基因工程应用

1.3 基因工程的应用,基因工程的实际应用领域有：农牧业、工业、环境、能源、医学卫生等,应用生物：植物、动物、微生物,一、植物基因工程,转基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂，抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）,以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。,1、抗虫转基因植物2、抗病转基因植物3、抗逆转基因植物4、利用转基因改良植物的品质,转入外源基因的植（动）物,转基因植（动）物：,1.抗虫转基因植物,优点：减少环境污染、减低生产成本、提高产量,例子：棉花、水稻、玉米、马铃薯、番茄等等,主要杀虫基因： 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,典型例子：转基因抗虫棉Bt毒蛋白基因,2.抗病转基因植物,抗病基因： 病毒外壳蛋白基因、 病毒的复制酶基因.抗真菌基因： 几丁质酶基因、 抗毒素合成基因.,有抗病毒基因就可以抵抗所有病毒吗？,3.抗逆转基因植物,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,4.利用转基因改良植物的品质,不会引起过敏的转基因大豆,优点： 改善粮食作物的营养成分含量，如氨基酸、蛋白质,转基因蓝玫瑰,优点： 提高花卉的观赏价值,二、动物基因工程前景广阔,1、提高生长速度2、改善畜产品的品质3、生产药物4、作为器官移植的供体,1.用于提高动物生长速度,原因：外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长更快,转基因鲤鱼,2.用于改善畜产品的品质,优点：避免食物过敏、腹泻、恶心等不适,导入肠乳糖酶基因的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖含量大大降低。,过程：1、重组药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等2、用显微注射法导入到受精卵3、将受精卵送入母体生长发育4、转基因动物进入泌乳期后，提取乳汁,产物：抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、-抗胰蛋白酶,3.用转基因的动物生产药物,乳腺（房）生物反应器,1）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。2）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。3）从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可无限繁殖。,雌性动物的乳腺是基因药物最理想的表达场所，原因是,4.用转基因的动物作器官移植的供体,导入人基因具特殊用途的猪和小鼠,用转基因动物的器官做移植的供体最大的问题是免疫排斥，科学家正在试图导入某些调节因子来抑制抗原决定基因的表达或设法去掉抗原决定基因，以期培育出无免疫排斥的转基因克隆猪器官。,在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素直接从生物的组织、细胞或血液中提取。由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。可利用什么方法来解决上述问题？ 利用基因工程方法制造“工程菌”，可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。,三、基因工程药品异军突起,胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!,基因工程药品 胰岛素,基因工程药品 干扰素,从人血中提取干扰素，300L血才提取1mg！通过基因工程的方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，每1Kg的培养液可提取2040mg干扰素,二、基因工程与疾病治疗1、基因工程药物,蛋白质,治疗糖尿病,动物胰脏中提取,大肠杆菌细胞,糖蛋白,治疗病毒性肝炎和肿瘤,人血液中提取,酵母菌细胞,乙肝抗原,预防乙肝,酵母菌细胞,是指是把正常基因（健康的外源基因）导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。,基因治疗曙光初照,例3、基因治疗是指( )A把健康外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的B对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的C运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变，从而恢复正常D运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的,1、基因治疗的概念,2、基因治疗的类型,体内基因治疗和体外基因治疗,A,DNA分子杂交技术,基因诊断：,二、基因工程与疾病治疗,基因诊断技术在什么方面发展迅速？ 在诊断遗传性疾病方面发展迅速。目前已经可以对几十种遗传病进行产前诊断。举例珠蛋白的DNA探针 镰刀状细胞贫血症苯丙氨酸羧化酶基因探针 苯丙酮尿症白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的DNA探针 白血病,基因工程与环境保护,基因工程在环保方面有什么应用？ 用于环境监测。 用于被污染环境的净化。通过基因工程方法怎样进行环境监测？ 例如：用DNA探针可以检测饮用水中病毒的含量。此方法的特点是快速、灵敏，1吨水中有10个病毒也能检测出来。,3、基因工程与环境保护,环境监测：基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。,1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来,有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分