基因工程的应用CZ

温故而知新限制性核酸内切酶

目的基因重组DNA受体细胞农杆菌转化法目的基因表达基因工程的基本操作程序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。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。4、利用转基因改良植物的品质

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。提高植物的光合作用效率

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。4、利用转基因改良植物的品质转基因矮牵牛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

Bt毒蛋白基因苏云金芽孢杆菌调节细胞渗透压的基因抗冻蛋白基因抗除草剂基因鱼含此抗性基因的植物含此抗性基因的植物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素代谢谢有关关基因因含有此此基因因的植植物控制番番茄成成熟的的基因因富含赖赖氨酸酸蛋白白质的的编码码基因因生长激激素基基因动物肠乳糖糖酶基基因含有此此基因因的植植物含有此此基因因的植植物人总结：基因因工程程在农农业上上的应应用1）培育育高产、、稳产产和具优良品品质的品种种用基因因工程程的方方法可可以改改善粮粮食作作物的的蛋白质质含量。。如““向日日葵豆豆”植植株。。2）培育育抗逆性性品种将细菌菌的抗虫、、抗病病毒、、抗除除草剂剂、抗抗盐碱碱、抗抗干旱旱、抗抗高温温等抗性基基因转移到到作物物体内内，将将从根根本上上改变变作物物的特特性。。如转转基因因抗虫虫棉。。高产、、优质质，缓缓解了了粮食食短缺缺目的性性强，，缩短短了育育种时时间，，克服服了远远缘亲亲本难难杂交交的特特点优点：：基因工工程育育种繁殖具具有抗病能能力、、高产产仔率率、高高产奶奶率和和高质质量的的皮毛毛等优良良品质质的转基因因动物物。该过程程的重重要步步骤是是通过过感染或显微注注射技技术将重组组DNA转移到到动物物受精精卵中中。基因工工程在在畜牧牧养殖殖业上上的应应用主主要是是什么么？将人的生长激素素基因和牛的生生长素基基因分别别注射到到小白鼠鼠受精卵卵中，得得到的““超级小鼠鼠”。二、动物基基因工程程前景广广阔是指把人人或哺乳乳动物的的某种基因导入到哺哺乳动物物(如鼠、兔兔、羊和和猪)的受精卵里，目的的基因若若与受精精卵染色色体DNA整合，细细胞分裂裂时，该基因随随染色体体的倍增增而倍增增，使每个个细胞中都都带有目目的基因因，使性状状得以表表达，并并稳定地地遗传给给后代，，从而获获得基因因产品。。这样一一种新的的个体，，称为转转基因动动物。什么叫转转基因动动物？1.用于提高高动物生生长速度度生长快、肉质好的转基因鱼(中国)转基因牛牛乳汁中含含有人生生长激素素的转基基因牛(阿根廷)超级动物物导入贮藏藏蛋白基基因的超超级羊和和超级小小鼠2.用于改善善畜产品品的品质质3.用转基因因的动物物生产药药物乳腺生物物反应器器牛奶不适症:改善方法法:缺乏乳糖糖酶原因:将肠乳糖糖酶基因因导入奶奶牛的基基因组，，过敏、腹腹泻、恶恶心等获取目的的基因（例如血血清蛋白白基因））构建基因因表达载载体（在血清白白蛋白基基因前加加特异表表达的启启动子）显微注射射导入哺哺乳动物物受精卵卵中形成胚胎胎将胚胎送送入母体体动物发育成转转基因动动物（只有在产产下的雌雌性动物物个体中中，转入入的基因因才能表表达）（1）人体蛋蛋白质基基因之所所以能“插入”到羊染色色体内，，原因是是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。人和羊DNA分子的空空间结构构、化学学组成相相同（2）从羊染染色体中中“剪下”羊蛋白质质基因的的酶是＿＿＿＿。。将人体体蛋白质质基因“插入”羊体细胞胞染色体体中的酶酶是＿＿＿＿。（3）将人体体蛋白质质基因导导入羊体体内并成成功地表表达，使使羊产生生新的性性状。这这种变异异属于＿＿＿＿。（4）假设人人体蛋白白质基因因含有12000个碱基对对，则该该基因控控制合成成的蛋白白质共有有＿＿＿＿个氨基基酸。限制酶DNA连接酶基因重组组40001）乳腺是是一个外外分泌器器官，乳乳汁不进进入体内内循环，，不会影影响转基基因动物物本身的的生理代代谢反应应。2）从乳汁汁中获取取目的基基因产物物，产量量高，易易提纯，，表达的的蛋白质质已经过过充分的的修饰加加工，具具有稳定定的生物物活性。。3）从乳汁汁中源源源不断获获得目的的基因的的产物的的同时，，转基因因动物又又可无限限繁殖。。为什么乳乳腺能成成为基因因药物最最理想的的表达场场所呢？？产量高、、质量好好、成本本低、易易提取4.用转基因因的动物物作器官官移植的的供体存在的难难题：解决方法法：将供体基基因组导导入某种种基因调节节因子，以抑制抗原原决定基基因的表表达，或设法除去去抗原决决定基因因，再结合合克隆技技术，培培育出没有免疫疫排斥反反应的转基因因克隆猪猪器官。。免疫排斥斥导入人基基因具特特殊用途途的猪和和小鼠利用基因因工程方方法制造造“工程菌”，可高高效率地地生产出出各种高高质量、、低成本本的药品品。三.基因工程程药品异异军突起起我国已生生产的产产品白细胞介介素-2、干扰素、、乙肝疫苗苗等近20种，年产产值达30亿工程菌：：用基因因工程的的方法，，使外源源基因得得到高效效率表达达的菌类类细胞株株系。作用：胰胰岛素是是治疗糖糖尿病的的特效药药。传统生产产方法：：主要要从猪、、牛等家家畜的胰胰腺中提提取，每每100kg胰腺只能能提取4~5g胰岛素。。产量低低，价格格昂贵。。基因工程程方法：：1979年，科学学家将动动物体内内的胰岛素基基因与大肠杆杆菌DNA分子重组组，并在在大肠杆杆菌内实实现了表表达。1982年，美国国一家基基因公司司用基基因工程程药品——胰岛素化学本质质：是病病毒侵入入动物或或人体细细胞后产产生的一一种糖蛋白。作用：干干扰素几几乎能抵抵抗所有有病毒引引起的感感染，是是一种抗抗病毒的的特效药药。此外外干扰素素对治疗疗某些癌癌症和白白血病也也有一定定疗效。。传统生产产方法：：从人血血液中的的白细胞胞内提取取。基因工程程方法：：1980~1982年，科学学家在酵酵母菌细细胞内获获得了干干扰素。。中国生产产（1993年）：重重组人干干扰素a-1b:治疗乙型型肝炎基因工程程药品——干扰素治疗侏儒儒症的唯唯一方法法：是向向人体注注射生长长激素。。传统生产产方法：：需解剖剖尸体，，从大脑脑的底部部摘取垂垂体，并并从中提提取生长长激素。。基因工程程方法，，将人的的生长激素素基因导入大肠肠杆菌中中，使其其生产生生长激素素。人们从450L大肠杆菌菌培养液液中提取取的生长长激素，，相当于于6万具尸体的的全部产产量。基因工程程药品——生长激素素1、基因诊诊断：也称为DNA诊断或基基因探针针技术，，即在DNA水平分析析检测某某一基因因，从而而对特定定的疾病病进行诊诊断。四、基因治治疗曙光光初照基因探针针：基因探针针就是一一段与目目的基因因或被测测DNA互补的特特异核苷苷酸序列列。它包包括整个个基因，，或基因因的一部部分。探针制备备：放射射性同位位素(如32P)、荧荧光分子子等标记记的DNA分子；原理：利利用DNA分子杂交交原理；原理是：：互补的的DNA单链能够够在一定定条件下下结合成成双链，，即能够够进行杂杂交。这种结合合是特异的，即严严格按照照碱基互互补配对对进行。。因此，，当用一一段已知知基因的的核苷酸酸序列作作为探针针，与被被测基因因进行接接触，若若两者的的碱基完完全配对对成双链链，则表表明被测测基因中中含有已已知的基基因序列列。DNA分子杂交交技术该方法是是根据碱碱基互补补配对原原则，把把互补的的双链DNA解开，把把单股的的DNA小片段用用同位素、、荧光分分子或化化学发光光催化剂剂等进行标标记，之之后同被被检测的的DNA中的同源源互补序序列杂交交，从而而检出所所要查明明的DNA或基因。。基因诊断断技术在在什么方方面发展展迅速？？在诊断遗遗传性疾疾病方面面发展迅迅速。目目前已经经可以对对几十种种遗传病病进行产产前诊断断。1）β—珠蛋白的的DNA探针→→镰刀刀状细胞胞贫血症症2）苯丙氨氨酸羧化化酶基因因探针→→苯苯丙酮尿尿症3）白血病病患者细细胞中分分离出的的癌基因因制备的的DNA探针→→白血血病举例2、基因治疗疗1）原理；；把正常基因因导入病人体内内，使该该基因的的表达产产物发挥挥功能，，达到治治疗疾病病的目的的。2）实例：：复合型免免疫缺陷陷症①病因：腺苷酸脱脱氨酶基基因缺失失缺乏腺苷苷酸脱氨氨酶免疫功能能下降复合型免免疫缺陷陷症②治疗方法法：提取患者者的淋巴巴细胞导入正常常的腺苷苷酸脱氨氨酶基因因筛选出能能够产生生腺苷酸酸脱氨酶酶的淋巴巴细胞将该淋巴巴细胞扩扩增后转转入患者者体内半年后，，血液检检测被改造的的淋巴细细胞、腺腺苷酸脱脱氨酶患者产生生抗体的的功能显显著改善善患者体内内含有转转基因淋淋巴细胞胞1.该病治疗疗运用了了基因工工程技术术，在这这个实例例中运载载体是，目的基基因是。目的基基因的受受体细胞胞是。2.将转基因因T细胞多次次回输到到患者的的体内，，免疫能能力趋于于正常是是由于产产生了。产生这这种物质质的两个个基本步步骤是和。某种反转转录病毒毒腺苷脱氨氨酶基因因抗体转录翻译T细胞治疗方法法：先将患者者的T细胞取出体外外培养，，然后用用某种反转转录病毒毒将正常的的腺苷脱脱氨酶基基因转入入人工培培养的T细胞中，，再将转转入的基基因能表表达的转转基因T细胞注射射到患者者的体内内，经过过多次治治疗，患患者的免免疫功能能趋于正正常。3）基因治治疗的方方法①体外基因因治疗：：从病人体体内获得得某种细细胞，进进行培养养，然后后，在体外完成基因因转移，，再筛选成功转移的的细胞扩增增培养，最最后重新输输入患者体体内。直接向人体组织织细胞中转转移基因的的治病方法法。实例;遗传性囊性性纤维化病病1994年美国科学学家利用经经过修饰过过的腺病毒毒作载体，，将正常基基因导入患患者肺组织织中。②体内基因治治疗：基因工程与与食品业基因工程为为人类开辟辟新的食物物来源。1）鸡蛋白基基因在大肠肠杆菌和酵酵母菌中表表达获得成成功。这表表明，未来来能用发酵酵罐培养的的大肠杆菌菌或酵母菌菌来生产人人类所需要要的卵清蛋白。2）用基因工工程的方法法从微生物中获得人们们所需要的的糖类、脂肪肪和维生素素等产品。基因工程为为食品工业业中提供了了什么前景景？基因工程与与环境保护护1）用于环境监测。2）用于被污污染环境的净化化。基因工程在在环保方面面有什么应应用？例如：用DNA探针可以检测饮用水中病病毒的含量。特点：是快速、灵敏敏，1吨水中有10个病毒也能能检测出来来。通过基因工工程方法怎怎样进行环环境监测？？基因工程与与环境监测基因工程做做成的DNA探针