1.3基因工程的应用

1.3基因工程的应用一、植物基因工程硕果累累在农业中的应用发展迅速1、抗虫转基因植物已问世的主要转基因抗虫植物有水稻、棉、玉米、马铃薯、番茄、大豆、蚕豆、烟草、苹果、核桃、杨、菊花和白花三叶草等。抗虫棉抗虫玉米转入苏云金芽孢杆菌的抗虫基因（Bt毒蛋白基因）用于杀虫的基因主要是Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因和植物凝集素基因等。2、抗病转基因植物抗病转基因植物所采用的基因，最多的是病毒的外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；抗真菌转基因植物中可使用的有几丁质酶基因和抗毒素合成基因。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3、抗逆转基因植物利用可以调节细胞渗透压的基因（1）培育抗盐碱和抗干旱植物（2）培育抗寒植物转鱼抗冻蛋白基因的番茄转基因抗除草剂玉米（3）培育抗除草剂植物左侧：喷除草剂后，转基因玉米正常生长，杂草全部死亡。右侧：未喷除草剂，杂草丛生。4、利用转基因改良植物的品质不会引起过敏的转基因大豆转基因高赖氨酸玉米（导入富含赖氨酸的蛋白质编码基因）导入与植物花青素代谢有关的基因，形成转基因矮牵牛基因改良转基因龙胆花色奇异转基因蓝猪耳改变花色1、用于提高动物生长速度二、动物基因工程前景广阔2、用于改善畜产品的品质将肠乳糖酶基因导入奶牛，转基因奶牛分泌的乳汁，乳糖含量降低，营养成分不变。会发光的转基因鱼，增强了观赏性3、用转基因动物生产药物乳腺生物反应器药用蛋白基因受精卵转基因动物发育成分泌乳汁（含药用蛋白）乳腺蛋白基因的启动子结合显微注射导入乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)1）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。2）从乳汁中获取目的基因产物，质量好，产量高，易提纯，成本低。3）从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可不断繁殖。为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？4.用转基因动物做器官移植的供体左图为2001年12月底出生的5只可爱的转基因克隆小猪。据培育者英国PPL医疗公司称，这些转基因小猪将为研究和“生产”适用于人体移植手术使用的动物器官提供巨大的帮助。导入人基因的猪供体动物：存在的难题：解决方法：猪免疫排斥将供体基因组导入某种基因调节因子，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。我国生产的部分基因工程疫苗和药物传统药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。三、基因工程药物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（相当于2t猪胰腺提取量）！使其价格降低了30%-50%!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。干扰素生产车间干扰素分子结构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450L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——生长激素四、基因治疗曙光初照1、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。2、举例：复合型免疫缺陷症1990年7月，美国国家卫生研究所首次批准SCID基因治疗方案。9月，一个年仅4岁的小女孩艾姗蒂接受基因治疗并取得成功。腺苷酸脱氨酶(ADA)基因复合型免疫缺陷症(SCID)缺乏患者生存在无菌环境中ADA基因整合到病毒核酸上感染使ADA基因进入T淋巴细胞培养T淋巴细胞，ADA基因整合到细胞的染色体上转基因T淋巴细胞回输到体内骨髓组织里病人分离得到T淋巴细胞正常ADA基因修饰过的病毒1991年我国首例B型血友病基因治疗获得满意的结果。（1）体外基因治疗（2）体内基因治疗3、基因治疗的形式1994年，美国科学家利用经过修饰的腺病毒作载体，成功的将治疗遗传性囊性纤维化病的正常基因转入患者肺组织中。从病人体内获得某种细胞，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。直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。4、用于基因治疗的基因种类（1）正常基因。用以取代缺陷基因，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。用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。练习1、转基因技术在植物品种改良方面应用广泛，其中一项基因工程就是改造CO2固定酶。其目的是（）A、提高光合作用效率B、延长果实的储藏期C、培育新作物品种D、提高植物的抗性A2、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白基因的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍。“转基因动物”是指（）A、提供基因的动物B、基因组中增加外源基因的动物C、能产生白蛋白的动物D、能表达基因信息的动物B3、治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是（）A、口服化学药物B、注射化学药物C、利用辐射或药物诱发治病基因突变D、采用基因治疗法纠正或弥补缺陷基因带来的影响D