基因工程的应用

1、 基因工程的应用一、基因工程在农业上的应用抗虫转基因植物抗病转基因植物抗逆转基因植物利用转基因改良作物品质，提高产量 转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。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（一）抗虫转基因植物抗虫棉的培育目的基因病毒外壳蛋白基因病毒的复制酶基因成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草抗病毒的转基因小麦等。（二）抗病转基因植物抗病毒基因：抗毒素合成基因抗真菌基因：引起

2、植物生病的病原微生物有：病毒、真菌和细菌几丁质酶基因为什么说常规育种很难培育出抗病毒的新品种？哪些环境条件会造成农作物低产、减产？抗逆基因调节渗透压的基因抗冻蛋白基因抗除草剂基因调节细胞渗透压，使植物抗干旱、抗盐碱使植物抗寒使植物抗除草剂(三）抗逆转基因植物盐碱、干旱、低温和涝害等成果：A.利用调节细胞渗透压的基因，提高作物抗旱和抗盐碱能力；B.将鱼的抗冻蛋白基因转入番茄，提高番茄的抗冻能力。C.将抗除草剂基因导入农作物中，在喷洒除草剂时，杀死杂草而不杀死农作物。人体（或其它脊椎动物）必不可少，而机体内又不能合成的，必须从食物中补充的氨基酸，称必需氨基酸。必需氨基酸共有种：异亮氨酸、甲硫氨酸、

3、赖氨酸、缬氨酸、亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸。如果饮食中经常缺少必需氨基酸，可影响健康。另外12种氨基酸是人体细胞能够合成的叫做非必需氨基酸。（四）利用转基因改良农作物品质你知道哪些食品中缺少必需氨基酸？如何用转基因的方法加以改良？将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物改变必需氨基酸合成途径中某种关键酶的活性（四）利用转基因改良农作物品质（四）利用转基因改良农作物品质成果：A将富含赖氨酸的蛋白质的编码 基因导入玉米，获得的转基因 玉米赖氨酸含量提高30。 B将控制番茄成熟的基因带入番 茄，获得转基因延熟番茄，储 存期可以达2个月。 C将与植物花青素有关的基因导 入矮牵牛中，转基因矮牵牛

4、出 现颜色变异。 特点：发展较迟，应用方面广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二动物基因工程的应用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、恶心等不适将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，转基因牛的乳汁中乳糖的含量大大降低。3.用转基因的动物生产药物优点：产量高、质量好、 成本低、易提取方法：乳腺生物反应器注意：雌性个体才能生产药物就基因药物而言，最理想的表达场所是转基因动物的乳腺。为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影

5、响转基因动物本身的生理代谢反应。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。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。 将 基因与 等调控组件重组在一起，通过 等方法，导入哺乳动物的 中，将其送入母体，使其发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品，称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。乳腺生物反应器药物蛋白乳腺蛋白基因的启动子显微注射受精卵操作过程：获取目的基因（药用蛋白基因）构建基因表达载体（药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组）显微注射（哺乳动物受精卵中）形成胚胎将胚胎送

6、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）动物进入泌乳期（分泌的乳汁中包含所需要的药物）4.用转基因动物作器官移植的供体利用基因工程对猪的器官进行改造方法：将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官外源基因类型及举例成果举例1.提高动物 生长速度 _基因转基因绵羊、转基因鲤鱼。2.改善畜产品 品质 _基因乳汁中含乳糖较少的转基因牛。3.用转基因动 物生产药物 药用蛋白基因乳腺蛋白基因的_转基因动物具有_生物反应器。4.用转基因动 物作器官移 植的供体外源的抑制抗原决

7、定基因表达的调节因子或除去供体的抗原决定基因无_的转基因猪。二动物基因工程的应用外源生长激素 肠乳糖酶 启动子 乳腺 免疫排斥反应 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 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。工程菌:用基因工程方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。基因工程药品包括：细胞因子（即淋巴因子如白细胞介素2、干扰素）、抗体、疫苗、激素等什么是工程菌，利用工程菌生产的药物有哪些?一般临床上使用的胰岛素主要从

8、猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取45g胰岛素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。1979年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，并在大肠杆菌内实现了表达。基因工程药品 胰岛素 干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。此外对治疗某些癌症和白血病也有一定疗效。 传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提取，每300L血液只能提取出1mg干扰素。 基因工程药品 干扰素 治疗侏儒症的唯一方法，是注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，要获得生长激素需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体，并从

9、中提取生长激素。 现利用基因工程方法，将人的生长激素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。 人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于6万具尸体的全部产量。 基因工程药品 生长激素目前我国生产的基因工程药物有白细胞介素-2、干扰素、乙肝疫苗等。1、基因治疗概念：四、基因治疗曙光初照 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，是治疗遗传病的最有效的手段。（把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，从而达到治疗疾病的目的）2、实例： 将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。对严重复合型免疫缺陷症的治疗 1990年9月1

10、4日，安德森对一例患ADA（腺苷酸脱氨酶）缺乏症的4岁女孩进行基因治疗。这个4岁女孩由于遗传基因有缺陷，自身不能生产ADA，先天性免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他们将这个女孩的白血球进行基因改造，使有缺陷的基因被健康的基因替代，然后把含正常白血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中。在以后的10个月内她又接受了7次这样的治疗，同时也接受酶治疗。后来，她的免疫功能日趋健全，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活，并进入普通小学上学。3、基因治疗的类型体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，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。体内基因治疗：直接向

11、人体组织细胞中转移基因的治病方法。（如将治疗囊性纤维病的正常基因转入患者肺组织）4、基因治疗的发展现状：处于初期的临床试验阶段5、用于基因治疗的基因种类：正常基因、反义基因和自杀基因基因诊断： 也称为DNA诊断或基因探针技术，即在DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。探针制备：放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子；原 理：利用DNA分子杂交原理；基因探针： 基因探针就是一段与目的基因或DNA互补的特异核苷酸序列。它包括整个基因，或基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之转录而来的RNA。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

12、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 白血病基因工程与食品业基因工程为食品工业中提供了什么前景？基因工程为人类开辟新的食物来源。鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中表达获得成功。这表明，未来能用发酵罐培养的大肠杆菌或酵母菌来生产人类所需要的卵清蛋白。用基因工程的方法从微生物中获得人们所需要的糖类、脂肪和维生素等产品。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。通过基因工程方法怎样净化被污染的环境？用基因工程产物“超级细菌”分解石油，可以大大提高细菌分解石油的