,如人的胰島 素 基 因、干擾素基因、乙肝疫苗基因等 生產(chǎn)合成相應(yīng)的藥品 ,如胰島 素、干擾素、乙肝疫苗等 微生物 , 如大腸桿菌、酶母菌等 選擇微生物作受體的原因： 繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì) 少 基因檢測和基因治療 基因檢測 制作相應(yīng)探針 ,利用 DNA分子雜交原理 ,快速、準(zhǔn)確檢測人類某種疾病 臨床應(yīng)用階段 基因治療 把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中 ,可分為體外基因治療和體內(nèi)基因治療兩種方法 僅處于實驗階段 ,仍有許多問題和困難制約該技術(shù)的開展 ,所以該技術(shù)并未在臨床開展 1. ：美國、阿根延、加拿大、中國 。 ,基本原理是 DNA分子雜交 ,檢測對象為 DNA,但必須是單鏈的 ,即將雙鏈 DNA打開后才能檢測 提醒 ① 動物基因工程主要為了改善畜產(chǎn)品的品 質(zhì) ,而不是為了產(chǎn)生體型巨大的個體。 ② 基因治療目前只是處于初期的臨床試驗階段 ,在 臨床上未開展、未實現(xiàn)這方面的治療。 ③ DNA分子制作探針進行檢測時應(yīng)檢測單鏈 ,即將 雙鏈 DNA分子打開。 ④ Bt毒蛋白基因產(chǎn)生 Bt毒蛋白并無毒性 ,進入昆蟲 消化道被分解成多肽后產(chǎn)生毒性。 ⑤ 青霉素是青霉菌產(chǎn)生的 ,不是通過基因工程生 產(chǎn)的。 ⑥ 原核生物基因 (如抗蟲基因 )可做為真核生物 (棉 花 )的目的基因。 ? 轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因動物都是將目的基因以基因工程的方法導(dǎo)入相應(yīng)生物體內(nèi)，利用目的基因的表達(dá)得到人們所需要的產(chǎn)品或生物本身。所以有關(guān)這方面的考題一定會與基因工程的四個步驟相聯(lián)系，主要考察基因工程的基本操作。 思維誤區(qū)提示： ? 不管目的基因?qū)胫参锛?xì)胞、動物細(xì)胞還是微生物細(xì)胞，都必須事先將目的基因與載體結(jié)合，這樣才能保證導(dǎo)入的目的基因穩(wěn)定地保存并復(fù)制和表達(dá)。 ? 目的基因?qū)胧欠癯晒Γ€有一個檢測和鑒定的過程，就是看導(dǎo)入了目的基因的生物是否具有了相應(yīng)的遺傳特性。 蛋白質(zhì)工程的概念 ? 是研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，然后人為地 設(shè)計 一個新蛋白質(zhì)，并按這個設(shè)計的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)去改變其基因結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)。 或者 從蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系出發(fā)，定向地 改造 天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，特別是對功能基因的修飾，也可以制造新型的蛋白質(zhì)。 ? ？它與蛋白質(zhì)工程有什么關(guān)系？我國科學(xué)家承擔(dān)了什么任務(wù)？ ? 提示：人類蛋白質(zhì)組計劃是繼人類基因組計劃之后，生命科學(xué)乃至自然科學(xué)領(lǐng)域一項重大的科學(xué)命題。 2022年，國際人類蛋白質(zhì)組組織宣告成立。之后，該組織正式提出啟動了兩項重大國際合作行動：一項是由中國科學(xué)家牽頭執(zhí)行的 “ 人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃 ” ；另一項是以美國科學(xué)家牽頭執(zhí)行的 “ 人類血漿蛋白質(zhì)組計劃 ” ，由此拉開了人類蛋白質(zhì)組計劃的帷幕。 ? “ 人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃 ” 是國際上第一個人類組織／器官的蛋白質(zhì)組計劃，由我國賀福初院士牽頭，這是中國科學(xué)家第一次領(lǐng)銜的重大國際科研協(xié)作計劃，總部設(shè)在北京，目前有 16個國家和地區(qū)的 80多個實驗室報名參加。它的科學(xué)目標(biāo)是揭示并確認(rèn)肝臟的蛋白質(zhì)，為重大肝病預(yù)防、診斷、治療和新藥研發(fā)的突破提供重要的科學(xué)基礎(chǔ)。 ? 人類蛋白質(zhì)組計劃的深入研究將是對蛋白質(zhì)工程的有力推動和理論支持。 ? 2. 對天然蛋白質(zhì)進