基因工程應(yīng)用

1、1.3 基因工程的應(yīng)用,基因工程的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域有：農(nóng)牧業(yè)、工業(yè)、環(huán)境、能源、醫(yī)學(xué)衛(wèi)生等,應(yīng)用生物：植物、動(dòng)物、微生物,一、植物基因工程,轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力（如抗除草劑，抗蟲、抗病、抗干旱和抗鹽堿等）,以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物等方面。,1、抗蟲轉(zhuǎn)基因植物2、抗病轉(zhuǎn)基因植物3、抗逆轉(zhuǎn)基因植物4、利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì),轉(zhuǎn)入外源基因的植（動(dòng)）物,轉(zhuǎn)基因植（動(dòng)）物：,1.抗蟲轉(zhuǎn)基因植物,優(yōu)點(diǎn)：減少

2、環(huán)境污染、減低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)量,例子：棉花、水稻、玉米、馬鈴薯、番茄等等,主要?dú)⑾x基因： Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、 淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等,典型例子：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉——Bt毒蛋白基因,2.抗病轉(zhuǎn)基因植物,抗病基因： 病毒外殼蛋白基因、 病毒的復(fù)制酶基因.抗真菌基因： 幾丁質(zhì)酶基因、 抗毒素合成基因.,有抗病毒基因就可以抵

3、抗所有病毒嗎？,3.抗逆轉(zhuǎn)基因植物,轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒,4.利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì),不會(huì)引起過(guò)敏的轉(zhuǎn)基因大豆,優(yōu)點(diǎn)： 改善糧食作物的營(yíng)養(yǎng)成分含量，如氨基酸、蛋白質(zhì),轉(zhuǎn)基因藍(lán)玫瑰,優(yōu)點(diǎn)： 提高花卉的觀賞價(jià)值,二、動(dòng)物基因工程前景廣闊,1、提高生長(zhǎng)速度2、改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)3、生產(chǎn)藥物4、作為器官移植的供體,1.用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度,原因：外源生長(zhǎng)激素基因的表達(dá)可以使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生長(zhǎng)更快,轉(zhuǎn)基因鯉魚,2.用于改善畜產(chǎn)品的品

4、質(zhì),優(yōu)點(diǎn)：避免食物過(guò)敏、腹瀉、惡心等不適,導(dǎo)入腸乳糖酶基因的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中，乳糖含量大大降低。,過(guò)程：1、重組藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等2、用顯微注射法導(dǎo)入到受精卵3、將受精卵送入母體生長(zhǎng)發(fā)育4、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌乳期后，提取乳汁,產(chǎn)物：抗凝血酶、血清白蛋白、生長(zhǎng)激素、α-抗胰蛋白酶,3.用轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物生產(chǎn)藥物,乳腺（房）生物反應(yīng)器,1）乳腺是一個(gè)外分泌器官，乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會(huì)影響轉(zhuǎn)基因動(dòng)物本身的生理代謝反應(yīng)

5、。2）從乳汁中獲取目的基因產(chǎn)物，產(chǎn)量高，易提純，表達(dá)的蛋白質(zhì)已經(jīng)過(guò)充分的修飾加工，具有穩(wěn)定的生物活性。3）從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產(chǎn)物的同時(shí)，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物又可無(wú)限繁殖。,雌性動(dòng)物的乳腺是基因藥物最理想的表達(dá)場(chǎng)所，原因是,4.用轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物作器官移植的供體,導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠,用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的器官做移植的供體最大的問(wèn)題是免疫排斥，科學(xué)家正在試圖導(dǎo)入某些調(diào)節(jié)因子來(lái)抑制抗原決定基因的表達(dá)或設(shè)法去掉抗原決定基因，以期培育出無(wú)免

6、疫排斥的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。,在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素直接從生物的組織、細(xì)胞或血液中提取。由于受原料來(lái)源的限制，價(jià)格十分昂貴?？衫檬裁捶椒▉?lái)解決上述問(wèn)題？ 利用基因工程方法制造“工程菌”，可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。,三、基因工程藥品異軍突起,胰島素從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！使其

7、價(jià)格降低了30%-50%!,基因工程藥品 —— 胰島素,基因工程藥品 —— 干擾素,從人血中提取干擾素，300L血才提取1mg！通過(guò)基因工程的方式創(chuàng)造了能合成人干擾素的大腸桿菌，每1Kg的培養(yǎng)液可提取20—40mg干擾素,二、基因工程與疾病治療1、基因工程藥物,蛋白質(zhì),治療糖尿病,動(dòng)物胰臟中提取,大腸桿菌細(xì)胞,糖蛋白,治療病毒性肝炎和腫瘤,人血液中提取,酵母菌細(xì)胞,乙肝抗原,預(yù)防乙肝,,酵母菌細(xì)胞,是指是把正?；颍ń】档耐庠椿?/p>

8、因）導(dǎo)入有基因缺陷的細(xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。,基因治療曙光初照,例3、基因治療是指( )A．把健康外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的B．對(duì)有缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常，達(dá)到治療疾病的目的C．運(yùn)用人工誘變方法，使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因突變，從而恢復(fù)正常D．運(yùn)用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，達(dá)到治療疾病的目的,1、基因治療的概念,2、基因治療的類型,體內(nèi)基因治療和體外基因治療,A,DNA分

9、子雜交技術(shù),基因診斷：,二、基因工程與疾病治療,基因診斷技術(shù)在什么方面發(fā)展迅速？ 在診斷遺傳性疾病方面發(fā)展迅速。目前已經(jīng)可以對(duì)幾十種遺傳病進(jìn)行產(chǎn)前診斷。舉例⑴β—珠蛋白的DNA探針 → 鐮刀狀細(xì)胞貧血癥⑵苯丙氨酸羧化酶基因探針 → 苯丙酮尿癥⑶白血病患者細(xì)胞中分離出的癌基因制備的DNA探針 → 白血病,基因工程與環(huán)境保護(hù),基因工程在環(huán)保方面有什么應(yīng)用？ ⑴用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。 ⑵用于被污染環(huán)境的凈化。通過(guò)基

10、因工程方法怎樣進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)？ 例如：用DNA探針可以檢測(cè)飲用水中病毒的含量。此方法的特點(diǎn)是快速、靈敏，1噸水中有10個(gè)病毒也能檢測(cè)出來(lái)。,3、基因工程與環(huán)境保護(hù),⑴　環(huán)境監(jiān)測(cè)：　　基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測(cè)環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染。,,1t水中只有10個(gè)病毒也能被DNA探針檢測(cè)出來(lái),有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質(zhì)。,基因工程將能分解三種烴類的假單孢桿菌的基因都轉(zhuǎn)移到能分解另一種烴類的假單孢