1、 基因工程的應(yīng)用一、基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用抗蟲轉(zhuǎn)基因植物抗病轉(zhuǎn)基因植物抗逆轉(zhuǎn)基因植物利用轉(zhuǎn)基因改良作物品質(zhì)，提高產(chǎn)量 轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力,以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物等方面。優(yōu)點(diǎn)：減少環(huán)境污染、減低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)量例子：棉花、水稻、玉米、馬鈴薯、番茄等等主要?dú)⑾x基因： Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、 淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等典型例子：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉Bt毒蛋白基因（一）抗蟲轉(zhuǎn)基因植物抗蟲棉的培育目的基因病毒外殼蛋白基因病毒的復(fù)制酶基因成果：抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥等。（二）抗病轉(zhuǎn)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、真菌和細(xì)菌幾丁質(zhì)酶基因?yàn)槭裁凑f(shuō)常規(guī)育種很難培育出抗病毒的新品種？哪些環(huán)境條件會(huì)造成農(nóng)作物低產(chǎn)、減產(chǎn)？抗逆基因調(diào)節(jié)滲透壓的基因抗凍蛋白基因抗除草劑基因調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓，使植物抗干旱、抗鹽堿使植物抗寒使植物抗除草劑(三）抗逆轉(zhuǎn)基因植物鹽堿、干旱、低溫和澇害等成果：A.利用調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因，提高作物抗旱和抗鹽堿能力；B.將魚的抗凍蛋白基因轉(zhuǎn)入番茄，提高番茄的抗凍能力。C.將抗除草劑基因?qū)朕r(nóng)作物中，在噴灑除草劑時(shí)，殺死雜草而不殺死農(nóng)作物。人體（或其它脊椎動(dòng)物）必不可少，而機(jī)體內(nèi)又不能合成的，必須從食物中補(bǔ)充的氨基酸，稱必需氨基酸。必需氨基酸共有種：異亮氨酸、甲硫氨酸、

3、賴氨酸、纈氨酸、亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸。如果飲食中經(jīng)常缺少必需氨基酸，可影響健康。另外12種氨基酸是人體細(xì)胞能夠合成的叫做非必需氨基酸。（四）利用轉(zhuǎn)基因改良農(nóng)作物品質(zhì)你知道哪些食品中缺少必需氨基酸？如何用轉(zhuǎn)基因的方法加以改良？將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胫参锔淖儽匦璋被岷铣赏緩街心撤N關(guān)鍵酶的活性（四）利用轉(zhuǎn)基因改良農(nóng)作物品質(zhì)（四）利用轉(zhuǎn)基因改良農(nóng)作物品質(zhì)成果：A將富含賴氨酸的蛋白質(zhì)的編碼 基因?qū)胗衩?，獲得的轉(zhuǎn)基因 玉米賴氨酸含量提高30。 B將控制番茄成熟的基因帶入番 茄，獲得轉(zhuǎn)基因延熟番茄，儲(chǔ) 存期可以達(dá)2個(gè)月。 C將與植物花青素有關(guān)的基因?qū)?入矮牽牛中，轉(zhuǎn)基因矮牽牛

4、出 現(xiàn)顏色變異。 特點(diǎn)：發(fā)展較遲，應(yīng)用方面廣1、提高生長(zhǎng)速度2、改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)3、生產(chǎn)藥物4、作為器官移植的供體二動(dòng)物基因工程的應(yīng)用1.用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度原因：外源生長(zhǎng)激素基因的表達(dá)可以使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生長(zhǎng)更快轉(zhuǎn)基因鯉魚2.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)優(yōu)點(diǎn)：避免食物過(guò)敏、腹瀉、惡心等不適將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，轉(zhuǎn)基因牛的乳汁中乳糖的含量大大降低。3.用轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物生產(chǎn)藥物優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)量高、質(zhì)量好、 成本低、易提取方法：乳腺生物反應(yīng)器注意：雌性個(gè)體才能生產(chǎn)藥物就基因藥物而言，最理想的表達(dá)場(chǎng)所是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的乳腺。為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達(dá)場(chǎng)所呢？乳腺是一個(gè)外分泌器官，乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會(huì)影

5、響轉(zhuǎn)基因動(dòng)物本身的生理代謝反應(yīng)。從乳汁中獲取目的基因產(chǎn)物，產(chǎn)量高，易提純，表達(dá)的蛋白質(zhì)已經(jīng)過(guò)充分的修飾加工，具有穩(wěn)定的生物活性。從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產(chǎn)物的同時(shí)，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物又可無(wú)限繁殖。 將 基因與 等調(diào)控組件重組在一起，通過(guò) 等方法，導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的 中，將其送入母體，使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌乳期后，可以通過(guò)分泌乳汁生產(chǎn)所需要的藥品，稱為乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器。乳腺生物反應(yīng)器藥物蛋白乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子顯微注射受精卵操作過(guò)程：獲取目的基因（藥用蛋白基因）構(gòu)建基因表達(dá)載體（藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組）顯微注射（哺乳動(dòng)物受精卵中）形成胚胎將胚胎送

6、入母體動(dòng)物發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（只有在產(chǎn)下的雌性動(dòng)物個(gè)體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)）動(dòng)物進(jìn)入泌乳期（分泌的乳汁中包含所需要的藥物）4.用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體利用基因工程對(duì)豬的器官進(jìn)行改造方法：將器官供體基因組導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達(dá)或設(shè)法除去抗原決定基因，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官外源基因類型及舉例成果舉例1.提高動(dòng)物 生長(zhǎng)速度 _基因轉(zhuǎn)基因綿羊、轉(zhuǎn)基因鯉魚。2.改善畜產(chǎn)品 品質(zhì) _基因乳汁中含乳糖較少的轉(zhuǎn)基因牛。3.用轉(zhuǎn)基因動(dòng) 物生產(chǎn)藥物 藥用蛋白基因乳腺蛋白基因的_轉(zhuǎn)基因動(dòng)物具有_生物反應(yīng)器。4.用轉(zhuǎn)基因動(dòng) 物作器官移 植的供體外源的抑制抗原決

7、定基因表達(dá)的調(diào)節(jié)因子或除去供體的抗原決定基因無(wú)_的轉(zhuǎn)基因豬。二動(dòng)物基因工程的應(yīng)用外源生長(zhǎng)激素 腸乳糖酶 啟動(dòng)子 乳腺 免疫排斥反應(yīng) 可利用什么方法來(lái)解決上述問(wèn)題？ 利用基因工程方法制造“工程菌”， 可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。三、基因工程藥品異軍突起 在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素直接 從生物的組織、細(xì)胞或血液中提取。由于受原料來(lái)源的限制，價(jià)格十分昂貴。工程菌:用基因工程方法，使外源基因得到高效率表達(dá)的菌類細(xì)胞株系?；蚬こ趟幤钒ǎ杭?xì)胞因子（即淋巴因子如白細(xì)胞介素2、干擾素）、抗體、疫苗、激素等什么是工程菌，利用工程菌生產(chǎn)的藥物有哪些?一般臨床上使用的胰島素主要從

8、豬、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取45g胰島素。用該方法生產(chǎn)的胰島素產(chǎn)量低，價(jià)格昂貴，遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)需要。1979年，科學(xué)家將動(dòng)物體內(nèi)的胰島素基因與大腸桿菌DNA分子重組，并在大腸桿菌內(nèi)實(shí)現(xiàn)了表達(dá)?；蚬こ趟幤?胰島素 干擾素是病毒侵入細(xì)胞后產(chǎn)生的一種糖蛋白。幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一種抗病毒的特效藥。此外對(duì)治療某些癌癥和白血病也有一定療效。 傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法是從人血液中的白細(xì)胞內(nèi)提取，每300L血液只能提取出1mg干擾素。 基因工程藥品 干擾素 治療侏儒癥的唯一方法，是注射生長(zhǎng)激素。而生長(zhǎng)激素的獲得很困難。以前，要獲得生長(zhǎng)激素需解剖尸體，從大腦的底部摘取垂體，并從

9、中提取生長(zhǎng)激素。 現(xiàn)利用基因工程方法，將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長(zhǎng)激素。 人們從 450 L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長(zhǎng)激素，相當(dāng)于6萬(wàn)具尸體的全部產(chǎn)量。 基因工程藥品 生長(zhǎng)激素目前我國(guó)生產(chǎn)的基因工程藥物有白細(xì)胞介素-2、干擾素、乙肝疫苗等。1、基因治療概念：四、基因治療曙光初照 把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的，是治療遺傳病的最有效的手段。（把特定的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，從而達(dá)到治療疾病的目的）2、實(shí)例： 將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入取自患者的淋巴細(xì)胞中，再將這種淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)。對(duì)嚴(yán)重復(fù)合型免疫缺陷癥的治療 1990年9月1

10、4日，安德森對(duì)一例患ADA（腺苷酸脫氨酶）缺乏癥的4歲女孩進(jìn)行基因治療。這個(gè)4歲女孩由于遺傳基因有缺陷，自身不能生產(chǎn)ADA，先天性免疫功能不全，只能生活在無(wú)菌的隔離帳里。他們將這個(gè)女孩的白血球進(jìn)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輸入她左臂的一條靜脈血管中。在以后的10個(gè)月內(nèi)她又接受了7次這樣的治療，同時(shí)也接受酶治療。后來(lái)，她的免疫功能日趨健全，能夠走出隔離帳，過(guò)上了正常人的生活，并進(jìn)入普通小學(xué)上學(xué)。3、基因治療的類型體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞，進(jìn)行培養(yǎng)，然后在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。體內(nèi)基因治療：直接向

11、人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治病方法。（如將治療囊性纖維病的正?；蜣D(zhuǎn)入患者肺組織）4、基因治療的發(fā)展現(xiàn)狀：處于初期的臨床試驗(yàn)階段5、用于基因治療的基因種類：正常基因、反義基因和自殺基因基因診斷： 也稱為DNA診斷或基因探針技術(shù)，即在DNA水平分析檢測(cè)某一基因，從而對(duì)特定的疾病進(jìn)行診斷。探針制備：放射性同位素(如32P)、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子；原 理：利用DNA分子雜交原理；基因探針： 基因探針就是一段與目的基因或DNA互補(bǔ)的特異核苷酸序列。它包括整個(gè)基因，或基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之轉(zhuǎn)錄而來(lái)的RNA。基因診斷技術(shù)在什么方面發(fā)展迅速？ 在診斷遺傳性疾病方面發(fā)展迅速。目前已經(jīng)

12、可以對(duì)幾十種遺傳病進(jìn)行產(chǎn)前診斷。舉例珠蛋白的DNA探針 鐮刀狀細(xì)胞貧血癥苯丙氨酸羧化酶基因探針 苯丙酮尿癥白血病患者細(xì)胞中分離出的癌基因制備的DNA探針 白血病基因工程與食品業(yè)基因工程為食品工業(yè)中提供了什么前景？基因工程為人類開辟新的食物來(lái)源。雞蛋白基因在大腸桿菌和酵母菌中表達(dá)獲得成功。這表明，未來(lái)能用發(fā)酵罐培養(yǎng)的大腸桿菌或酵母菌來(lái)生產(chǎn)人類所需要的卵清蛋白。用基因工程的方法從微生物中獲得人們所需要的糖類、脂肪和維生素等產(chǎn)品?；蚬こ膛c環(huán)境保護(hù)基因工程在環(huán)保方面有什么應(yīng)用？ 用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。 用于被污染環(huán)境的凈化。通過(guò)基因工程方法怎樣進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)？ 例如：用DNA探針可以檢測(cè)飲用水中病毒的含量。此方法的特點(diǎn)是快速、靈敏，1噸水中有10個(gè)病毒也能檢測(cè)出來(lái)。通過(guò)基因工程方法怎樣凈化被污染的環(huán)境？用基因工程產(chǎn)物“超級(jí)細(xì)菌”分解石油，可以大大提高細(xì)菌分解石油的