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1、植物基因工程,动物基因工程,基因工程药物,基因治疗,应用,本节知识结构:,1.3 基因工程的应用,典型例子一：黄金大米事件,是一种转基因大米，由美国先正达公司研发。其不同于普通大米的主要功能是含有胡萝卜素，胡萝卜素在人体内会转化为维生素A，从而可以通过食用金大米来预防维生素A缺乏症。因为这种米外观为黄色，就被形象地称为“黄金大米”。质疑者认为黄金大米可能会严重威胁到环境和粮食安全，它也并不能解决造成维生素A缺乏症的根本原因贫困和缺乏多样化的饮食。,一、植物基因工程硕果累累,1、抗虫转基因植物,优点：,避免了使用农药对环境造成的污染，又大大降低了生产的成本。,常见的抗虫基因,Bt毒蛋白基因 蛋白
2、酶抑制剂基因 淀粉酶抑制剂基因 植物凝集素基因,2、抗病转基因植物,优点：,常见的抗病基因,克服了许多栽培作物由于自身缺乏抗病毒基因，难以培育抗病毒新品种的缺陷，为培育抗病毒新品种开辟了新的途径。,病毒外壳蛋白基因病毒的复制酶基因几丁质酶基因 抗毒素合成基因,3、其他抗逆转基因植物,优点：,常见的抗逆性基因,提高植物对环境的适应能力，从而提高农作物的产量。,转基因抗冻番茄,血液内的抗冻蛋白来降低体液的冰点，减少冰晶的生长速度，以防止因冻结而致死，因此抗冻蛋白引起了有,转基因荧光烟草,4、改良植物的品质,优点：,提高农产品的营养价值和花卉的观赏价值,转基因矮牵牛,夹竹桃,荧光鱼,荧光小鸡,培育玩
3、赏动物,动物物乳腺生物反应器是基于转基因技术平台，使外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺，利用动物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力，在动物的乳汁中生产一些具有重要价值产品的转基因动物的总称,二、动物基因工程前景广阔,1、提高动物生长速度,转基因鲤鱼（把草鱼的生长激素基因转移到鲤鱼身上）,报道，英国第四频道将在一个富有争议的电视秀中揭开一个转基因动物农场中的惊人内幕，这个电视秀将披露许多通过转基因技术、克隆技术和细胞更改技术饲养出来的古怪动物。其中包括 长着人类心脏的绵羊、 会吐蜘蛛丝的山羊、 在夜晚身体会发光的猪 、以及尺寸是普通奶牛三倍大的 “施瓦辛格”奶牛,2、改善畜产品质量,还
4、可用于培育具有抗病、高产仔率、高产奶率、高质量皮毛动物,如将肠乳糖酶基因导入牛的基因组，使转基因牛分泌含乳糖少的乳汁,Leonard 乳糖不耐症,3、生产药物,用基因工程技术培育转基因动物，当其进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁来生产各种药物（称为乳腺生物反应器）,能生产药物的牛,乳汁中分泌人凝血因子IX的转基因山羊,4、做器官移植的供体,优点,解决供体器官不足的问题,解决免疫排斥的难题,2009年9月28日消息，韩国转基因克隆猪“Ispig”19日诞生，它被移植了两种能去除免疫排斥反应的基因，属世界首例。目前这头猪正在健康成长。(CFP),韩国农村振兴厅26日宣布，一项将从转基因克隆小猪基诺(
5、Xeno)的后代身上摘取的心脏和肾脏移植于猴子的实验首次获得成功。在以往的动物实验中，移植了猪器官的狒狒大多会在1小时内死去。这便是在跨物种器官移植过程中所遇到的最棘手的问题“超急性排斥反应”。随着基因技术的发展，解决排斥反应的最根本办法就是将猪体内导致“超急性排斥反应”的-GAL基因用某种办法“敲除”掉。2009年9月19日，韩国国立畜产科学院培育出转基因克隆猪“Ispig”，它被移植了两种能去除免疫排斥反应的基因，因而成为世界首例。而用于此次器官移植手术中的克隆小猪于今年4月3日出生，它同样没有-GALl基因。 上月31日，建国大学尹益镇教授的研究小组在保留猴子心脏的情况下，将韩国国立畜产
6、科学院提供的迷你小猪的心脏连接到腹腔里边的血管。同时，摘除另一只猴子的一只肾，在其原有部位移植小猪的肾。接受小猪的心脏和肾脏的猴子分别存活了25天和26天。研究小组说，只要存活6天以上，即可认为防止了超急性免疫排斥反应。 继这次成功防止超急性排斥反应阶段之后，研究小组的下一个目标设定为，去除后续免疫排斥反应的异种动物器官移植。在现有阶段，如果移植异种动物器官，将会出现以急性、细胞性、慢性为序的免疫排斥反应。,典型例子：大肠杆菌生产胰岛素,三、基因工程药物异军突起,两种药品生产方法的比较:,利用基因工程方法培育“工程菌”，可以高效率地生产各种高质量、低成本的药品,单基因隐性遗传病：白化病,缺乏酪
7、氨酸酶,四、基因治疗曙光初照,基因治疗,是把健康的外源基因导入有基因缺陷的病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，达到治疗疾病的目的,方法：,体外基因治疗,体内基因治疗,1990年9月美国一个4岁的小女孩接受基因治疗取得了成功。她由于继承了父母亲的各自的一个缺损基因，患上腺苷脱氨酶缺乏所致的严重复合免疫缺损症（ADA缺陷症，SCID）。医生采用体外疗法，从患者身上取出外周血的淋巴细胞，把正常的基因引入淋巴细胞，然后把这些细胞注入血液中，4个月内重复了4次，经治疗后，该女孩已能正常生活并上学，疗效令人满意。这是第一个成功的基因治疗。,美国的4岁小女孩基因治疗时的靶细胞为什么不选造血干细胞？,造血干细胞作为靶细胞的缺点：骨髓造血干细胞比例仅占骨髓细胞的01，其培养和扩增技术要求高，成本也较昂贵：基因转移骨髓细胞的效率低，特别是灵长类造血干细胞基因转移效率低，基因的长期表达需进一步的研究；骨髓细胞的分化容易导致部分外源基因关闭或失活,被病毒感染的番茄,霜霉黄瓜叶片病害症状 根霉甘蓝软腐病,
