1.3基因工程的应用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,基因工程的应用,一,、,植物基因工程,硕果累累,植物基因工程技术：,1.提高农作物的抗逆能力,2.改良农作物的品质,3.利用植物生产药物,（一）抗虫转基因植物,1、使用化学农药的缺点：,造成环境污染,损害人类健康,增加生产成本,2、用于杀虫的基因主要是：,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,3、成果：,抗虫害的玉米,抗虫棉叶子,正常棉叶子,（二）抗病转基因植物,抗烟草花叶病毒转基因甜椒,抗病毒转基因西葫芦,1、植物的病原微生物：病毒、真菌和细菌等,2、抗病转基因植物所采用的基因：,病毒外壳蛋白基因,病毒的复制酶基因,3、抗真菌的基因：,几丁质酶基因,抗毒素合成基因,（三）其他抗逆转基因植物,耐寒、耐旱转基因水稻,（四）利用转基因改良植物的品质,含大量维生素的转基因玉米,抗癌抗衰老的紫色西红柿,转入维生素A合成酶基因的大米,转基因矮牵牛,转基因蓝玫瑰,转入荧光酶的转基因烟草苗,练习,1、1993年，我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源于,A. 普通棉花的基因突变,B.棉铃虫变异形成的致死基因,C.寄生在棉铃虫体内的线虫,D.苏云金芽孢杆菌体内的抗虫基因,2、植物基因工程技术应用包括, 培育抗虫农作物 培育抗病农作物, 培育抗盐农作物 提高玉米中的赖氨酸含量 培育耐储存番茄 让植物生产药物,A.只有 B. ,C. D. ,1.用于提高动物生长速度,二,、,动物基因工程,前景广阔,转入,外源生长激素基因,的“超级小鼠”,转基因绵羊,转基因鲤鱼,2.用于改善畜产品的品质,“乳糖不耐症”,乳糖含量低的奶牛：,将,肠乳糖酶,基因导入奶牛基因组,3.用转基因的动物生产药物,人治疗性抗体转基因奶牛,含有人凝血因子,的转基因羊,乳腺生物反应器生产抗凝血酶,蛋白,4.用转基因的动物作器官移植的供体,导入人基因具特殊用途的猪和小鼠,器官供体：抑制或除去抗原决定基因,选择猪的器官做人的器官替代品的原因：,其内脏构造、大小、血管分布与人相似；,体内隐藏的致病基因少。,为解决免疫排异反应采取的方法：,向器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达；,设法除去抗原决定基因。,练习,3、1982年，美国科学家运用基因工程技术得到体型巨大的“超级小鼠”，其操作方法是,A.把牛的生长激素基因和大象的生长激素基因分别注入到小白鼠的受精卵中,B.把人的生长激素基因和牛的生长激素基因分别注入到小白鼠的受精卵中,C.把植物细胞分裂素基因和生长素基因分别注入到小白鼠的受精卵中,D.把人的生长激素基因和牛的生长激素基因分别注入到小白鼠的卵细胞中,4、下列关于乳腺生物反应器的说法中，不正确的是,A.利用转基因哺乳动物乳腺的分泌功能产生产品,B.分泌的乳汁中含有目的基因,C.在泌乳期可以产生乳汁,D.乳腺生物反应器是将目的基因转入哺乳动物受精卵获得的,三、基因工程药品异军突起,基因工程肝炎疫苗,基因工程药物发酵设备,胰岛素是,治疗糖尿病,的,特效药,。一般临床上使用的胰岛素主要从,猪、牛等家畜的胰腺,中提取，一名糖尿病患者每年需用的胰岛素需要从40头牛或50头猪的胰脏中才能提取到。1978年，科学家将动物体内的,胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组,，用2000ml 大肠杆菌发酵液得到100kg胰岛素。1982年，美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市场，售价降低了30%50%。,基因工程药品 胰岛素,治疗侏儒症,的,唯一方法,，是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。治疗一名侏儒症患者每年需要从80具尸体的脑下,垂体,中提取生长激素。,现可利用基因工程方法，将人的,生长激素基因导入大肠杆菌,中，使其生产生长激素。人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于6万具尸体的全部产量。,基因工程药品,生长激素,干扰素是,病毒侵入细胞后产生,的一种,糖蛋白,。干扰素几乎能,抵抗所有,病毒引起的,感染,，是一种,抗病毒,的,特效药,。此外干扰素对,治疗,某些,癌症,和,白血病,也有一定疗效。,传统的干扰素生产方法是从人血液中的,白细胞内提取,，每300L血液只能提取出1mg干扰素。19801982年，科学家用基因工程方法在,大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素,，是传统的生产量的12万倍。1987年上述干扰素大量投放市场。,基因工程药品,干扰素,基因工程干扰素,传统疫苗存在许多缺点：生产过程需,大量繁殖病原体,，对工作人员,健康造成很大威胁,；病原体的减毒、灭活有可能,不够彻底,，导致接种者,直接感染,。,基因工程疫苗,：将起关键作用的、序列保守的蛋白质基因重组到细菌或真核细胞内，生产蛋白质，制作成疫苗。它不使用病原体本身，所以,安全,，还可以把不同病原体的抗原基因重组到同一受体细胞，生产,多价疫苗,。,基因工程药品,基因工程疫苗,基因工程艾滋病疫苗,基因工程乙肝疫苗,练习,5、基因工程制药是制药行业一支新军。下列关于基因工程制药的说法中，错误的是,A.基因工程制药通常用工程菌生产药物,B.第一种基因工程药物是重组人胰岛素,C.基因工程药物与自然药物相比，疗效不如自然药物,D.基因工程药物包括细胞因子、抗体、疫苗、激素等,基因诊断：,也称为,DNA诊断,或,基因探针技术,，即在DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。,探针制备：,放射性同位素(如,32,P)、荧光分子,等标记的DNA分子；,原 理：利用,DNA分子杂交原理,；,四,、基因治疗曙光初照,基因探针：,基因探针就是一段与目的基因或DNA互补的,特异核苷酸序列,。它包括整个基因，或基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之转录而来的RNA。,DNA,分子杂交原理：,DNA分子杂交是基因诊断最基本的方法之一。其基本原理是：,互补的DNA单链,能够在一定条件下,结合成双链,，即能够进行杂交。这种结合是,特异,的，即严格按照碱基互补配对进行。因此，当用一段,已知基因的核苷酸序列作为探针,，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基因序列。,基因诊断技术在什么方面发展迅速？,在,诊断遗传性疾病,方面发展迅速。目前已经可以对几十种遗传病进行,产前诊断,。,1）珠蛋白的DNA探针 镰刀状细胞贫血症,2）苯丙氨酸羧化酶基因探针 苯丙酮尿症,3）白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的DNA探针 白血病,举例,基因治疗：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。,是指是把,健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞,中，达到治疗疾病的目的。,患半乳糖血症的患者，由于细胞内半乳糖苷转移酶,基因缺陷,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、脑等功能受损。,1971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者的离体组织细胞,，结果发现这些组织细胞能够利用半乳糖了。这表明，用基因替换的方法治疗这种遗传病是可能的。,首例基因治疗的,受益者,（,美国1990年,）,到1998年底，世界范围内累计3134人接受了基因转移试验,1990年美国国立卫生,研究院,治愈一位“重症联合免疫缺陷综合症”的4岁女孩,基因治疗：用一个正常的基因来代替缺陷基因,ADA基因缺陷,ADA：腺苷酸脱氨酶,基因治疗的分类,体外基因治疗,：先从病人,体内,获取某种细胞，例如T淋巴细胞，进行培养，然后，在,体外,完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。,体内基因治疗,：直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。,练习,6、基因治疗是把健康的外源基因导入,A.有基因缺陷的细胞中,B.有基因缺陷的染色体中,C.有基因缺陷的细胞器中,D.有基因缺陷的DNA分子中,五、基因工程与食品业,基因工程为人类开辟,新的食物来源,。,1）,鸡蛋白基因,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酵母菌来生产人类所需要的,卵清蛋白,。,2）用基因工程的方法,从微生物中获得,人们所需要的,糖类,、,脂肪,和,维生素,等产品。,基因工程为食品工业中提供了什么前景？,六、基因工程与环境保护,1）用于,环境监测,。,2）用于被污染,环境的净化,。,基因工程在环保方面有什么应用？,例如：用,DNA探针,可以检测,饮用水中病毒,的含量。此方法的特点是,快速,、,灵敏,，1吨水中有10个病毒也能检测出来。,通过基因工程方法怎样进行环境监测？,1）用基因工程产物“,超级细菌,”分解石油，可以大大提高细菌分解石油的效率。具体方法：将能分解三种烃类的,假单孢杆菌,的基因都转移到能分解另一种烃类的假单孢杆菌内，创造出了能同时分解四种烃类的“超级细菌”。,2）用基因工程培养出,“吞噬”汞和降解土壤,中,DDT,的,细菌,，以及能够,净化镉污染,的,植物,。,3）通过基因重组构建新的,杀虫剂,，取代生产过程中耗能多、易造成环境污染的农药，并试图通过基因工程,回收和利用工业废物,。,通过基因工程方法怎样净化被污染的环境？,