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1、1.3 基因工程的应用基因工程的应用一一、植物基因工程硕果累累、植物基因工程硕果累累1、在农业中的应用发展迅速、在农业中的应用发展迅速2、主要用于、主要用于提高作物的抗逆能力提高作物的抗逆能力改良农作物的品质改良农作物的品质生产药物生产药物抗虫抗虫抗病抗病抗盐碱、干旱抗盐碱、干旱抗除草剂抗除草剂抗寒抗寒其他抗逆性其他抗逆性 抗虫转基因植物抗虫转基因植物 抗病转基因植物抗病转基因植物转鱼抗寒蛋白基因的番茄转鱼抗寒蛋白基因的番茄转基因抗除草剂植物转基因抗除草剂植物转黄瓜抗青枯病基因转黄瓜抗青枯病基因的甜椒的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯马铃薯不会引起过敏的不会引起过敏的转基因大
2、豆转基因大豆利用转基因改良植物的品质利用转基因改良植物的品质二二、动物基因工程前景广阔、动物基因工程前景广阔1.1.用于提高动物生长速度用于提高动物生长速度2.2.用于改善畜产品的品质用于改善畜产品的品质3.3.用转基因动物生产药物用转基因动物生产药物4.4.用于转基因动物作器官移植的供体用于转基因动物作器官移植的供体用于提高动物生长速度用于提高动物生长速度 用于改善畜产品的品质用于改善畜产品的品质如，将如，将肠乳糖酶基因肠乳糖酶基因导入奶牛，导入奶牛，转基因奶牛分泌的乳汁，乳糖含转基因奶牛分泌的乳汁，乳糖含量降低，营养成分不变。量降低，营养成分不变。用转基因的动物生产药物用转基因的动物生产药
3、物乳腺生物反应器乳腺生物反应器药用蛋白基因药用蛋白基因导入导入受精卵受精卵转基因动物转基因动物发育成发育成分泌分泌 乳汁乳汁（含药用蛋白）（含药用蛋白）转基因动物的转基因动物的乳腺乳腺。就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？是指把人或哺乳动物的某种是指把人或哺乳动物的某种基因导入基因导入到到哺乳动物哺乳动物(如鼠、兔、羊和猪如鼠、兔、羊和猪)的的受精卵受精卵里，里，目的基因若与受精卵染色体目的基因若与受精卵染色体DNA整合整合，细胞，细胞分裂时，该基因随染色体的分裂时，该基因随染色体的倍增倍增而倍增，使而倍增，使每个细胞中都带有目的基因，使每个细胞中都
4、带有目的基因，使性状得以表性状得以表达达，并，并稳定地遗传稳定地遗传给后代，从而给后代，从而获得基因产获得基因产品品。这样一种新的个体，称为。这样一种新的个体，称为转基因动物转基因动物。什么叫转基因动物？什么叫转基因动物？1）乳腺是一个外分泌器官，）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入乳汁不进入体内循环体内循环，不会影响不会影响转基因动物本身的转基因动物本身的生理生理代谢反应代谢反应。2）从乳汁中获取目的基因产物，）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，产量高，易提纯易提纯，表达的，表达的蛋白质已经过充分的修饰加蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性工，具有稳定的生物活性。3）从乳汁中）从乳汁
5、中源源不断源源不断获得目的基因的产获得目的基因的产物的同时，物的同时，转基因动物转基因动物又可又可无限繁殖无限繁殖。为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？所呢？三、基因工程药品异军突起三、基因工程药品异军突起在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、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？干扰素直接生物体的哪些结构中提取？药品直接从生物的药品直接从生物的组织、细胞组织、细胞或或血液血液中提取。中提取。传统生产方法的缺点传统生产方法的缺点由于受原料来源的限制，由于受原料来源的限制，价格价格十分十分昂贵昂贵。可利用什么方法来解
6、决上述问题？可利用什么方法来解决上述问题？利用利用基因工程基因工程方法制造方法制造“工程菌工程菌”，可，可高效率高效率地生产出各种地生产出各种高质量高质量、低成本低成本的药品。的药品。基因工程胰岛素（一）基因工程胰岛素（一）胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以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来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，取，100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g的胰岛素，的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。其产量之低和价格之高可想而知。胰胰胰胰岛岛岛岛素素素素分分分分子子子子结结结结构构构构基因工程胰岛素（二）基因工程胰岛素（二）将合成的胰岛素
7、基因导入大肠杆菌，每将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生培养液就能产生100g胰岛素！大胰岛素！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金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，还使其价格降低还贵的药品产量问题，还使其价格降低了了30%-50%!胰胰岛岛素素生生产产车车间间基因工程干扰素（一）基因工程干扰素（一）干扰素治疗病毒感染简直是干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药万能灵药”！过去从人血中提取，！过去从人血中提取，300L血才提取血才提取1mg！其其“珍贵珍贵”程度自不用多说。程度自不用多说。干扰素生产车间干扰素生产车间干扰素生产车间干扰素生产车间干扰素分子结
8、构干扰素分子结构干扰素分子结构干扰素分子结构基因工程干扰素基因工程干扰素(二）二）基因工程人干扰素基因工程人干扰素-2b（安达芬）安达芬）是我是我国第一个全国产化基因工程人干扰素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。物治疗的主要药物。其它基因工程药物其它基因工程药物人人人人造造造造血血血血液液液
9、液及及及及其其其其生生生生产产产产人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过人造血液、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病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用的作用。治疗侏儒症治疗侏儒症的的唯一方法唯一方法，是向人体注射，是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，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，从大脑的底要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底部部摘取垂体摘取垂体，并从中提取生长激素。，并从中提取生长激素。现可利用基因工程方法，将人的现可利用基因工程方法
10、，将人的生长激生长激素基因导入大肠杆菌素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。中，使其生产生长激素。人们从人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于激素，相当于6万具尸体的全部产量。万具尸体的全部产量。基因工程药品基因工程药品 生长激素生长激素四四、基因治疗曙光初照、基因治疗曙光初照1、基因治疗：、基因治疗：把正常基因导入病人体内，使该基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疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。的手段。2、举例：、举例：复合型免疫缺陷症复合
11、型免疫缺陷症复合型免疫缺陷症的基因工程治疗复合型免疫缺陷症患者缺乏复合型免疫缺陷症患者缺乏正常的人体免疫功能，只要正常的人体免疫功能，只要稍被细菌或者病毒感染，就稍被细菌或者病毒感染，就会发病死亡。这个病的机理会发病死亡。这个病的机理是细胞的一个常染色体上编是细胞的一个常染色体上编码码腺苷酸脱氨酶的基因腺苷酸脱氨酶的基因发生发生了突变。可以通过基因工程了突变。可以通过基因工程的方法治疗。的方法治疗。患者生存在无菌环境中患者生存在无菌环境中患者生存在无菌环境中患者生存在无菌环境中4、用于基因治疗的基因种类、用于基因治疗的基因种类体外基因治疗体外基因治疗体内基因治疗体内基因治疗3、基因治疗的形式、
12、基因治疗的形式（1）用）用正常基因正常基因代替缺陷基因，或依靠其表达产物来代替缺陷基因，或依靠其表达产物来弥补病变基因带来的缺陷。如血友病、地中海贫血病弥补病变基因带来的缺陷。如血友病、地中海贫血病的治疗。的治疗。（2）反义基因反义基因。用。用mRNA分子与病变的分子与病变的mRNA分子进分子进行互补，阻断蛋白质的合成。行互补，阻断蛋白质的合成。（3）自杀基因自杀基因。编码可杀死癌变细胞的蛋白酶基因。编码可杀死癌变细胞的蛋白酶基因。练练 习习1、转基因技术在植物品种改良方面应用广泛，、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其中一项基因工程就是改造CO2固定酶。其目固定酶
13、。其目的是（的是（）A、提高光合作用效率、提高光合作用效率 B、延长果实的储藏期、延长果实的储藏期 C、培育新作物品种、培育新作物品种 D、提高植物的抗性、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、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汁中的药物蛋白含量提高30多倍。多倍。“转基因动物转基因动物”是指（是指（）A、提供基因的动物、提供基因的动物 B、基因组中增加外源基因的动物、基因组中增加外源基因的动物 C、能产生白蛋白的动物、能产生白蛋白的动物 D、能表达基因信息的动物、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、治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是（本途径是（）A、口服化学药物、口服化学药物 B、注射化学药物、注射化学药物 C、利用辐射或药物诱发治病基因突变、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、采用基因治疗法纠正或弥补缺陷基因 带来的影响带来的影响D