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基因工程的应用PCZ第1页/共52页第2页/共52页3.1.3基因工程的应用植物基因工程硕果累累动物基因工程前景广阔基因工程药物异军突起基因治疗曙光初照第3页/共52页一、植物基因工程硕果累累1、抗虫转基因植物已问世的转基因抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄、大豆、蚕豆、烟草、苹果、核桃、杨、菊花等。用于杀虫的基因主要有：Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝聚素基因第4页/共52页2、抗病转基因植物已问世的转基因抗病植物：小麦、甜椒、番茄。用于杀虫的基因主要有： 病毒外壳蛋白质基因、病毒复制酶（这些基因的转化植物表现出对同种病毒或相近病毒或病毒RNA侵染的高水平抗性 ）几丁质酶基因、抗毒素合成基因第5页/共52页病毒外壳蛋白（CP）基因 1929年麦克纳研究发现，当一种弱侵染性病毒侵染烟草后在一定程度上能抵挡其它强病毒侵染，也就是说植物经病原物诱导后可产生一定的抗性。植物由此获得的抗性被称之为诱导抗性。后来的研究证明：病毒的外壳蛋白在交叉保护现象中起着关键性作用。而且两种病毒之间的外壳蛋白成分及结构越相似，交叉保护作用就越强。第6页/共52页3、抗逆转基因植物 例如，将鱼的抗冻蛋白基因导人烟草和番茄，使烟草和番茄的耐寒能力均有提高。此外，将抗除草剂基因导人大豆、玉米等作物，喷洒除草剂时，杀死田间杂草而不损伤作物。第7页/共52页4、利用转基因改良植物的品质提高植物的光合作用效率 改造光合作用中起关键作用的CO2固定酶，能提高植物对CO2的固定效率；还可以通过增强植物对光能吸收与转化的功能来提高光合作用效率，提高作物的产量。第8页/共52页4、利用转基因改良植物的品质 延长果实的储藏期 乙烯是催熟果实的一种激素，在其形成过程中需要乙烯形成酶。通过基因工程可以获得能抑制乙烯形成酶基因表达的植物新品种，这些转基因植物的果实既保持了原有的品质，又延长了储藏期。第9页/共52页转基因矮牵牛第10页/共52页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从何来抗虫棉抗盐碱和干旱作物? 耐寒的番茄抗除草剂大豆? 苏云金芽孢杆菌Bt毒蛋白基因调节细胞渗透压的基因含此抗性基因的植物抗冻蛋白基因鱼含此抗性基因的植物抗除草剂基因第11页/共52页颜色变异的矮牵牛延熟番茄赖氨酸转基因玉米转基因鲤鱼降低乳糖的奶牛花青素代谢有关基因含有此基因的植物控制番茄成熟的基因含有此基因的植物富含赖氨酸蛋白质的编码基因含有此基因的植物生长激素基因动物肠乳糖酶基因人第12页/共52页总结：基因工程在农业上的应用1）培育高产、稳产和具优良品质的品种 用基因工程的方法可以改善粮食作物的蛋白质含量。如“向日葵豆”植株。 2）培育抗逆性品种 将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。 第13页/共52页基因工程育种优点：高产、优质，缓解了粮食短缺目的性强，缩短了育种时间，克服了远缘亲本难杂交的特点第14页/共52页二、动物基因工程前景广阔基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么？ 繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。 该过程的重要步骤是通过感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中。 将人的生长激素基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠受精卵中，得到的“超级小鼠”。 第15页/共52页什么叫转基因动物？ 是指把人或哺乳动物的某种基因导入到哺乳动物(如鼠、兔、羊和猪)的受精卵里，目的基因若与受精卵染色体DNA整合，细胞分裂时，该基因随染色体的倍增而倍增，使每个细胞中都带有目的基因，使性状得以表达，并稳定地遗传给后代，从而获得基因产品。这样一种新的个体，称为转基因动物。 第16页/共52页生长快、肉质好的转基因鱼(中国)1.用于提高动物生长速度第17页/共52页转基因牛乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)第18页/共52页超级动物导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠第19页/共52页2.用于改善畜产品的品质过敏、腹泻、恶心等不适症:牛奶原因:缺乏乳糖酶将肠乳糖酶基因导入奶牛的基因组，改善方法:3.用转基因的动物生产药物乳腺生物反应器第20页/共52页获取目的基因（例如血清蛋白基因）构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）显微注射导入哺乳动物受精卵中形成胚胎将胚胎送入母体动物发育成转基因动物（只有在产下的雌性动物个体中，转入的基因才能表达）第21页/共52页（1）人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊染色体内，原因是＿＿ ＿＿＿＿＿＿ ＿。人和羊DNA分子的空间结构、化学组成相同（2）从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是＿＿＿。将人体蛋白质基因“插入”羊体细胞染色体中的酶是＿ ＿＿。（3）将人体蛋白质基因导入羊体内并成