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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,*,1.3,基因工程的应用,一、植物基因工程硕果累累,2001,年转基因作物种植面积最大的四个国家及其所占比例,美国,阿根廷,加拿大,中国,10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,主要用于,提高农作物抗逆能力、改良农作物品质、利用植物生产药物,1.,抗虫转基因植物,使用化学农药的弊端,解决这些弊端的途径,污染环境，损害人类健康，增加生产成本。,将具有杀虫活性的基因导入作物中，使其具有抗虫性。,抗虫目的基因,应用举例,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,抗虫水稻、棉花、玉米、马铃薯、烟草、番茄、大豆、苹果、核桃、菊花等,与对照组（黄色枯萎植株）,转基因抗虫水稻（绿色植株）,抗虫棉,普通棉,2.,抗病转基因植物,病原微生物,引起植物生病的微生物,如：病毒、真菌、细菌等。,抗病毒目的基因,最多：,病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因,举例,几丁质酶基因和抗毒素合成基因,抗病毒转基因小麦、抗病毒转基因甜椒,抗真菌目的基因,3.,抗逆转基因植物,造成低产、减产的常见因素,盐碱、干旱、低温、涝害等,盐碱、干旱对农作物的危害与什么有关,与细胞内渗透压调节有关,抗逆目的基因,抗盐碱和干旱作物,：,耐寒的番茄：,抗除草剂的大豆：,调节细胞渗透压的基因,鱼的抗冻蛋白基因,抗除草剂基因,3,、抗逆转基因植物,抗逆基因,作用,成果,调节细胞渗透压基因,改变细胞内渗透压，提高抗盐碱、抗旱能力,抗盐、抗旱烟草,抗冻蛋白基因,耐寒能力提高,耐寒番茄,抗除草剂基因,抗除草剂,抗除草剂玉米,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，,从根本上改变作物的特性,转基因抗除草剂玉米,喷洒除草剂时，杀死田间的杂草而不损伤作物,4.,利用转基因改良植物品种,使食品的营养成分均衡,将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，导入植物，或改变这种氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。,将富含氨基酸的蛋白质编码基因导入玉米，获得的转基因玉米中赖氨酸的含量提高,30%,。,转基因高赖氨酸玉米,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含量，如氨基酸、蛋白质,使果品延熟，便于储存,将控制番茄成熟的基因导入番茄，获得转基因延熟番茄。,转基因延熟番茄,丰富花品颜色，提高观赏价值。,将与植物花青素代谢有关的基因导入花卉植物矮牵牛中，转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色。,转基因矮牵牛,普通矮牵牛,转基因龙胆花色奇异,转基因蓝猪耳改变花色,转基因牵牛花改变了花色,异想天开,二、动物基因工程前景广阔,1.,用于提高动物生长速度,转基因鲤鱼,2.,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,将,肠乳糖酶,基因导入奶牛基因组，获得转基因牛的乳汁，降低乳糖含量,优点：,产量高、质量好、,成本低、易提取,方法：,乳腺生物反应器,（乳房生物反应器）,3.,用转基因动物生产药物,（重点）,获取目的基因,（例如血清蛋白基因）,构建基因表达载体,（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）,显微注射导入哺乳动物受精卵中,形成胚胎,将胚胎送入母体动物,发育成转基因动物,（只有在产下的雌性动物个体中，转入的基因才能表达）,4.,用于转基因动物作器官移植的供体,设想,建立器官移植工厂,动物基因工程,现实,用动物的器官解决人类器官来源问题,三、基因工程药物异军突起,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？,从生物的,组织、细胞,或,血液,中提取。,缺点,解决途径,由于受原材料来源的限制，,价格,十分,昂贵,。,利用,基因工程,方法制造“,工程菌,”，可,高效率,地生产出各种,高质量,、,低成本,的药品。,基因工程胰岛素（一）,胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、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。,胰岛素分子结构,基因工程胰岛素（二）,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！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了,30%-50%!,胰岛素生产车间,基因工程干扰素（一）,从人血中提取干扰素，,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,基因工程人工干扰素,-2b,（安达芬）是我国第一个全国产化基因工程人干扰素,-2b,，具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。,基因工程干扰素（二）,基因工程药品,生长激素,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。以前，要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底部,摘取垂体,，并从中提取生长激素。,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。,人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用,。,其它基因工程药物,四、基因治疗曙光初照,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。,举例：,复合型免疫缺陷,患者生存在无菌环境中,复合型免疫缺陷症患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被细菌或者病毒感染，就会发病死亡。这个病的机理是细胞的一个常染色体上,编码腺苷酸脱氨酶的基因,发生了突变。可以通过基因工程的方法治疗。,基因治疗的形式：,体外基因治疗,体内基因治疗,用于基因治疗的基因种类：,1,）用,正常基因,代替缺陷基因，或依靠其表达产物来弥补病变基因带来的缺陷。如血友病、地中海贫血病的治疗。,2,）,反义基因,。产生,mRNA,分子与病变的,mRNA,分子进行互补，阻断蛋白质的合成。,3,）,自杀基因,。编码可杀死癌变细胞的蛋白酶基因。,
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