1.3基因工程的应用

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1、1.3基因工程的应用忻城县高级中学韦宏飞一、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1.抗虫转基因植物抗虫棉叶子正常棉叶子导入Bt毒蛋白基因的抗虫棉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Bt毒蛋白基因（苏云金芽孢杆菌）蛋白酶抑制剂基因（广泛存在于植物中）淀粉酶抑制剂基因植物凝集素基因等用于杀虫的基因主要是：2.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引起植物生病的微生物称为病原微生物，主要有病毒、真菌和细菌等。抗病转基因植物所采用的基因

2、：病毒外壳蛋白基因病毒的复制酶基因抗真菌的基因：几丁质酶基因抗毒素合成基因3.其他抗逆转基因植物耐寒、耐旱转基因水稻左侧：喷洒除草剂后，杂草全部死亡，转基因玉米生长正常。右侧：未喷洒除草剂，杂草人生。4.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”2.用于改善畜产品的品质“乳糖不耐症”——饮用牛奶出现过敏、腹泻、恶心等不适症状。将肠乳糖酶基因导入奶牛

3、基因组，乳糖含量低的奶牛。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Ⅸ的转基因羊乳腺生物反应器生产抗凝血酶Ⅲ蛋白生物反应器：是指任何提供生物活性环境的制造或工程设备。乳腺生物反应器的优点：①产量高；②质量好；③成本低；④易提取。操作过程大致归纳为：获取目的基因（例如血清白蛋白基因）→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（只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达）。4.用转基因的动物作器官移植的供体导入人基因具特殊

4、用途的猪和小鼠用转基因动物作器官移植有供体，最大难题是免疫的排斥。目前科学家采用的方法是：1、将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，2、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。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

5、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

6、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。1980~1982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，

7、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。1990年美国国立卫生研究院治愈一位“严重复合型免疫缺陷症”的4岁女孩女孩由于腺苷酸脱氨酶基因缺失，造成体内缺乏腺苷酸脱氨酶而出现免疫缺陷。基因治疗的分类：1、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

8、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。（操作复杂，但效果较为可靠）2、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。例：1994年美国科学家利用经过修饰的腺病毒作为载体，成功地将治疗遗传性囊性纤维化病的正常基