生物技术应用前景

目录页CONTENTS目录生物技术在农业，食品方面的应用1

生物技术在医药方面的应用2第一页，共20页。目录页农业，食品方面的应用PARTONE第二页，共20页。植物基因工程是指植物学领域的基因工程，其研究对象是植物。利用植物基因工程技术，改良作物蛋白质成分，提高作物中必需的氨基酸含量，培育抗病毒、抗虫害、抗除草剂的工程植株以及抗盐、抗旱等逆境植株，在当前农业生产中已显示出巨大的经济效益，并展示了植物基因工程在未来农业生产中的广阔前景。第三页，共20页。（一）品质育种高产作物：最早运用基因克隆技术的基因是植物种子、块茎等贮藏器官中的贮藏蛋白基因。菲律宾马尼拉的国际水稻研究所已经培育出超级水稻，1.5万斤/公倾。非洲培育出超级木薯增产10倍。我国袁隆平被誉为“杂交水稻之父”现在培育出的高光效水稻2.25万公斤/公倾。高光效玉米6万公斤/公倾。生物改良新饲料：不久人们可以给家禽和奶牛喂食生物改良饲料，以便为人类提供更优良的蛋白质并帮助动物吸收磷。生物改良饲料可以产生两项效益，即既能降低饲料成本，又能减少动物粪便中磷含量，因而有益于保护生态环境。第四页，共20页。含抗疾病物质农作物：艾尔姆公司与其它公司合作，正在研究高含量抗癌物质的西红柿，以及可用于生产血红蛋白的玉米和大豆。杜邦公司正在研究如何使大豆含有异黄酮成分，人们食用这种大豆就可以防止心脏病发作。此外，内含疫苗的香蕉和马铃薯也正在加紧研究中。特种转基因棉花和玉米：孟山都公司正在采用生物工程技术改良棉花，以使其出产天然蓝色和黄褐色纤维用于纺织布料。杜邦公司开发的一种微生物，有助于在棉花中产生超高弹性聚酯纤维，而卡吉尔和道化学公司则计划从玉米中提取塑料。第五页，共20页。抗虫植物从名为苏云金杆菌的细菌中提出引起鳞翅目昆虫神经中毒而死亡的σ内毒素基因，转入烟草、番茄和马玲薯中，这些转基因的植物杀虫效果良好。毒素基因还能稳定遗传，而毒素对人畜无害。抗病毒植物

日本人从苍蝇体内分离到一种抗菌性很强的蛋白质基因，并将这种基因转移到作物细胞中培养出抗病的烟草、白菜。番茄是世界性水果和蔬菜，全球产量巨大，但最大缺陷是不耐贮运，易腐烂。现已培育出耐贮运的转基因番茄。抗除草剂植物

方法一是将有除草作用的酶或蛋白质的基因转入植物，使其拷贝数增加，从而转基因植物中这种酶或蛋白质的量大大增加。如除草剂浓度不足以全部破坏植物体内的这种酶或蛋白，就不能杀死植物，而杂草则因为酶和蛋白被除草剂破坏而被杀死。方法二是转移一种酶的基因到植物中，草甘磷是一种光谱除草剂，人们在一种细菌突变中发现了抗草甘磷的基因。转基因植物能不被杀死。方法三是针对除草剂能识别酶上面的位点这一特点，用基因突变的方法使该位点上的相应氨基酸发生突变，但这种基因突变不损坏该酶的二级结构和酶保证功能，使除草剂不能识别这个位点。（二）抗性育种第六页，共20页。抗盐碱作物一种酵母中发现了一种抗盐碱基因。现在人们已经培育出抗盐碱的大麦、番茄和某些瓜类。抗旱作物人们发现玉米中4种抗旱基因。可望通过基因工程培育出抗旱作物。美国人声称能把仙人掌的基因转入小麦玉米大豆中。抗寒作物我国科学家发现生活在寒温带的“美洲拟鲽”的冷水鱼能抗冻蛋白。把这种基因注入番茄的花粉管，得到转基因抗寒番茄。实验表明，这种番茄幼苗比对照品种致死温度下降2℃，所需积温减少125℃。并表现出很强的抗晚霜能力。第七页，共20页。释义：何谓转基因食品：是利用现代分子生物技术，将某些生物的基因转移到其他物种中去，改造生物的遗传物质，使其在形状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是“转基因食品”。标识：根据卫生部颁布的《转基因食品卫生管理办法》，食品产品中含有转基因成分的，要在包装上标明‘转基因标识’。法律赋予消费者的知情权和选择权，转基因产品标识应让消费者一目了然。第八页，共20页。有些细菌具有固定游离氮的能力，特别是生长在豆科植物根部的根瘤菌能有效地将游离氮转变可被作物直接吸收利用的氮。20世纪50年代又发现了近百种固氮微生物，有蓝藻、绿藻、细菌和真菌。这些固氮生物是通过固氮酶完成的。人们正致力于把其基因转移到其它作物上去。并分离出一些有利于硝盐吸收和利用的基因，这将大大提高肥料的吸收和利用。（三）固氮育种第九页，共20页。判断转基因食品的几个标准：

1、季节。除了大棚蔬菜外，其它的反季节食品容易是转基因的。2、色彩。与传统的不一样的绝对是转基因，比如彩色棉花、彩色辣椒。3、个头。按照传统，西红柿也有一定个头的，比如：像大拇指头那么一点大的小西红柿绝对是转基因。再比如大豆，也叫黄豆，就是做豆腐，豆浆那种豆子，形状应该像动物内脏：腰的样子，有点扁，可现在的大豆，全是圆圆的、大不少、就像豌豆一样的大豆，产量很高，就是转基因。4、味道。传统的玉米一般就是黄玉米，白玉米，略带甜味，而现在流行的甜玉米，其甜度非常高，无疑是转基因。5、害虫。凡是害虫喜欢光顾的作物就是没转基因的，凡是害虫害怕，也就是没有害虫，或很少害虫的作物，就是转基因。6、产量。转基因作物一般在开始几年，其产量要比传统作物高不少。第十页，共20页。非转基因胡萝卜：表面凸凹不平，一般不太直，从头部到尾部是从粗到细的。且头部是往外凸出来的。转基因胡萝卜：表面相对较光滑，一般是直的，它的尾部有时比中间还粗。且头部是往内凹的。

注：胡萝卜只有在秋冬季节有，夏季的一般是转基因的。第十一页，共20页。非转基因大豆：为椭圆形状，有点扁。肚脐为浅褐色。豆大小不一。打出来的豆浆为乳白色转基因大豆：为圆形，滚圆。肚脐为黄色或黄褐色。豆大小差不多。打出来的豆浆有点黄，用此豆制作的豆腐什么的都有点黄色。简单的检验方法：转基因大豆不发芽，可以用水检测，本土大豆用水浸泡三天会发芽，转基因大豆不会发芽，只不过是个体膨胀而已。第十二页，共20页。非转基因土豆：样子比较难看，一般颜色比较深，表面坑坑洼洼的，同时表皮颜色不规则，削皮之后，其表面很快会颜色变深，皮内为白色。转基因土豆：表面光滑，坑坑洼洼很浅，颜色比较淡。削皮之后，其表面无明显变化。检验方法：先削皮后看变化再决定吃不吃。第十三页，共20页。目录页医药方面的应用PARTTWO第十四页，共20页。一、生物工程药物生物工程药物就是利用生物工程技术制造的药物，是生物工程服务于社会的一类新产品。它和传统的化学药物以及从动、植物中提取药物的最大区别在于生产过程。通过基因工程或细胞工程培养出高产菌种或动、植物细胞株，称为“工程菌”或“工程细胞株”，再利用现代发酵技术大规模培养，从中提取出所需药物。人们利用基因工程可以生产天然稀有的医用活性多肽或蛋白质。例如，用于抗病毒、抗肿瘤的药物干扰素和白细胞介素等；用于治疗心血管系统疾病的药物有尿激酶原及组织型溶纤蛋白酶原激活因子等；用于防治传染病的有各种疫苗，如乙型肝炎疫苗、腹泻苗等；用于体内起调节作用的激素有胰岛素和其它生长激素等。自从1982年美国首次批准基因工程胰岛素上市以来，各国已有十多种基因工程医药产品先后获准上市，有更多的基因工程产品正在进行不同阶段的临床试验。基因工程制药产业已经初步形成。人们通过细胞工程可以生产医药用的单克隆抗体。利用淋巴细胞杂交瘤株，通过大量细胞培养，可制备出高度专一和生物学结构单一的单克隆抗体。它在生物和医学的基础研究、疾病的诊断、预防和治疗中成为有力工具。第十五页，共20页。二、基因诊断和治疗基因治疗有体细胞基因治疗和生殖细胞基因治疗。虽然，体细胞基因治疗有基因补偿和反义技术等方法，但生殖细胞的基因治疗由于治疗难度大，涉及伦理问题，故还是一个禁区，尙无人涉足。体细胞基因治疗的基因补偿技术是用正常基因代替或修正缺陷基因。该技术用于单基因病的治疗往往很有效，而多基因疾病和获得性基因病由于本身发病机制复杂，难以调控，加上基因补偿技术的不完善，因此，该技术用于这两种基因病的治疗疗效甚微。第十六页，共20页。体细胞基因治疗的反义技术包括反义寡核苷酸技术、反义RNA技术和核酶技术。前两者称为反义封闭。反义技术是通过对RNA剪接进行干预来实现修复RNA突变或纠正RNA剪接错误，使突变基因的正常功能得以部分恢复。反义技术只修复基因的转录产物mRNA，不修复基因本身。它虽比较安全但不彻底。基因的功能在一定程度上得以矫正，但并未从根本上解决问题。病根未除，子代仍需反复治疗。在反义封闭的情况下，连RNA的突变也未修复，不仅子代，患者自己在反义药物消耗完后也需及时补充，需要反复治疗。第十七页，共20页。肿瘤的基因治疗就是应用基因工程技术直接纠正肿瘤细胞基因的结构及功能缺陷以及直接杀伤或间接通过增强宿主对肿瘤的杀伤和防御能力来治疗肿瘤。肿瘤的基因治疗有众多的优点，它可以直接修正肿瘤细胞的突变基因结构，使治疗更有针对性，更少地影响正常脏器的功能，从而解决了传统治疗的不彻底、毒副作用大的缺点，同时，还能防止肿瘤的转移、复发，甚至可通过基因改造，完全杜绝肿瘤的发生，彻底克服癌症。第十八页，共20页。作为“分子外科”的基因治疗毕竟目前仍处于发展阶段，其中还存在许多有待解决的问题，如：导入的靶向性、基因的稳定高效表达、导入基因的安全性、寻找合适的及安全的载体、基因治疗与社会伦理道德问题等等，都是当前基因治疗实践中所遇到的重大困难，还需要科研工作者们继续不懈地探索。事实上，这些难点都是目前肿瘤基因治疗研究的热点，并在不断出现新的进展。第十九页，共20页。美国密歇根大学牙科学院