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第3课时 关注基因工程
异想天开
科学家研究发现,萤火虫发光是发光器中的荧光素,在荧光酶的催化作用下,发出的间歇光。
1997年,美国科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞,获得高水平的表达,长成的植物通体光亮。
转基因生物:
利用基因工程技术导入外源基因培育出的、能够将性状稳定地遗传给后代的生物。
优点:能够打破常规育种难以突破的物种之间的界限。
一、基因工程的应用
植物基因工程
动物基因工程
基因工程药物的生产
基因治疗
植物基因工程
应用领域 目的基因 应用实例
抗病转基因植物 抗病基因,如病毒的复制酶基因、几丁质酶基因、抗毒素合成基因 抗病毒小麦、甜椒或番茄等
抗虫转基因植物 抗虫基因,如苏云金杆菌Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因 抗虫棉
抗逆转基因植物 抗冻蛋白基因 抗冻转基因番茄
调节细胞渗透压基因 抗盐碱和抗干旱烟草
抗除草剂基因 抗除草剂大豆、玉米等
抗虫转基因植物
从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因,导入农作物,使其具有抗虫性,已成为防治作物虫害的发展趋势。
Bt毒蛋白基因、
蛋白酶抑制剂基因、
淀粉酶抑制剂基因、
植物凝集素基因等
用于杀虫的基因主要是 :
我国转基因抗虫棉。
图为 苏云金芽孢杆菌
为什么Bt毒蛋白对哺乳动物无毒害作用?
特异性受体
Bt毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌中分离出的抗虫基因,该基因编码的蛋白质会进入害虫的肠道,在消化酶的作用下,水解成分子质量较小的有毒多肽,这些多肽结合在肠上皮细胞的特异性受体上,导致细胞膜穿孔,细胞肿胀裂解。最后造成害虫死亡。
蛋白酶抑制剂基因广泛存在于植物中,该基因产生的抑制剂可与害虫消化道内的蛋白酶结合,阻断或降低蛋白酶的活性,使害虫不能正常消化食物,还会引起厌食反应。
淀粉酶抑制剂基因产生的抑制剂可与害虫消化道内的淀粉酶结合。
植物凝集素基因会控制合成一种糖蛋白,这种糖蛋白可与害虫肠道黏膜上的某种物质结合,影响害虫对营养物质的吸收和利用。
抗病转基因植物
引起植物生病的微生物,称病原微生物;
如病毒、真菌和细菌等
目前人们已获得:
抗烟草花叶病毒的转基因烟草
抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。
病毒外壳蛋白基因(CP基因)