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1、基因工程的实际应用领域有： 农牧业、工业、环境、能源、医学卫生等应用生物：植物、动物、微生物一一、植物基因工程、植物基因工程转基因工程技术主要用于提高农作物的转基因工程技术主要用于提高农作物的 抗逆能力抗逆能力, ,以及以及改良农作物的品质改良农作物的品质和利用植和利用植 物物生产药物生产药物等方面。等方面。1、抗虫转基因植物 2、抗病转基因植物 3、抗逆转基因植物 4、利用转基因改良植物的品质1.1.抗虫转基因植物抗虫转基因植物优点：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
2、型例子：转基因抗虫棉Bt毒蛋白基因2.2.抗病转基因植物抗病转基因植物抗病基因：病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因.抗真菌基因：几丁质酶基因、抗毒素合成基因.3.3.抗逆转基因植物抗逆转基因植物转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯特点：导入另一种 生物的优良性 状基因，获得 新性状抵抗恶 劣环境因素， 从根本上改变从根本上改变 作物的特性作物的特性4.4.利用转基因改良植物的品质利用转基因改良植物的品质不会引起过敏的转基因大豆优点：改善粮食作物的营养成分改善粮食作物的营养成分 含量，如氨基酸、蛋白质含量，如氨基酸、蛋白质转基因蓝玫瑰优点：提高花卉的观赏价值二、动物基因工程前景广阔
3、二、动物基因工程前景广阔特点：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1.1.用于提高动物生长速度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2.2.用于改善畜产品的品质用于改善畜产品的品质优点：避免食物过敏、腹泻、恶心等不适转基因牛的 乳汁，降低 乳糖含量3.3.用转基因的动物生产药物用转基因的动物生产药物（重点）（重点）优点：产量高、质量好、成本低、易提取方法：乳腺生物反应器膀胱生物反应器注意：雌性个体才能生产药物(1)概念：将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的 启动子等调控组件重组在一起，通过显微注
4、射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，将受 精卵送入母体，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。(2) 优点： 产量高；质量好；成本低；易提取。 为什么乳腺能成为基因药物最理想的表为什么乳腺能成为基因药物最理想的表 达场所呢？达场所呢？乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体 内循环，内循环，不会影响不会影响转基因动物本身的生理转基因动物本身的生理 代谢反应。代谢反应。从乳汁中获取目的基因产物，从乳汁中获取目的基因产物，产量高产量高， 易提纯易提纯，表达的蛋白质已经过充分的，表达的蛋白质
5、已经过充分的修饰修饰 加工加工，具有稳定的生物活性。，具有稳定的生物活性。从乳汁中从乳汁中源源不断源源不断获得目的基因的产物获得目的基因的产物 的同时，转基因动物又可无限繁殖。的同时，转基因动物又可无限繁殖。 过程： 1、重组药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的 启动子 2、用显微注射法导入到受精卵 3、将受精卵送入母体生长发育 4、转基因动物进入泌乳期后，提取乳汁产物： 抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、-抗胰蛋白酶繁殖具有繁殖具有抗病能力抗病能力、高产仔率高产仔率、高产奶率高产奶率 和和高质量的皮毛高质量的皮毛等优良品质的等优良品质的转基因动物转基因动物。该过程的重要步骤是通过该过程的重要步骤是通过
6、感染感染或或显微注射显微注射 技术技术将重组将重组DNADNA转移到动物受精卵中。转移到动物受精卵中。基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么？基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么？将人的将人的生长激素生长激素 基因基因和牛的生长激素和牛的生长激素 基因分别注射到小白基因分别注射到小白 鼠受精卵中，得到的鼠受精卵中，得到的 “超级小鼠超级小鼠”。 基因工程药品基因工程药品 生长激素生长激素治疗侏儒症治疗侏儒症的的唯一方法唯一方法，是向人体注射生，是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，要长激素。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，从大脑的底部获得生长激素，需解
7、剖尸体，从大脑的底部摘摘取垂体取垂体，并从中提取生长激素。，并从中提取生长激素。现可利用基因工程方法，将人的现可利用基因工程方法，将人的生长激素生长激素基因导入大肠杆菌基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。人中，使其生产生长激素。人们从们从450L450L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于相当于6 6万具尸体的全部产量。万具尸体的全部产量。 4.4.用转基因的动物作器官移植的供体用转基因的动物作器官移植的供体针对器官短缺的世界性难题，人们把目光移向寻求可替代的移植器官，由于猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似，且猪的体内隐藏的可导致人类疾病的病毒远远少于
8、灵长类动物，科学家将目光集中在猪的身上。目前，科学家试图利用基因工程的方法对猪的器官进行改造，采用的方法是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。 在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、 干扰素直接生物体的哪些结构中提取？干扰素直接生物体的哪些结构中提取？药品直接从生物的药品直接从生物的组织组织、细胞细胞或或血液血液中提取中提取 。 传统生产方法的缺点传统生产方法的缺点由于受原料来源的限制，由于受原料来源的限制，价格价格十分十分昂贵昂贵。 可利用什么方法来
9、解决上述问题？可利用什么方法来解决上述问题？利用利用基因工程基因工程方法制造方法制造“ “工程菌工程菌” ”，可，可高效率高效率 地生产出各种地生产出各种高质量高质量、低成本低成本的药品。的药品。三、基因工程药品异军突起三、基因工程药品异军突起胰岛素从猪、牛等动物的胰 腺中提取，100Kg胰腺只能提取4- 5g的胰岛素，其产量之低和价格 之高可想而知。将合成的胰岛素 基因导入大肠杆菌， 每2000L培养液就能产 生100g胰岛素！使其 价格降低了30%-50%!基因工程药品基因工程药品 胰岛素胰岛素2DNA 质粒细菌细胞DNA人体细胞胰岛素基因限制酶限制酶胰岛素利用生物工程获得胰岛素1从人血中
10、提取干扰素 ，300L血才提取1mg！通过基因工程 的方式创造了能合 成人干扰素的大肠 杆菌，每1Kg的培 养液可提取20 40mg干扰素人 造 血 液 及 其 生 产基因工程药品基因工程药品 干扰素干扰素基因诊断：基因诊断：也称为也称为DNADNA诊断诊断或或基因探针技术基因探针技术，即在，即在DNADNA水平分析检测某一基因，从而对特定的疾水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。病进行诊断。探针制备：探针制备：放射性同位素放射性同位素( (如如3232P)P)、荧光分子荧光分子等等标记的标记的DNADNA分子；分子；原原 理：理：利用利用DNADNA分子杂交原理分子杂交原理；四、基
11、因治疗曙光初照四、基因治疗曙光初照基因探针：基因探针： 基因探针就是一段与目的基因或基因探针就是一段与目的基因或DNADNA互补互补的的特异核苷酸序列特异核苷酸序列。它包括整个基因，或基。它包括整个基因，或基因的一部分；可以是因的一部分；可以是DNADNA本身，也可以是由本身，也可以是由之转录而来的之转录而来的RNARNA。DNADNA分子杂交原理：分子杂交原理：DNADNA分子杂交是基因诊断最基本的方法之分子杂交是基因诊断最基本的方法之 一。其基本原理是：一。其基本原理是：互补的互补的DNADNA单链单链能够在一能够在一 定条件下定条件下结合成双链结合成双链，即能够进行杂交。这种，即能够进行
12、杂交。这种 结合是结合是特异特异的，即严格按照碱基互补配对进行的，即严格按照碱基互补配对进行 。因此，当用一段。因此，当用一段已知基因的核苷酸序列作为已知基因的核苷酸序列作为 探针探针，与被测基因进行接触，若两者的碱基完，与被测基因进行接触，若两者的碱基完 全配对成双链，则表明被测基因中含有已知的全配对成双链，则表明被测基因中含有已知的 基因序列。基因序列。基因诊断技术在什么方面发展迅速？基因诊断技术在什么方面发展迅速？在在诊断遗传性疾病诊断遗传性疾病方面发展迅速。目前已经方面发展迅速。目前已经 可以对几十种遗传病进行可以对几十种遗传病进行产前诊断产前诊断。举例举例珠蛋白的珠蛋白的DNADNA
13、探针探针 镰刀状细胞贫血症镰刀状细胞贫血症苯丙氨酸羧化酶基因探针苯丙氨酸羧化酶基因探针 苯丙酮尿症苯丙酮尿症白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的DNADNA 探针探针 白血病白血病基因治疗：基因治疗：是指是把是指是把健康的外源基因导入有基因缺陷健康的外源基因导入有基因缺陷 的细胞的细胞中，达到治疗疾病的目的。中，达到治疗疾病的目的。实例：实例：美国马里兰州一女孩，免疫缺陷，只能呆在 无菌室。检查发现体内缺少腺苷酶，原因是缺乏表达 合成腺苷酶的基因。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。患半乳糖血症的患者，由于细胞内半乳糖
14、患半乳糖血症的患者，由于细胞内半乳糖 苷转移酶苷转移酶基因缺陷基因缺陷而缺少半乳糖苷转移酶而缺少半乳糖苷转移酶 ，使过多的半乳糖在体内积聚，引起肝、，使过多的半乳糖在体内积聚，引起肝、 脑等功能受损。脑等功能受损。19711971年，美国科学家在体外做了试验，用年，美国科学家在体外做了试验，用 带有半乳糖苷转移酶基因的噬菌体侵染患带有半乳糖苷转移酶基因的噬菌体侵染患 者的离体组织细胞者的离体组织细胞，结果发现这些组织细，结果发现这些组织细 胞能够利用半乳糖了。这表明，用基因替胞能够利用半乳糖了。这表明，用基因替 换的方法治疗这种遗传病是可能的。换的方法治疗这种遗传病是可能的。取患者 骨髓分离干
15、 细胞病毒正常基因并入正常基因 的干细胞注入患 者体内P53基因病 毒P53蛋白膜瘤细胞变小基因治疗的类型体外基因治疗：体内基因治疗：基因治疗的发展现状：处于初期的临床试验 阶段用于基因治疗的基因种类：正常基因反义基因自杀基因基因工程与食品业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？基因工程为食品工业中提供了什么前景？基因工程为人类开辟基因工程为人类开辟新的食物来源新的食物来源。鸡蛋白基因鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中表达获得成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酵母菌来生产人类所
16、需要的卵清蛋白卵清蛋白。用基因工程的方法用基因工程的方法从微生物中获得从微生物中获得人们所需要人们所需要的的糖类糖类、脂肪脂肪和和维生素维生素等产品。等产品。基因工程与环境保护基因工程与环境保护基因工程在环保方面有什么应用？基因工程在环保方面有什么应用？ 用于用于环境监测环境监测。 用于被污染用于被污染环境的净化环境的净化。通过基因工程方法怎样进行环境监测？通过基因工程方法怎样进行环境监测？例如：用例如：用DNADNA探针探针可以检测可以检测饮用水中病毒饮用水中病毒的的 含量。此方法的特点是含量。此方法的特点是快速快速、灵敏灵敏，1 1吨水中有吨水中有 1010个病毒也能检测出来。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？通过基因工程方法怎样净化被污染的环境？用基因工程产物用基因工程产物“超级细菌超级细菌”
