基因工程在医学上的研究进展
基因工程在医学上的研究进展
摘要：从20世纪70年代发展起来的基因工程技术在短短的30多年中得到了飞速发展，并已成为生物技术的核心技术。目前基因工程技术及其应用已进入了人类生活的各个领域，而在医学上则最为活跃，发展最为迅速。本文就基因工程在基因工程药物、基因诊断、基因治疗的研究做一综述。
关键词：基因工程基因药物基因治疗基因诊断
1．基因工程药物
基因工程药物是指利用基因工程技术研制和生产的药物，主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核苷酸药物等，它们对预防、诊断和治疗人类的肿瘤、心血管疾病、糖尿病、类风湿性疾病、各种遗传病和传染病等有重要的作用。自20世纪80年代初第一种基因工程产品—人胰岛素投放市场以来，以基因工程药物为主导的基因工程产业就已经成为全球发展最快的产业之一[1]。
1.1 基因工程激素类药物
1994年首次从牛的脑垂体中分离出生长激素，1956年又从人脑垂体中分离出生长激素，1969年人生长激素的氨基酸序列被确定，终于在1985年美国食品与药物管理局批准了第一代重组人生长激素上市[1]；1982年在美国诞生了世界上第一种基因工程药物——重组人胰岛素[2]。
1.2 基因工程药物治疗肿瘤
高丽等[3]研究基因重组荞麦胰蛋白酶抑制剂(rBTI)诱导HL-60细胞凋亡的作用，结果表明来自蓼科植物的重组养麦胰蛋白酶抑制剂能够有效的抑制HL-60肿瘤细胞的生长，抑制作用呈剂量依赖性，但对正常外周血单核细胞的生长没有影响；韩明勇等[4]采用Lipofectamine2000将携带人IL广18基因的质粒pCDNA3．1-hIL-18转导入Bcap37细胞中，并筛选出阳性克隆；李振宇等[5]制备慢病毒载体为基础的野生型及突变型单纯疱疹病毒胸苷激酶(HSV．TK／HSV．sr39TK)基因工程T细胞(TK+T及sr39TK+T细胞)并研究应用HSV．sr39．TK／ACV系统进行防治GVHD，以达到减轻前体药物毒性，拓宽前体药物选择范围的目的。
1.3 基因工程药物治疗病毒感染
杨延梅等[6]证明安福隆治疗慢性乙型病毒性肝炎疗效确切；胡立华等[7]观察了重组基因工程药物干扰素(IFlNa-Ib)与胸腺肽al联合治疗慢性乙型肝炎的疗效，显示联合用药的强大抗病毒活性，是目前治疗慢性乙型肝炎较为理想的方案；左冰[8]采用a一1型基因工程干扰素(rHuIF-N．a1)与无环鸟苷(AcV)联合治疗24单纯疱疹病毒性角膜炎患者，获得满意效果。
1.4 通过转基因动植物生产的基因药物
20世纪90年代初，G.Wright 等人已成功的培育出一种转基因绵羊，其乳腺能分泌抗胰蛋白酶（ATT）；1995年1月，以色列的科学家们，经过长达7年得辛勤研究，培育出转基因山羊“吉迪”，它携带有人血清蛋白基因；1998年2月，我国上海医学遗传与复旦大学遗传所获得首批与人凝血第九因子基因整合的转基因山羊，能在乳汁中分泌出有活性的能治疗血友病的人凝血第九因子；1999年8月，中国科学院动物所科研人员，在对农药产生抗性的昆虫中成功克隆出解毒酶基因。[9]
2．基因诊断
基因诊断又称DNA诊断，主要是从基因水平确定病变基因及其定位。目前已建立起多种病变基因的诊断和治疗方法，如PCR扩增靶序列法、限制性片段长度多态性分析法（RFLP）、DNA与DNA芯片杂交病变图谱法等。
2.1 唐氏综合征产前基因诊断
D21S141l和D21S1413 STR基因座复合扩增体系可以快速、简便地进行唐氏综合征的基因诊断及产前基因诊断[10]；联合进行21号染色体上10个STR位点的基因分型,可准确、快速、简便地作出唐氏综合征的基因诊断,促唐氏综合征进产前诊断的开展，降低发病率[11]；采用酶联免疫方法测定妊娠14～20w孕妇血清甲胎蛋白(AFP)和绒毛膜促性腺激素β亚基(β～HCG)浓度,结合孕妇年龄、孕周和体重,用计算机软件进行分析，得到每位孕妇所怀胎儿DS风险系数对筛查出胎儿唐氏综合征高风险孕妇，再利用21号染色体上的6个多态性位点对其作产前基因诊断,具有很好的应用价值[12]。
2.2 苯丙酮尿症（PKU）的基因诊断
采用STR连锁分析结合基因序列分析的方法可为经典型苯丙酮尿症家系进行快速、准确的产前基因诊断[13]；联合采用短串联重复片段(short tandem repeats,STR)多态连锁分析和聚合酶链反应技术扩增苯丙氨酸羟化酶基因突变热区外显子直接测序,对3个经典型PKU先证者及家系成员进行综合分析，结论证实联合连锁分析和苯丙氨酸羟化酶基因突变检测,可为PKU家系提供可靠的产前诊断服务[14]。
2.3 血友病的基因诊断
F9基因位于Xq26．3—27．1，全长34kb，有8个外显子和7个内含子。导致HB的基因缺陷类型十分繁多，且无明显突变热点。对于未知突变的检测，目前国外多采用CSGE 和dHPLC检测，而我们采用直接基因测序与间接遗传连锁分析相结合的方法：多重荧光PCR 法联合6个STR位点(DXSll92、DXSl211、DXS8094、DXS8013、DXSl227、DXSl02)作遗传连锁分析。联合应用这些位点诊断率可达到99．99％，其中DXSl02位点国内外应用较多，其余位点则均为我们在人类基因库中寻找出的与FⅨ紧密相关的STR位点[15]。Kogen等[16]于1987年，首先了用PCR进行甲型血友病的基因诊断。
3．基因治疗
基因治疗是指将正常的外源基因通过基因转移技术插入患者特定的靶细胞中，取代患者受体细胞中的缺陷基因，最终达到纠正或补偿因基因缺陷或异常而引起的疾病。
3.1 基因工程治疗胰腺癌
Konner et al[17]在临床前动物模型中已证实VEGF-Trap能有效抑制肿瘤生长和血管形成, 导致肿瘤几乎完全无血供的状态；腺病毒ONYX-015是E1B(55 kDa)基因缺失的腺病毒, 而E1B基因与肿瘤抑制蛋白P53结合, 能阻断P53介导的转录活性, 目前已经用于治疗胰腺癌[18]； Carrere et al[19]进行了体内实验, 利用PEI将SST2转染至鼠胰腺癌移植瘤中, 发现体内转染SST2后可以导致瘤内微血管密度明显下降, VEGF表达显著下调, 并且强烈抑制胰腺癌的生长, 故认为VEGF和肿瘤的血管化作用是SST2介导的抗胰腺癌的新靶点；韩旭 et al[20]分别用整合素αV、β3及αVβ3反义基因治疗大鼠胰腺癌, 发现其可明显抑制大鼠胰腺癌组织的血管生长, 可促进肿瘤细胞的凋亡, 进而影响肿瘤生长, 联合应用整合素αVβ3对肿瘤的生长抑制作用更为显著。
3.2基因工程治疗糖尿病
近年来，人们进一步拓展思路2000年， Lee[21]构建了一种能够表达单链胰岛素类似物的基因。这种单链胰岛素类似物是将E 肽由一段7 个氨基酸的短肽替代，直接连接C，D 两链，省去了传统的加工程序。这种单链胰岛素类似物的作用要明显强于胰岛素原，与人胰岛素的作用相近，能有效降低糖尿病大鼠的血糖达14天。这种基因构建的成功，为替代基因治疗糖尿病又增添了新内容。
葡萄糖激酶（GK）是肝细胞和胰岛β细胞中葡萄糖代谢途径中的第一个关键酶。动物实验证实，突变性葡萄糖激酶基因可增加葡萄糖诱导的胰岛素分泌，利用机体的自身机制来调节血糖，从根本上来治疗糖尿病。
4.展望
进年来，基因工程技术在医学方面发展迅速，为人类带来了巨大的经济效益和社会效益。日渐受到越来越多人们的关注。在这一过程中，基因工程发挥极大的作用。由于基因工程技术具有大量生产、应用临床、深入研究、扩大应用、改造不足等优点，将会在医学领域发挥更大的作用。让我们期待基因工程技术，乃至生物工程，为我们社会创造更多的财富。
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第2节基因工程及其应用 孝义三中高一生物组张文 一、教材内容分析 基因工程是现代四大生物工程之一。《基因工程及其应用》是人教版高中生物必修2第6章第2节内容。本节内容主要包括三个方面，分两课时讲授。第1课时简要介绍“基因工程的原理”，第2课时介绍“基因工程的应用”及“转基因生物和转基因食品安全性”。本节内容是对前面所学育种内容的补充，是即贴近生活又远离生活的微观内容。由于在选修3中还有基因工程的介绍，因此本节的要求相对简单一些。 二、学情分析 对于基因操作的工具和基本步骤，内容抽象和复杂，学生接触少，会出现掌握不好，甚至理解错误的情况。虽然经过必修1的学习，学生的生物基础知识较扎实，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。但基因工程一节对学生来说难点较多，如果处理不好，会变成简单的死记硬背。因此在教学过程中，尽量通过生活化打比喻的方式和模型建构活动及采用多媒体动画形象化教学，并在教师引导下适时加强学生解决问题和运用图解等生物学语言归纳结论等方面的能力。切记不可讲的太多。 三、教学目标 1、简述基因工程的基本概念； 2、简述基因工程的基本工具； 3、简述基因工程的基本操作步骤； 4、通过基因工程的简介，鼓励学生积极探索新知和科学创新，树立一分为二的辩证唯物主义思想； 四、教学重点、难点分析 教学重点：基因工程的基本原理（概念、工具、操作步骤） 教学难点：基因工程的基本原理 五、教学思路 本节课主要解决如下几个问题：1）什么是基因工程？2）基因工程的主要原理是什么？3）基因工程的操作过程如何？4）基因工程有哪些方面的应用？如何看待转基因食品？由于本节内容和前面的育种内容联系比较紧密，因此可以让学生回顾前面几种育种方法的成果，再通过情景展现传统育种方法所不能达到的地方，进而引出基因工程，通过列举生活中的转基因成果让学生知道基因工程就在我们身边。而后通过与学生们所熟知的器官移植做对比，让学生理解基因工程的本质和操作过程。通过对转基因食品的讨论让学生树立辩证唯物主义观念。 六．教学策略及教学媒体 根据激趣原则，通过展示色彩绚丽的转基因生物图片入手，引出基因工程的概念，采取“引导—互动—探究”模式，即采用师生互动探究式教学，借助老师生活化打比喻和多媒体动画并安排学生制作模型活动从而使抽象的课程内容具体化，直观化和形象化。 七、教学设计流程图第1课时“基因工程的原理”
基因工程及其应用文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
第2节基因工程及其应用（第1课时）知识链接及考试地位 本知识与“DNA分子的结构与复制”、“基因突变和基因重组”、“DNA 重组技术的基本工具”、“基因工程的基本操作程序”等内容相联系，考试过程中常设计基因工程的原理、基本工具等基础知识，多以个别填空或选择题的形式呈现。 知识回顾 1、DNA分子的结构特点是什么？ 2、什么是基因重组？ 学习目标 1、简述基因工程的诞生。 2、简述基因工程的原理及技术。要明确基因工程操作的基本步骤和最基本的工具。 重难点 1．教学重点 基因工程的基本原理。 2．教学难点 基因工程的基本原理 新知探究
传统育种的方法一般只能在生物中进行，很难将一种生物的优良性状移植到生物身上。基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿地改变生物，培育出。 一、基因工程的原理 基因工程又叫做或。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以，然后放到另一种生物细胞里，地改造生物的遗传性状。基因工程是在DNA上进行的 水平的设计施工，基因的剪刀是指，简称限制酶。其作用特点是一种限制酶只能识别一种序列。基因的针线是 指。目前常用的运载体有、和等。质粒存在于许多以及等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的小型分子。 基因工程的操作步骤是：、目的基因与运载体结合，目的基因导入受体细胞、目的基因的和。 二、基因工程的原理、操作对象各是什么？ 三、限制性内切酶的分布、特点、作用部位和作用结果如何？ 四、作为基因的运载体，需具备哪些条件？ 五、DNA连接酶的作用对象、位置和结果如何？ 六、基因工程的优点是什么？ 七、基因重组与基因工程比较
基因工程在园林植物中的应用 摘要：与传统育种方法相比，基因工程技术具有独特优势，近年来, 基因工程育种一直是园林植物育种研究的热点。本文就近年来与花卉基因工程相关的研究与应用进行综述, 同时简单评述了花卉基因工程育种研究中存在的问题并展望其应用前景。 关键词：基因工程，育种，园林，花卉 正文： 我国的花卉栽培有着悠久的历史, 花卉种质资源丰富, 为世界园林的发展作出了巨大的贡献。但是, 与花卉业发达的一些国家相比, 我国的花卉发展水平还处于较为落后的阶段。传统育种大多通过杂交或无性繁殖筛选的方式选择良种, 育种周期长且效率低。而辐射育种、航天育种等则难以定向培育新品种, 随机性大。基因工程育种具有育种周期短、效率高, 培育定向性强和可跨种类利用有价值的基因等优点。因此, 花卉基因工程育种具有极大的发展潜力, 为改良和创造优、新、特花卉品种提供了快捷途径。 基因工程又称遗传工程，是生物工程的主导技术。DNA重组技术或分子克隆是基因工程的核心。与传统育种相比，花卉基因工程育种有如下优点:①在基因水平上改造植物，更具精确性；②能够定向修饰花卉某个或某些性状而保留其他性状，提高育种的目的性和可操作性；通过引入外来基因扩大基因库，从而培育出新型的花卉品种；③能够创新种质，打破物种间交流的界限，为花卉的定向育种提供更先进的技术保障；④育种周期短，效率高。 目前, 植物遗传转化方法主要有农杆菌介导转化法和DNA直接导入法两类。农杆菌介导法和基因枪法是外源基因进入植物细胞应用比较广泛和比较成功的方法。观赏花卉的品质性状通常包括花色、花香、花形、花期、株形、叶色和观赏寿命等, 这些品质的优劣会直接影响其观赏价值和商品价值。植物基因工程可以通过定向修饰花卉的某些目标性状而保留其他原有优良性状或引入外源基因而扩大其基因库等方式来培育具有独特新奇品质的高档花卉，创造出巨大的经济效益。因此, 花卉基因工程在花卉品质性状改良方面有着广阔的应用前景。 目前基因工程在花卉育种中的应用方面主要有： 1、花色基因工程 花的颜色是一种复杂性状, 它主要由三大类色素决定, 即类黄酮、类胡萝卜素及甜菜色素。这三大类色素的合成都涉及到多个代谢步骤、多种酶的催化, 因而与之相关的基因也较多, 其作用机理十分复杂。花的颜色还受到色素浓度、多种色素的共同成色作用, 某些色素与重金属离子螯合作用、液泡液的PH 值等因素的影响。 目前, 花色修饰主要通过以下几种方式进行。(1) 直接导入新的目的基因法。(2) 反义基因抑制法。(3) 共抑制法。 菊花是中国传统名花,其花色变异丰富,但独缺蓝色系；瓜叶菊是菊科千里光属广泛栽培的观赏植物,具有典型的蓝色系。研究通过对比菊花和瓜叶菊花青素苷生物合成途径上关键结构基因的表达差异,探讨菊花蓝色系缺失的原因,分析花发育过程中蓝色花形成的分子生物学机理,对于开展花色改良的分子育种具有重要的理论意义和实际应用价值。 2、香味基因工程 花的香味是花卉的一个重要观赏性状。但是花卉香味基因工程目前还处于起步阶段, 研究进展缓慢。究其原因, 主要是芳香物质有比花色素更为复杂的代谢途径。控制香味的代谢物远比控制色彩的代谢物多。 3、花发育基因工程 目前, 研究人员已克隆出了一批与花发育相关的基因。主要有开花基因、花分生组织特
基因工程的应用练习题7-14 点滴积累汇江海厚积薄发 1、下列各项中，说明目的基因完成了表达的是 A、棉珠中含有杀虫蛋白基因 B、大肠杆菌中具有胰岛素基因 C、酵母菌中产生了干扰素 D、抗病毒基因导入土豆细胞中 2、转基因动物是指 A、提供基因的动物 B、基因组中增加外源基因的动物 C、能产生白蛋白的动物 D、能表达基因信息的动物 3、抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是 A．抗病毒转基因植物，可以抵抗所有病毒 B．抗病毒转基因植物，对病毒的抗性具有局限性或特异性 C．抗病毒转基因植物可以抗害虫D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异4．如果通过转基因技术，成功改造了某血友病女性的造血干细胞，使其凝血功能全部恢复正常。当她与正常男性结婚，婚后所生子女的表现型为 A．儿子、女儿全部正常B．儿子、女儿中各一半正常 C．儿子全部有病，女儿全部正常D．儿子全部正常，女儿全部有病 5．若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环保上的重要意义是 A．减少氮肥的使用量，降低生产成本B．减少氮肥的使用量，节约能源 C．避免氮肥过多引起环境污染D．改良土壤结构 6．疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是 A．口服化学药物B．注射化学药物 C．采用基因治疗D．利用辐射或药物诱发致病基因突变 7．在基因诊断技术中，所用的探针DNA分子中必须存在一定量的放射性同位素，后者的作用是A．为形成杂交的DNA分子提供能量B．引起探针DNA产生不定向的基因突变 C. 作为探针DNA的示踪元素D．增加探针DNA的分子量 8．下列关于基因工程应用的叙述，正确的是 A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因B．一种基因探针能检测水体中的各种病毒C．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交D．原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良9．采用基因工程的方法培育抗棉虫，下列导入目的基因的作法正确的是 ①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中 ③将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养 ④将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵 A．①②B．②③C．③④D．④① 10．科学家能利用基因工程技术培育出特殊的西红柿、香蕉，食用后人体内可产生特定的抗体，这说明这些西红柿、香蕉中的某些物质至少应 A．含有丰富的免疫球蛋白B．含有某种抗原特异性物质 C．含有一些生活的病菌D．能刺激人体内的效应T细胞分泌抗体 11、切取某动物合成生长激素的基因，用某种方法将此基因转移到鲇鱼的受精卵中，从而鲇鱼比同类个体大3～4倍，此项研究遵循的原理是 A．基因突变，DNA→RNA→蛋白质B．基因工程，DNA→tRNA→蛋白质 C．细胞工程，DNA→RNA→蛋白质D．基因重组，DNA→RNA→蛋白质 12．下列各项不属于基因工程在实际中的应用的是 A．转基因抗虫棉的培育成功B．利用DNA探针检测饮用水中有无病毒 C．培育工程菌使之能产生胰岛素D．将C4植物细胞内的叶绿体移入C3植物细胞内 13．有关基因工程的成果及应用的说法正确的是 A．用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒 B．基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养体型巨大、品质优良的动物 C．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物 D．目前，在发达国家，基因治疗已用于临床实践 14、运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中，培育出转基因抗虫的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白，对菜青虫有显着抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减少农药使用，保护农业生态环境。根据以上信息，下列叙述正确的是 A、Bt基因的化学成分是蛋白质 B、Bt基因中有菜青虫的遗传物质 C、转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt基因 D、转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物 15．基因工程培育的“工程菌”通过发酵工程生产的产品，不包括 A．白细胞介素一2 B．干扰素C．聚乙二醇D．重组乙肝疫苗 16、利用基因工程技术将生长激素基因导入绵羊体内，转基因绵羊生长速率比一般的绵羊提高30％，体型大50％，在基因操作过程中生长激素基因的受体细胞最好采用 A．乳腺细胞B．体细胞C．受精卵D．精巢 17、下列不属于利用基因工程技术制取的药物是 A、从大肠杆菌体内制取白细胞介素 B、在酵母菌体内获得的干扰素 C、在青霉菌体内提取青霉素 D、在肠杆菌体内获得胰岛素 18、基因治疗是人类疾病治疗的一种崭新手段，下列有关叙述中不正确的是 A、基因治疗可使人类遗传病得到根治 B、基因治疗是一种利用基因工程产品治疗人类疾病的方法 C、基因治疗是指将健康基因导入有基因缺陷的细胞中 D、基因治疗的靶细胞可以是体细胞和生殖细胞 19．下列有关基因工程技术的应用中，对人类不利的是 A．制造“工程菌”用于药品生产B．创造“超级菌”分解石油、DDT C．重组DNA诱发受体细胞基因突变D．导人外源基因替换缺陷基因 20．“工程菌”是指 A．用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系 B．用遗传工程的方法把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到新细胞株系 C．用基因工程的方法使外源基因得到高效表达的菌类的细胞株系 D．从自然界中选取的能迅速增殖的菌类 21．生产上培育无子番茄、青霉素高产菌株、杂交培育矮秆抗锈病小麦、抗虫棉的培育原理依次是 ①生长素促进果实发育②染色体变异③基因重组④基因突变⑤基因工程 A．①②③④B．①④③②C．①④②⑤D．①④③③ 22、下列属于利用基因工程技术培育的新品种的是 Ａ、耐寒的小黑麦Ｂ、抗棉铃虫的转基因抗虫棉Ｃ、太空椒Ｄ、试管牛 23、下列有关基因工程的叙述中，不正确的是 A.DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B.基因探针是指用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子 C.基因治疗主要是对有基因缺陷的细胞进行替换 D.蛋白质中氨基酸序列可为合成目的基因提供资料
1．3 基因工程的应用 1．举例说出基因工程的应用及取得的丰硕成果。(重点) 2.了解基因工程的进展。3．了解基因工程在农业和医疗等方面的应用。(难点)
一、植物基因工程的成果(阅读教材P17～P20) 植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力，以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。 1.抗虫和抗病转基因植物 2. (1)抗逆基因：调节细胞渗透压的基因使作物抗盐碱、抗干旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因使作物抗除草剂。 (2)成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。 3．利用转基因改良植物的品质
植物基因工程成果表现 “三抗一优良”，三抗是指“抗虫”“抗病”和“抗逆”，一优良是指转入的优良基因表达的性状表现优良。 二、动物基因工程的前景(阅读教材P20～P21)
三、基因工程药物(阅读教材P21～P23) 1.药物来源：转基因的“工程菌”。 2.成果：重组人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 四、基因治疗(阅读教材P23～P24) 1.概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。 2．成果：将腺苷酸脱氨酶基因转入患者淋巴细胞中，治疗复合型免疫缺陷症。 3．方法 (1)体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，如T淋巴细胞，进行培养。然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。 (2)体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。 连一连 判一判
(1)转基因抗虫棉的Bt毒蛋白基因能抗病毒、细菌、真菌。(×) (2)“转基因植物”是指植物体细胞中出现了新基因的植物。(×) 分析：转基因植物是指细胞中被转入了外源基因的植物，并非出现新基因。 (3)(2018·宿迁高二检测)基因工程中，要培育转基因植物和动物，选用的受体细胞都是受精卵。(×) (4)利用工程菌可生产人的胰岛素等某些激素。(√) (5)(2018·绵阳高二期末)直接在患者组织细胞中，进行改造致病基因的方法为体内基因治疗。(×) (6)基因治疗又叫基因诊断。(×) 三种转基因生物的生产过程
精编高一下册《基因工程及其应用》知识点 梳理：生物篇 1.概念：按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 2.原理基因重组 3.工具： A.基因的剪刀：限制性内切酶 ①分布：主要在微生物中。 ②作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 ③结果：产生黏性未端(碱基互补配对)。 B.基因的针线：DNA连接酶 ①连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。 ②结果：两个相同的黏性未端的连接。 C.基因的运载工具：运载体 ①作用：将外源基因送入受体细胞。 ②具备的条件：a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存。b、具有多个限制酶切点。
c、有某些标记基因。 ③种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 ④质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体。 4.基因操作的基本步骤： ①提取目的基因：人们所需要的特定基因，如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、干扰素基因等 ②目的基因与运载体结合(以质粒为运载体)：用同一种限制酶分别切割目的基因和质粒DNA(运载体)，使其产生相同的黏性末端，将切割下的目的基因与切割后的质粒混合，并加入适量的DNA连接酶，使之形成重组DNA分子(重组质粒) ③将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞 ④目的基因检测与表达 检测方法如：质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中，如果正常生长，说明细胞中含有重组质粒。 表达：受体细胞表现出特定性状，说明目的基因完成了表达过程。如：抗虫棉基因导入棉细胞后，棉铃虫食用棉的叶片时被杀死;胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等。 5.转基因生物和转基因食品的安全性
基因工程在植物育种中的应用 官玲(GUAN Ling) (莆田学院环境与生命科学系福建莆田351100) 摘要：在现代生物技术中，基因工程作为一个重要的部分，已经在生产和生活等多方面起着重要的作用。不断成熟的基因工程技术它解决了传统育种不能突破的问题，与传统育种方法相比, 基因工程技术具有独特优势可以定向修饰植物的某些目标性状并保留其它原有性状通过引入外来基因扩大基因库。本文主要综述了基因工程在药用植物和花卉植物育种中的研究状况及对以后的发展现状进行的展望。 关键词：基因工程;植物育种;基因芯片技术;前景展望 基因工程是指运用分子生物学技术, 将目的基因或DNA片段通过载体或直接导入受体细胞, 使受体细胞遗传物质重新组合, 经细胞复制增殖, 新的基因在受体细胞中表达, 最后从转化细胞中筛选有价值的新类型, 继而它再生为工程植株, 从而创造新品种的一种定向育种技术。与传统育种相比, 植物基因工程具有以下特点植物基因工程是在基因水平上来改造植物的遗传物质, 更具有科学性和精确性,同时育种速度也大大加快能定向改造植物的遗传性状, 提高了育种的目的性与可操作性植物基因工程大大地扩展了育种的范围, 打破了物种之间的生殖隔离障碍, 实现了基因在生物界的共用性, 丰富了基因资源及植物品种。 1.基因工程技术在药用植物育种中的应用 由于医药事业的快速发展, 野生药材资源已远远不能满足需要, 尤其是许多原料性药用植物资源已面临资源枯竭的威胁, 加之人工驯化和栽培的药用植物物种退化和濒危的问题极为突出。根据这些中药资源的活性成分、生长规律、生产特性, 运用生物工程技术对其进行保存性研究, 从而保护濒危紧缺的药用植物资源.。 通过遗传转化, 将目的基因（如抗逆、抗病毒、抗虫、抗除草剂等相关基因）导入药用植物以改变传统遗传性状, 培育优良品种, 增强药用植物抗病毒、抗虫害、抗除草剂的能力, 利用植物生产异源蛋白及改变植物质量性状、保护和繁殖濒临灭绝的植物材料[1]. 1.1优良品种的培育 刘建勋等[2]利用PCR 技术克隆出青蒿素生物合成途径中的关键酶基因和东北红豆杉中紫三醇生物合成途径中起限速作用的紫三烯合成酶基因, 该基因cDNA 片段由2586 个核苷酸组成, 将该cDNA 片段导入红豆杉细胞后, 影响紫杉醇含量。NSFC 资助的“银杏内酯合成二萜环化酶基因克隆与生物转化研究”、“水母雪莲P 基因克隆及其对3-脱氧类黄酮化合物生物合成调控的研究”、“丹酚酸类化合物生物合成关键酶基因克隆与调控研究”、“重组蝎毒素
《基因工程及其应用》习题 一、选择题 1、不属于基因工程方法生产的药物是（） A、干扰素 B、白细胞介素 C、青霉素 D、乙肝疫苗 2、质粒是基因工程最常用的运载体，它的主要特点是（） ①能自主复制②不能自主复制③结构很小④是蛋白质⑤环状RNA分子 ⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居” A、①③⑤⑦ B、②④⑥ C、①③⑥⑦ D、②③⑥⑦ 3、1993年，我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源（） A、普通棉花的基因突变 B、棉铃虫变异形成的致死基因 C、寄生在棉铃虫体内的线虫 D、苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因 4、下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是（） A、CTTAAG，切点在C和T之间 B、CTTAAG，切点在G和A之间 C、GAATTC，切点在G和A之间 D、GAATTC，切点在C和T之间 5、切取牛的生长激素和人的生长激素基因，用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中，从而获得了“超级鼠”，此项技术遵循的原理是（） A、基因突变：DNA→RNA→蛋白质 B、基因工程：RNA→RNA→蛋白质 C、细胞工程：DNA→RNA→蛋白质 D、基因重组：DNA→RNA→蛋白质 6、控制细菌的抗药性、固氮、抗生素基因存在于（） A、核区 B、线粒体 C、质粒 D、核糖体 7、科学家将含人的α-抗胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的奶。这一过程没有涉及（） A、DNA按照碱基互补配对原则自我复制 B、DNA以其一条链为模板合成RNA
C、RNA以自身为模板自我复制 D、按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质 8、下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是（） ①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻 ②我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉 ③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒 ④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛 A、① B、①② C、①②③ D、②③④ 9、下列关于基因工程应用的叙述，正确的是（） A、基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 B、基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 C、一种基因探针能检测水体中的各种病毒 D、原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良 10、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍。转基因动物是指（） A、提供基因的动物 B、基因组中增加了外源基因的动物 C、能产生白蛋白的动物 D、能表达基因信息的动物 二、非选择题 11、据调查，随着化学农药的产量和品种逐年增加，害虫的抗药性也不断增强，危害很严重，如近年来，棉铃虫在我国大面积爆发成灾，造成经济损失每年达100亿元以上。针对这种情况，我国科学工作者经研究发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而此毒蛋白对人畜无害。通过科技攻关，我国科技工作者已成功地将该毒蛋白基因导入到棉花植株内并成功实现表达。由于棉铃虫吃了新品种“转基因抗虫棉”植株后会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，取得了很好的经济效益。 请据上述材料回答下列问题： （1）“转基因”抗虫棉新品种的培育应用了新技术，毒蛋白对人畜无害，但能使棉铃虫致死，从蛋白质的特性看，蛋白质具有性。 （2）在培养转基因抗虫棉新品种过程中，所用的基因的“剪刀”是，基因的针线是，基因的运载工具是。
高三生物知识点归纳：基因工程及其应用 1.概念：按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 高考生物知识点归纳 2.原理基因重组 3.工具： A.基因的”剪刀”：限制性内切酶 ①分布：主要在微生物中。 ②作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 ③结果：产生黏性未端(碱基互补配对)。 B.基因的”针线”：DNA连接酶 ①连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。 ②结果：两个相同的黏性未端的连接。 C.基因的”运载工具”：运载体 ①作用：将外源基因送入受体细胞。 ②具备的条件：a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存。b、具有多个限制酶切点。 c、有某些标记基因。 ③种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 ④质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体。 4.基因操作的基本步骤： ①提取目的基因：人们所需要的特定基因，如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、干扰素基因等 ②目的基因与运载体结合(以质粒为运载体)：用同一种限制酶分别切割目的基
因和质粒DNA(运载体)，使其产生相同的黏性末端，将切割下的目的基因与切割后的质粒混合，并加入适量的DNA连接酶，使之形成重组DNA分子(重组质粒) ③将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞 ④目的基因检测与表达 检测方法如：质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中，如果正常生长，说明细胞中含有重组质粒。 表达：受体细胞表现出特定性状，说明目的基因完成了表达过程。如：抗虫棉基因导入棉细胞后，棉铃虫食用棉的叶片时被杀死;胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等。
基因工程及其应用集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
第2节基因工程及其应用（第1课时） 知识链接及考试地位 本知识与“DNA分子的结构与复制”、“基因突变和基因重组”、“DNA重组技术的基本工具”、“基因工程的基本操作程序”等内容相联系，考试过程中常设计基因工程的原理、基本工具等基础知识，多以个别填空或选择题的形式呈现。 知识回顾 1、DNA分子的结构特点是什么？ 2、什么是基因重组？ 学习目标 1、简述基因工程的诞生。 2、简述基因工程的原理及技术。要明确基因工程操作的基本步骤和最基本的工具。 重难点 1．教学重点 基因工程的基本原理。 2．教学难点 基因工程的基本原理 新知探究 传统育种的方法一般只能在生物中进行，很难将一种生物的优良性状移植到生物身上。基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿地改变生物，培育出。 一、基因工程的原理 基因工程又叫做或。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以，然后放到另一种生物细胞里，地改造生物的遗传性状。基因工程是在DNA上进行的水平的设计施工，基因的剪刀是指，简称限制酶。其作用特点是一种限制酶只能识别一种序列。基因的针线是指。目前常用的运载体有、和等。质粒存在于许多以及等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的小型分子。 基因工程的操作步骤是：、目的基因与运载体结合，目的基因导入受体细胞、目的基因的和。 二、基因工程的原理、操作对象各是什么？ 三、限制性内切酶的分布、特点、作用部位和作用结果如何？ 四、作为基因的运载体，需具备哪些条件？ 五、DNA连接酶的作用对象、位置和结果如何？ 六、基因工程的优点是什么？
第2课时基因工程及其应用 1.限制酶的作用实际上就是把DNA上某些化学键打断,一种能对GAATTC 专一识别的限制酶, 断的化学键是( )。 A.G与A之间的键 B.G与C之间的键 C.A与T之间的键 D.磷酸与脱氧核糖之间的键 2.将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误 的是( )。 ．． A.每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒 B.每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点 C.每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada D.每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子 3.质粒之所以能作为基因工程的运载体,是由于质粒( )。 A.含蛋白质从而能完成生命活动 B.具有环状结构而保持连续性 C.是RNA能指导蛋白质的合成 D.能够自我复制、能携带目的基因 4.基因工程中使用到的限制性核酸内切酶,其作用是( )。 A.将目的基因从染色体上切割出来 B.识别并切割特定的DNA碱基序列 C.将目的基因与运载体结合 D.将目的基因导入受体细胞内 5.某生物的基因型为AaBB,通过某些技术可以分别将它们转变为以下基因型的生物:①AABB;②aB;③AaBBC;④AAaaBBBB,则所用技术分别是( )。 A.诱变育种、转基因技术、花药离体培养、多倍体育种 B.杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种 C.花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术 D.多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术 6.下列不是 基因工程常用的工具的是( )。 ．． ①限制性核酸内切酶②DNA聚合酶③DNA连接酶④运载体⑤解旋酶 A.②④⑤ B.①③④ C.①②③ D.②⑤ 7.下列能说明目的基因完成了表达的是( )。 A.棉株中含有杀虫蛋白基因 B.大肠杆菌中具有胰岛素基因 C.土豆含有抗病毒的基因 D.酵母菌中提取到了干扰素
2019湖南高考生物知识点：基因工程及其应用 1.概念 按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 2.原理 基因重组 3.工具 A.基因的”剪刀”：限制性内切酶 ①分布：主要在微生物中。 ②作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 ③结果：产生黏性未端(碱基互补配对)。 B.基因的”针线”：DNA连接酶 ①连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。 ②结果：两个相同的黏性未端的连接。 C.基因的”运载工具”：运载体 ①作用：将外源基因送入受体细胞。 ②具备的条件：a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存。b、具有多个限制酶切点。 c、有某些标记基因。 ③种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 ④质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体。
4.基因操作的基本步骤 ①提取目的基因：人们所需要的特定基因，如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、干扰素基因等 ②目的基因与运载体结合(以质粒为运载体)：用同一种限制酶分别切割目的基因和质粒DNA(运载体)，使其产生相同的黏性末端，将切割下的目的基因与切割后的质粒混合，并加入适量的DNA连接酶，使之形成重组DNA分子(重组质粒) ③将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞 ④目的基因检测与表达 检测方法如：质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中，如果正常生长，说明细胞中含有重组质粒。 表达：受体细胞表现出特定性状，说明目的基因完成了表达过程。如：抗虫棉基因导入棉细胞后，棉铃虫食用棉的叶片时被杀死;胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等。
6 .2 基因工程及其应用 【巩固教材——稳扎稳打】 1．在遗传工程技术中，限制性内切酶主要用于（）A．目的基因的提取和导入 B．目的基因的导入和检测 C．目的基因与运载体结合和导入 D．目的基因的提取和与运载体结合 2．下列四条DNA分子，彼此间具有粘性末端的一组是（） A．①② B．②③ C．③④ D．②④ 3．DNA连接酶的主要功能是（）A．DNA复制时母链与子链之间形成的氢键 B．粘性末端碱基之间形成的氢键 C．将两条DNA末端之间的缝隙连接起来 D．将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的键连接起来 4．下列关于运载体的叙述中，错误的是（）A．与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子 B．对某种限制酶而言，最好只有一个切点，但还要有其他多种限制酶的切点 C．目前最常用的有质粒、噬菌体和动植物病毒 D．具有某些标记基因，便于对其进行切割 【重难突破——重拳出击】 5．采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导人细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房进入受精卵（） A．①② B．②③C．③④ D．④① 6．植物学家在培育抗虫棉时，对目的基因作了适当的修饰，使得目的基因在棉花植株的整个生长发育期都表达，以防止害虫侵害。这种对目的基因所作的修饰发生在（）A．内含子 B．外显子 C．编码区 D．非编码区 7．质粒是基因工程最常用的运载体，下列有关质粒的说法错误的是（）A．质粒不仅存在于细菌中，某些病毒也具有 B．根瘤菌、圆褐固氮菌的固氮基因存在于质粒上 C．质粒为小型环状DNA分子，存在于核(区)外的细胞质基质中 D．质粒能够在宿主细胞中稳定保存，并在宿主细胞内复制 8．70年代基因工程技术刚兴起的时候，都是以微生物作为实验材料，且必须在“负压”(低于外界的大气压)的实验室里操作。这里“负压”的作用主要是（）A．防止具有重组基因的生物进入人体或逃逸到外界，从而对环境造成基因污染 B．提高微生物的基因突变频率 C．加快微生物的繁殖速度 D．避免其它生物对实验材料的污染 9．如欲利用细菌大量生产人胰岛素，则下列叙述不正确的是（）A．需有适当运载体将人胰岛素基因置入细菌 B．需有适当的酶对运载体与人胰岛素基因进行切割与黏合 C．重组后的运载体DNA，须在细菌体内转录、翻译成人胰岛素 D．生产人胰岛素的细胞工程技术也可生产疫苗
第2节基因工程及其应用 基础巩固 1以下有关基因工程的叙述,正确的是() A.基因工程是细胞水平上的生物工程 B.基因工程的产物对人类都是有益的 C.基因工程产生的变异属于人工诱变 D.基因工程育种的优点之一是目的性强 答案:D 2基因工程是将目的基因通过一定过程,转入受体细胞,经过受体细胞的分裂,使目的基因的遗传信息扩大,再进行表达,从而定向改造生物性状的技术。你认为不支持基因工程技术的理论有() A.遗传密码的通用性 B.不同基因可独立表达 C.不同基因表达互相影响 D.DNA作为遗传物质能够严格地自我复制 答案:C 3下列哪些黏性末端是由同一种限制酶切割成的?() A.①② B.①③ C.①④ D.②③ 答案:A 4下列有关基因工程技术的叙述,正确的是() A.DNA重组技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体
B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快 D.只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达 答案:C 5能使植物体表达动物蛋白的育种方法是() A.单倍体育种 B.杂交育种 C.基因工程育种 D.多倍体育种 解析:能定向改造生物遗传性状的生物技术是基因工程,故选C。 答案:C 6下列有关基因工程中限制酶的描述,错误的是() A.一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B.限制酶的活性受温度影响 C.限制酶能识别和切割RNA D.限制酶可从原核生物中提取 解析:限制酶主要存在于微生物中。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并能在特定的切点上切割DNA分子。限制酶的作用对象不是RNA分子。 答案:C 7要使目的基因与对应的运载体重组,所需的两种酶是() ①限制酶②DNA连接酶③解旋酶④还原酶 A.①② B.③④ C.①④ D.②③ 解析:要使目的基因与对应的运载体重组,要用同一种限制酶切割运载体,然后用DNA连接酶把目的基因与对应的运载体连接起来。 答案:A 8不属于质粒被选为基因运载体的理由是() A.能复制 B.有多个限制酶切点 C.具有标记基因 D.它是环状DNA
基因工程技术的应用和前景 【摘要】基因工程问世以来短短的二十年，显示出了巨大的活力，今后基因工程将重点开展基因组学、基因工程药物、动植物生物反应器和环保等方面的研究，展望未来，基因工程的前景将是更加灿烂辉煌。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。【关键词】基因工程技术前景现状 随着基因工程技术的迅速发展，通过克隆或筛选出来的富基因，转到作物中进行表达，已取得很大的进展。由于基因工程运用DNA分子重组技术，能够按照人们预先的设计创造出许多新的遗传结合体，具有新奇遗传性状的新型产物，增强了人们改造动植物的主观能动性、预见性。而且在人类疾病的诊断、治疗等方面具有革命性的推动作用，对人口素质、环境保护等作出具大贡献。所以，各国政府及一些大公司都十分重视基因工程技术的研究与开发应用，抢夺这一高科技制高点。其应用前景十分广阔。我国基因工程技术尚落后于发达国家，更应当加速发展，切不可坐失良机。 但是，任何科学技术都是一把“双刃剑”，在给人类带来利益的同时，也会给人类带来一定的灾难。比如基因药物，它不仅能根治遗传性疾病、恶性肿瘤、心脑血管疾病等，甚至人的智力、体魄、性格、外表等亦可随意加以改造；还有，克隆技术如果不加限制，任其自由发展，最终有可能导致人类的毁灭。还有，尽管目前的转基因动植物还未发现对人类有什么危害，但不等于说转基因动植物就是十分安全的，毕竟这些东西还是新生事物，需要实践慢慢地检验。转基因生物和常规繁殖生长的品种一样，是在原有品种的基础上对其部分性状进行修饰或增加新性状，或消除原来的不利性状，但常规育种是通过自然选择，而且是近缘杂交，适者生存下来，不适者被淘汰掉。而转基因生物远远超出了近缘的范围，人们对可能出现的新组合、新性状会不会影响人类健康和环境，还缺乏知识和经验，按目前的科学水平还不能完全精确地预测。所以，我们要在抓住机遇，大力 1、植物基因工程成果丰硕 自1983年首次获得转基因烟草、马铃薯以来，短短十余年间，植物基因工程的研究和开发进展十分迅速。国际上获得转基因植株的植物已达100种以上，包括水稻、玉米、马铃薯等作物;棉花、大豆、油菜、亚麻、向日葵等经济作物;番茄、黄瓜、芥菜、甘蓝、花椰菜、胡萝卜、茄子、生菜、芹菜等蔬菜作物;首楷、白三叶草等牧草;苹果、核桃、李、木瓜、甜瓜、草荀等瓜果;短牵牛、菊花、香石竹、伽蓝菜等花卉以及杨树造林树种。转基因植物研究取得了令人鼓舞的突破性发展。十
植物基因工程在花卉中的应用 摘要植物基因工程是花卉改良的重要手段，它解决了传统育种不能突破的问题，为花卉性状改良提供全新的思路，在改良花卉株型、花色、花形、花香及延长观赏寿命等方面取得了重要进展。对植物基因工程在改良花卉花色、花形、延迟观赏寿命等方面的应用作一简要综述。 关键词植物基因工程；花色；花形；观赏寿命 植物基因工程是作物改良的新型技术。目前，它不仅广泛用在农作物的改良方面，而且也是花卉改良的主要手段。植物基因工程解决了传统育种不能突破的问题，为花卉性状改良提供全新的思路。因此，人类希望在传统育种的基础上能够利用基因工程技术，培育出向往已久的奇异花卉。自20世纪80年代以来，基因工程技术在改良部分观赏植物株型、花色、花形、花香及延长瓶插寿命等方面取得了重要进展。通过转基因技术，花卉变得色更艳、姿更美、香更浓。本文就近年植物来基因工程在改良花卉花色、花形、延迟鲜花寿命等方面的应用作一简要综述。 1 基因技术改变花色 自然界中的花色种类繁多，但是一些重要花卉却有限，如玫瑰、康乃馨、郁金香等缺乏蓝色和紫色，天竺葵、仙客来、非洲紫罗兰等缺乏黄色，球根鸳尾、仙客来、紫罗兰等缺乏猩红色或砖红色。因此，花色的改良是育种工作者的重要目标，然而花色在生化和遗传上都极为复杂，通过选种和杂交手段创造新的花色，受到的限制较多，而且周期长，因而进展缓慢。由于植物分子生物学的迅速发展和基因工程的实用化，基因工程已成为花卉育种最有前途的新技术，国外也培育出一些优良品种，在花色育种领域取得了令人瞩目的进展。 1.1 决定花色的活性物质 花色主要由类黄酮、类胡萝卜素、生物碱三类物质决定。类胡萝卜素存在于质体内，产生月季、水仙、郁金香、百合等的黄色及橙色；生物碱类色素有罂粟碱、甜菜碱等；甜菜碱是酪氨酸衍生出来的黄色到红色氮化合物，主要存在于石竹属植物中；类黄酮存在于液泡内，分为花青素、异黄酮和黄烷醇等，其中花青素可反应花中大部分红、蓝、紫和红紫等颜色。 1.2 基因工程技术改良花色的方法 基因工程技术为花卉育种开辟了一条新途径，目前通过基因工程技术改变花色的方法有4种。
课例研究教案 （精品教案） 基因工程及其应用 授课人： 日期：
高中生物《分子与细胞》 第6章第2节 基因工程的工具 学习者水平分析： 本节课授课对象是高二年级学生。通过上一节课的学习，学生已经学习了基因工程的概念，为本节课的学习奠定了知识的基础，但是基因工程的工具是基于分子水平上的，知识内容抽象，学生难以直接进行实践操作和直观看到操作结果，加之该部分是本节的重难点，学生理解和学习起来较为困难。 教学内容分析： 基因操作的工具是本节内容的重难点，也是在基因工程概念的学习基础之上进行的，对接下来基因工程的步骤的学习起关键的作用，基因操作的工具包括基因的剪刀—限制性核酸内切酶；基因的针线—DNA连接酶；基因的运载体。基因操作的工具细微抽象，较难理解与应用。 教学目标： 1.知识目标：1）阐明限制酶和连接酶的作用特点。 2）说出常用的运载体及其特点。 2.能力目标：运用基因工程的基本工具，培养分析、推理、归纳、总结等思维能力。 3.情感态度与价值观目标：1）参与基因工程相关热点问题的讨论。 2）养成创新思维，培养科学思考问题的能力。 教学重点： 1.阐明限制酶和连接酶的作用特点。 2.说出常用的运载体及其特点。 教学难点：阐明限制酶和连接酶的作用特点。 教学方法：讲授法，谈话法，讨论法，演示法。 教学媒体：幻灯片，教具，教学动画演示。
教学过程： 教学环节教师行为学生行为设计意图 导入新授新闻：中国农科院专家郭三堆，因 成功研制具有自主知识产权的三 系杂交转基因抗虫棉，而当选为 CCTV 2013年度科技创新人物。 想一想：将抗虫基因移植到棉花的 细胞中，使棉花具有抗虫害的作 用，这项工作是在DNA分子水平上 进行的操作。假如你作为一名研究 者来完成这一项工作，那么你会采 取什么工具呢？ 带着这些问题，我们开始本节课的 学习，第六章第2节第二课时基因 工程的工具。（板书） 通过预习，基因工程有三大基因的 工具，基因的剪刀，基因的针线， 运载体。接下来我们逐一进行学习 首先我们要把抗虫基因从苏云金 芽孢杆菌中提取出来，抗虫基因是 苏云金芽孢杆菌中的一段基因，要 获取抗虫基因是不是相当于用一 把剪刀把它从一大段基因中截取 下来呢？但是细胞是很小的，一般 直径只100nm到150nm，用剪刀剪, 显然是不现实的，那我们怎么办 呢？这就要用到基因工程的第一 结合实例，回顾相关知 识，思考问题。 思考要完成转基因抗虫 棉要用到的工具。 思考基因的剪刀—限制 性核酸内切酶的作用特 点。 结合新闻，联系旧知 识，引发对本节课内 容的思考，激起学生 好奇心。 启发学生思考。 引出基因的剪刀— 限制性核酸内切酶 的学习。
高二生物导学案班级 班级姓名使用时间 一、学习目标 1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 2.关注基因工程的进展。 3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。 二、学习重点 1.DNA重组技术的基本工具（三方面） 2.基因工程的基本操作程序（四方面） 三、学习难点 1.DNA重组技术的基本工具（三方面） 2.基因工程的基本操作程序（四方面） 一、植物基因工程硕果累累 提高农作物的（如）能力、改良农作物的，和利用植物生产等。
一、动物基因工程前景广阔 二、基因工程药物异军突起 1、方式：利用基因工程培育来生产药品。 2、成果：利用工程菌可生产、、、等。 3、什么是工程菌？ 四、基因治疗 1、概念：把导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。 2、成果：将导入患者的淋巴细胞。 3、途径：分为和。 4、注意：基因治疗治疗疾病的最有效手段。 5、基因治疗用于临床治疗了么？ 作业：1．下列关于基因工程的应用，说法正确的是() A．我国转基因抗虫棉是转入了植物凝集素基因培育出来的 B．可用于转基因植物的抗虫基因只有植物凝集素基因和蛋白酶抑制剂基因 C．抗真菌转基因植物中，可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因 D．提高作物的抗盐碱和抗干旱的能力，与调节渗透压的基因无关 2．运用现代生物技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因整合到棉花细胞中，为检测实验是否成功，最方便的方法是检测棉花植株是否有()
A．抗虫基因B．抗虫基因产物 C．新的细胞核D．相应性状 3．科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是() ①该技术将导致定向变异 ②DNA连接酶能把目的基因与载体黏性末端的碱基对连接起来 ③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供材料④受精卵是理想的受体 A．①②③④B．①③④ C．②③④D．①②④ 4．下列不．属于基因工程药物的是() A．从大肠杆菌体内获取的白细胞介素B．从酵母菌体内获取的干扰素 C．从青霉菌体内获取的青霉素D．从大肠杆菌体内获取的胰岛素 5．在转基因植物(如抗虫棉)的培育中，成功与否最终要看() A．用什么方法获得目的基因B．选择运载体是否得当 C．重组DNA分子的结构和大小D．是否赋予了植物抗性 6．若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环境保护上的最重要意义是() A．减少氮肥使用量，降低生产成本B．减少氮肥生产量，节约能源 C．避免使用氮肥过多引起的环境污染D．改良土壤的群落结构 7．利用基因工程技术将生长激素基因导入绵羊体内，转基因绵羊生长速度比一般的绵羊提高30%，体型大50%，在基因操作过程中生长激素基因的受体细胞最好采用() A．乳腺细胞B．体细胞C．受精卵D．精巢 8．采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出转基因羊。但是，人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。以下有关叙述，正确的是() A．人体细胞中凝血因子基因编码区的碱基对数目，等于凝血因子氨基酸数目的3倍B．可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵 C．在该转基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中D．人凝血因子基因开始转录后，DNA连接酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA 9．“工程菌”是指() A．用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系 B．用遗传工程的方法，把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到新细胞株系 C．用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系 D．从自然界中选取能迅速增殖的菌类 10．抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是() A．抗病毒转基因植物可以抵抗所有病毒 B．抗病毒转基因植物对病毒的抗性具有局限性或特异性 C．抗病毒转基因植物可以抗害虫 D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异 11．要彻底治疗白化病必须采用() A．基因治疗B．医学手术C．射线照射D．一般药物 12．下列与基因诊断有关的一组物质是() A．蛋白质、核酸B．放射性同位素、蛋白质 C．荧光分子、核酸D．放射性同位素、糖类 13．下列关于基因工程成果的概述错误的是（） A在医药卫生方面主要用于诊断治疗疾病