基因工程的應(yīng)用改第一頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五一、轉(zhuǎn)基因生物1、定義：是指利用基因工程技術(shù)導(dǎo)入外源基因培育出的能夠?qū)⑿滦誀罘€(wěn)定地遺傳給后代的基因工程生物。2、優(yōu)點(diǎn)：能打破常規(guī)種難以突破的物種之間的界限。第二頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五二、植物基因工程的成果轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)主要用于提高濃作物的抗逆能力,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.第三頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五1.抗蟲轉(zhuǎn)基因植物第四頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五抗蟲基因:Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶酶抑制劑基因、植物凝集素基因第五頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五2.抗病轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒第六頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯第七頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五抗病基因:病毒外殼蛋白基因、病毒的復(fù)制酶基因、幾丁質(zhì)酶基因、抗毒素合成基因第八頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五3.其他抗逆轉(zhuǎn)基因植物第九頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五抗逆基因:調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因、抗凍蛋白基因、抗除草劑基因第十頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五4.利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高作物產(chǎn)量將固氮細(xì)菌中固氮基因轉(zhuǎn)移到非豆科作物的細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)而培育出具有生物固氮能力的非豆科農(nóng)作物。第十一頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五5.利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)將富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胗衩?，獲得的轉(zhuǎn)基因玉米中賴氨酸的含量比對照30%第十二頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五將與植物花青素代謝有關(guān)的基因?qū)氚珷颗Ｖ?，轉(zhuǎn)基因矮牽牛呈現(xiàn)出自然界沒有的顏色變異，大大提高了花卉的觀賞價(jià)值。第十三頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五是指把人或哺乳動物的某種基因?qū)氲讲溉閯游?如鼠、兔、羊和豬)的受精卵里，目的基因若與受精卵染色體DNA整合，細(xì)胞分裂時(shí)，該基因隨染色體的倍增而倍增，使每個細(xì)胞中都帶有目的基因，使性狀得以表達(dá)，并穩(wěn)定地遺傳給后代，從而獲得基因產(chǎn)品。這樣一種新的個體，稱為轉(zhuǎn)基因動物。什么叫轉(zhuǎn)基因動物？三、動物基因工程前景廣闊第十四頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五三、動物基因工程前景廣闊1.用于提高動物生長速度生長快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)第十五頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五2.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級羊和超級小鼠第十六頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五

將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中的乳糖的含量大大減低。第十七頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五3.用于提高抗病能力

現(xiàn)已培育出抗豬瘟病毒的轉(zhuǎn)基因豬和抗口蹄疫病毒的轉(zhuǎn)基因兔。第十八頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五4.用于生產(chǎn)藥用蛋白乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)將藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因等調(diào)控組件重組在一起，通過顯微注射等方法，導(dǎo)入受精卵中，將受精卵送入母體內(nèi)，使其生長發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物。第十九頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五

1）乳腺是一個外分泌器官，乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會影響轉(zhuǎn)基因動物本身的生理代謝反應(yīng)。

2）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)過充分的修飾加工，具有穩(wěn)定的生物活性。

3）從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產(chǎn)物的同時(shí)，轉(zhuǎn)基因動物又可無限繁殖。為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達(dá)場所呢？第二十頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五①外源基因：藥用蛋白基因動物反應(yīng)器②表達(dá)條件：藥用蛋白基因藥用蛋白基因+乳腺蛋白基因（膀胱內(nèi)表達(dá)相應(yīng)基因）+啟動子③受體生物：牛羊等④方法：顯微注射法第二十一頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五5.用轉(zhuǎn)基因動物做器官移植的供體導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠第二十二頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五

將供體器官的基因組導(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。第二十三頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五四.基因工程在藥品衛(wèi)生上的應(yīng)用1.利用工程菌生產(chǎn)基因工程藥品第二十四頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素直接生物體的哪些結(jié)構(gòu)中提取？藥品直接從生物的組織、細(xì)胞或血液中提取。傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的缺點(diǎn)由于受原料來源的限制，價(jià)格十分昂貴?？衫檬裁捶椒▉斫鉀Q上述問題？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。第二十五頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五胰島素是治療糖尿病的特效藥。一般臨床上使用的胰島素主要從豬、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4~5g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)不能滿足社會需要。1979年，科學(xué)家將動物體內(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)。1982年，美國一家基因公司用基因工程方法生產(chǎn)的胰島素投入市場，售價(jià)降低了30%~50%?；蚬こ趟幤贰葝u素第二十六頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五干擾素是病毒侵入細(xì)胞后產(chǎn)生的一種糖蛋白。干擾素幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一種抗病毒的特效藥。此外干擾素對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。1980~1982年，科學(xué)家用基因工程方法在大腸桿菌及酵母菌細(xì)胞內(nèi)獲得了干擾素，是傳統(tǒng)的生產(chǎn)量的12萬倍。1987年上述干擾素大量投放市場?；蚬こ趟幤贰蓴_素第二十七頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五

治療侏儒癥的唯一方法，是向人體注射生長激素。而生長激素的獲得很困難。以前，要獲得生長激素，需解剖尸體，從大腦的底部摘取垂體，并從中提取生長激素。現(xiàn)可利用基因工程方法，將人的生長激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長激素。人們從450L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長激素，相當(dāng)于6萬具尸體的全部產(chǎn)量?；蚬こ趟幤贰L激素第二十八頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五1.基因診斷：（1）概念：也稱為DNA診斷或基因探針技術(shù)，即在DNA水平分析檢測某一基因，從而對特定的疾病進(jìn)行診斷。

五、基因治療曙光初照基因探針：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)錄而來的RNA。第二十九頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五（3）原理：利用DNA分子雜交原理；（2）探針制備：放射性同位素(如32P)、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子；第三十頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五DNA分子雜交原理：

DNA分子雜交是基因診斷最基本的方法之一。其基本原理是：互補(bǔ)的DNA單鏈能夠在一定條件下結(jié)合成雙鏈，即能夠進(jìn)行雜交。這種結(jié)合是特異的，即嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)配對進(jìn)行。因此，當(dāng)用一段已知基因的核苷酸序列作為探針，與被測基因進(jìn)行接觸，若兩者的堿基完全配對成雙鏈，則表明被測基因中含有已知的基因序列。第三十一頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五基因診斷技術(shù)在什么方面發(fā)展迅速？（4）發(fā)展：在診斷遺傳性疾病方面發(fā)展迅速。目前已經(jīng)可以對幾十種遺傳病進(jìn)行產(chǎn)前診斷。

1）β—珠蛋白的DNA探針→鐮刀狀細(xì)胞貧血癥

2）苯丙氨酸羧化酶基因探針→苯丙酮尿癥

3）白血病患者細(xì)胞中分離出的癌基因制備的DNA探針→白血病舉例第三十二頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五2.基因治療：（1）概念：是指是把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。（2）種類：①體外基因治療：先從病人內(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)，然后重新輸入患者體內(nèi)。②體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治療方法。第三十三頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五基因治療實(shí)例：患半乳糖血癥的患者，由于細(xì)胞內(nèi)半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因缺陷而缺少半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶，使過多的半乳糖在體內(nèi)積聚，引起肝、腦等功能受損。

1971年，美國科學(xué)家在體外做了試驗(yàn)，用帶有半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因的噬菌體侵染患者的離體組織細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些組織細(xì)胞能夠利用半乳糖了。這表明，用基因替換的方法治療這種遺傳病是可能的。第三十四頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五基因治療實(shí)例：

1990年9月，研究人員將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入取自患者的淋巴細(xì)胞中，使淋巴細(xì)胞能夠產(chǎn)生腺苷酸脫氨酶。然后，再將這種淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)。半年后，在患者的血液中檢測出了被改造的淋巴細(xì)胞，患者體內(nèi)產(chǎn)生的腺苷酸脫氨酶也越來越多，產(chǎn)生抗體的能力顯著改變。第三十五頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五六、基因工程與環(huán)境保護(hù)1）用于環(huán)境監(jiān)測。2）用于被污染環(huán)境的凈化。1.應(yīng)用：例如：用DNA探針可以檢測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個病毒也能檢測出來。2.監(jiān)測：第三十六頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五

1）用基因工程產(chǎn)物——“超級細(xì)菌”分解石油，可以大大提高細(xì)菌分解石油的效率。具體方法：將能分解三種烴類的假單孢桿菌的基因都轉(zhuǎn)移到能分解另一種烴類的假單孢桿菌內(nèi)，創(chuàng)造出了能同時(shí)分解四種烴類的“超級細(xì)菌”。

2）用基因工程培養(yǎng)出“吞噬”汞和降解土壤中DDT的細(xì)菌，以及能夠凈化鎘污染的植物。

3）通過基因重組構(gòu)建新的殺蟲劑，取代生產(chǎn)過程中耗能多、易造成環(huán)境污染的農(nóng)藥，并試圖通過基因工程回收和利用工業(yè)廢物。3.凈化：第三十七頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五1基因治療是指（）A、把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的B.

對有缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常，達(dá)到治療疾病的目的C.

運(yùn)用人工誘變的方法，使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因突變回復(fù)正常D.

運(yùn)用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，達(dá)到治療疾病的目的第三十八頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五2在人類染色體DNA不表達(dá)的堿基對中，有一部分是串聯(lián)重復(fù)的短序列，它們在個體之間有顯著的差異性，這種短序列可用于A．生產(chǎn)基因工程藥物B．偵查罪犯C．遺傳病的產(chǎn)前診斷D．基因治療

第三十九頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五3基因探針的組成不可能是A整個基因，或基因的一部分；B可以是DNA本身，C也可以是由之轉(zhuǎn)錄而來的RNA。D一條多肽第四十頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五4我國科學(xué)家成功地將人的抗病毒干擾素基因轉(zhuǎn)移到煙草DNA分子上，從而使煙草獲得了抗病毒的能力。這項(xiàng)技術(shù)所依據(jù)的遺傳學(xué)原理主要是A．堿基的互補(bǔ)配對原則B．中心法則C．基因分離定律D．基因自由組合定律

第四十一頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期五5下圖示一項(xiàng)重要生物技術(shù)的關(guān)鍵步驟，字母X可能代表A．不能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞；B．能合成抗體的人類細(xì)胞；C．能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞； D．不能合成抗生素的人類細(xì)胞

人胰島素基因切開的質(zhì)粒酶插入細(xì)菌細(xì)胞細(xì)胞分裂第四十二頁，共四十四頁，編輯于2023年，星期