基因工程的应用

3.1.33.1.3基因工程的应用基因工程的应用l植物基因工程硕果累累植物基因工程硕果累累l动物基因工程前景广阔动物基因工程前景广阔l基因工程药物异军突起基因工程药物异军突起l基因治疗曙光初照基因治疗曙光初照植物基因工程硕果累累植物基因工程硕果累累1 1、抗虫转基因植物、抗虫转基因植物已问世的转基因抗虫植物：已问世的转基因抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄、大棉、玉米、马铃薯、番茄、大豆、蚕豆、烟草、苹果、核桃、豆、蚕豆、烟草、苹果、核桃、杨、菊花等。杨、菊花等。用于杀虫的基因主要有：用于杀虫的基因主要有：BtBt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝聚素基因聚素基因2 2、抗病转基因植物、抗病转基因植物已问世的转基因抗病植物：已问世的转基因抗病植物：小麦、甜椒、番茄。小麦、甜椒、番茄。用于杀虫的基因主要有：用于杀虫的基因主要有：病毒外壳蛋白质基因、病毒病毒外壳蛋白质基因、病毒复制酶（这些基因的转化植物表复制酶（这些基因的转化植物表现出对同种病毒或相近病毒或病现出对同种病毒或相近病毒或病毒毒RNARNA侵染的高水平抗性侵染的高水平抗性）几丁质酶基因、抗毒素合成基因几丁质酶基因、抗毒素合成基因病毒外壳蛋白（病毒外壳蛋白（CPCP）基因）基因 1929 1929年麦克纳研究发现，当一种弱侵染年麦克纳研究发现，当一种弱侵染性病毒侵染烟草后在一定程度上能抵挡其它性病毒侵染烟草后在一定程度上能抵挡其它强病毒侵染，也就是说植物经病原物诱导后强病毒侵染，也就是说植物经病原物诱导后可产生一定的抗性。植物由此获得的抗性被可产生一定的抗性。植物由此获得的抗性被称之为诱导抗性。后来的研究证明：病毒的称之为诱导抗性。后来的研究证明：病毒的外壳蛋白在交叉保护现象中起着关键性作用。外壳蛋白在交叉保护现象中起着关键性作用。而且两种病毒之间的外壳蛋白成分及结构越而且两种病毒之间的外壳蛋白成分及结构越相似，交叉保护作用就越强。相似，交叉保护作用就越强。3 3、抗逆转基因植物、抗逆转基因植物 例如，将鱼的例如，将鱼的抗抗冻蛋白基因冻蛋白基因导人烟草导人烟草和番茄，使烟草和番和番茄，使烟草和番茄的耐寒能力均有提茄的耐寒能力均有提高。此外，将高。此外，将抗除草抗除草剂基因剂基因导人大豆、玉导人大豆、玉米等作物，喷洒除草米等作物，喷洒除草剂时，杀死田间杂草剂时，杀死田间杂草而不损伤作物。而不损伤作物。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 改造光合作用中起关键作用的改造光合作用中起关键作用的COCO2 2固定酶，固定酶，能提高植物对能提高植物对COCO2 2的固定效率；还可以通过增的固定效率；还可以通过增强植物对光能吸收与转化的功能来提高光合强植物对光能吸收与转化的功能来提高光合作用效率，提高作物的产量。作用效率，提高作物的产量。提高植物的光合作用效率提高植物的光合作用效率 延长果实的储藏期延长果实的储藏期 乙烯是催熟果实的乙烯是催熟果实的一种激素，在其形成过一种激素，在其形成过程中需要乙烯形成酶。程中需要乙烯形成酶。通过基因工程可以获得通过基因工程可以获得能抑制乙烯形成酶基因能抑制乙烯形成酶基因表达的植物新品种，这表达的植物新品种，这些转基因植物的果实既些转基因植物的果实既保持了原有的品质，又保持了原有的品质，又延长了储藏期。延长了储藏期。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转基因矮牵牛转基因矮牵牛动物基因工程前景广阔动物基因工程前景广阔1 1、用于提高动物的生长速度、用于提高动物的生长速度转基因鲤鱼（上）和同龄的鲤鱼（下）转基因鲤鱼（上）和同龄的鲤鱼（下）2 2、用于改善畜产品的品质、用于改善畜产品的品质 有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁，在其他营养成获得的转基因牛分泌的乳汁，在其他营养成分不受影响的情况下，乳糖的含量大大减低。分不受影响的情况下，乳糖的含量大大减低。乳糖乳糖乳糖酶乳糖酶半乳糖半乳糖3 3、用转基因动物生产药物、用转基因动物生产药物动物乳腺生物反应器技术基本成熟动物乳腺生物反应器技术基本成熟 基因来源：基因来源：药用蛋白基药用蛋白基因乳腺蛋因乳腺蛋白基因的启白基因的启动子等动子等（1 1）人体蛋白质基因之所以能）人体蛋白质基因之所以能“插入插入”到羊染色体内，原到羊染色体内，原因是因是 。人和羊人和羊DNADNA分子的空间结构、化学组成相同分子的空间结构、化学组成相同（2 2）从羊染色体中）从羊染色体中“剪下剪下”羊蛋白质基因的酶是。将羊蛋白质基因的酶是。将人体蛋白质基因人体蛋白质基因“插入插入”羊体细胞染色体中的酶是羊体细胞染色体中的酶是 。（3 3）将人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生）将人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生新的性状。这种变异属于新的性状。这种变异属于 。（4 4）假设人体蛋白质基因含有）假设人体蛋白质基因含有12 00012 000个碱基对，则该基因控个碱基对，则该基因控制合成的蛋白质共有个氨基酸。制合成的蛋白质共有个氨基酸。限制酶限制酶DNADNA连接酶连接酶基因重组基因重组4 0004 0004 4、用转基因动物作器官移植的供体、用转基因动物作器官移植的供体可长人耳的裸鼠可长人耳的裸鼠 5 5、各式各样的转基因动物、各式各样的转基因动物 利用转基因利用转基因工程菌工程菌来生产细胞因子、抗来生产细胞因子、抗体、疫苗、激素等等。体、疫苗、激素等等。基因工程药品异军突起基因工程药品异军突起基因治疗基因治疗概念：概念：将正常基因导入病人体内，使该基因将正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功效，从而达到治疗疾病的表达产物发挥功效，从而达到治疗疾病的目的。的目的。重度免疫缺陷症的临床基因治疗重度免疫缺陷症的临床基因治疗腺苷酸脱氨酶基因（腺苷酸脱氨酶基因（adaada）缺陷）缺陷实例实例1.1.该病治疗运用了基因工程技术，在这个实例该病治疗运用了基因工程技术，在这个实例中运载体是中运载体是 ，目的基因，目的基因是是 。目的基因的受体细胞。目的基因的受体细胞是是 。2.2.将转基因将转基因T T细胞多次回输到患者的体内，免细胞多次回输到患者的体内，免疫能力趋于正常是由于产生了疫能力趋于正常是由于产生了 。产生这。产生这种物质的两个基本步骤是种物质的两个基本步骤是 和和 。某种反转录病毒某种反转录病毒腺苷脱氨酶基因腺苷脱氨酶基因抗体抗体转录转录翻译翻译T T细胞细胞治疗方法：治疗方法：先将患者的先将患者的T T细胞细胞取出体外培养，然取出体外培养，然后用后用某种反转录病毒某种反转录病毒将正常的腺苷脱氨酶基因将正常的腺苷脱氨酶基因转入人工培养的转入人工培养的T T细胞中，再将转入的基因能表细胞中，再将转入的基因能表达的转基因达的转基因T T细胞注射到患者的体内，经过多次细胞注射到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。治疗，患者的免疫功能趋于正常。