基因工程的應(yīng)用基因工程的應(yīng)用植物基因工程動(dòng)物基因工程微生物基因工程基因治療動(dòng)物基因工程微生物基因工程基因治療植物基因工程動(dòng)物基因工程微生物基因工程基因治療動(dòng)物基因工程微植物基因工程商業(yè)化應(yīng)用階段植物基因工程商業(yè)化應(yīng)用階段大面積種植的國(guó)家植物基因工程技術(shù)：1.提高農(nóng)作物的抗逆能力2.改良農(nóng)作物的品質(zhì)

3.利用植物生產(chǎn)藥物大面積種植的國(guó)家植物基因工程技術(shù)：1.抗蟲轉(zhuǎn)基因植物1.抗蟲轉(zhuǎn)基因植物抗蟲棉葉子正常棉葉子抗蟲棉葉子正常棉葉子使用化學(xué)農(nóng)藥的缺點(diǎn)：造成環(huán)境污染損害人類健康增加生產(chǎn)成本

用于殺蟲的基因主要是：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使用化學(xué)農(nóng)藥的缺點(diǎn)：2.抗病轉(zhuǎn)基因植物抗煙草花葉病毒轉(zhuǎn)基因甜椒抗病毒轉(zhuǎn)基因西葫蘆2.抗病轉(zhuǎn)基因植物抗煙草花葉病毒轉(zhuǎn)基因甜椒抗病毒轉(zhuǎn)基因西葫蘆抗病轉(zhuǎn)基因植物所采用的基因：病毒外殼蛋白基因病毒的復(fù)制酶基因抗真菌的基因：幾丁質(zhì)酶基因抗毒素合成基因抗病轉(zhuǎn)基因植物所采用的基因：病毒外殼蛋白基因3.其他抗逆轉(zhuǎn)基因植物耐寒、耐旱轉(zhuǎn)基因水稻3.其他抗逆轉(zhuǎn)基因植物耐寒、耐旱轉(zhuǎn)基因水稻4.利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)含大量維生素的轉(zhuǎn)基因玉米抗癌抗衰老的紫色西紅柿4.利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)含大量維生素的轉(zhuǎn)基因玉米抗癌抗衰轉(zhuǎn)入維生素A合成酶基因的大米轉(zhuǎn)入維生素A合成酶基因的大米黃金大米，又名“金色大米”，是一種轉(zhuǎn)基因大米，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)將胡蘿卜素轉(zhuǎn)化酶系統(tǒng)轉(zhuǎn)入到大米胚乳中可獲得外表為金黃色的轉(zhuǎn)基因大米，被稱為“黃金大米”，英文為GoldenRice。富含維生素A，由美國(guó)先正達(dá)公司研發(fā)。其不同于正常大米的主要功能為幫助人體增加維生素A吸收。因?yàn)樯珴砂l(fā)黃，該大米品種被稱為“黃金大米”。

黃金大米，又名“金色大米”，是一種轉(zhuǎn)基因大米，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)美國(guó)州立亞利桑那大學(xué)生物學(xué)家查爾斯·阿恩岑及其同事培育出了一種無需冷藏、可以食用的乙肝疫苗土豆，解決了這一問題。他們從乙肝病毒中取出一個(gè)基因，將其植入土豆植株，使土豆中產(chǎn)生病毒抗原。人吃下這種土豆后，抗原蛋白會(huì)觸發(fā)人體的免疫反應(yīng)，產(chǎn)生乙肝抗體抵抗乙肝病毒。

科學(xué)前沿美國(guó)州立亞利桑那大學(xué)生物學(xué)家查爾斯·阿恩岑及其同事培育出了一轉(zhuǎn)基因矮牽牛轉(zhuǎn)基因藍(lán)玫瑰轉(zhuǎn)基因矮牽牛轉(zhuǎn)基因藍(lán)玫瑰延熟番茄轉(zhuǎn)入熒光酶的轉(zhuǎn)基因煙草苗延熟番茄轉(zhuǎn)入熒光酶的轉(zhuǎn)基因煙草苗趣味展望趣味展望(人教版生物選修三)11.用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度二、動(dòng)物基因工程前景廣闊轉(zhuǎn)入外源生長(zhǎng)激素基因的“超級(jí)小鼠”

1.用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度二、動(dòng)物基因工程前景廣闊轉(zhuǎn)入外源生長(zhǎng)2.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)“乳糖不耐癥”乳糖含量低的奶牛：將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M2.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)“乳糖不耐癥”3.用轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物生產(chǎn)藥物人治療性抗體轉(zhuǎn)基因奶牛3.用轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物生產(chǎn)藥物人治療性抗體轉(zhuǎn)基因奶牛含有人凝血因子Ⅸ的轉(zhuǎn)基因羊含有人凝血因子Ⅸ的轉(zhuǎn)基因羊乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)抗凝血酶Ⅲ蛋白乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)抗凝血酶Ⅲ蛋白將藥物蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，通過顯微注射等方法，導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的受精卵中，將受精卵送入母體，使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌乳期后，可以通過分泌乳汁生產(chǎn)所需要的藥品，稱為乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器。乳腺生物反應(yīng)器乳腺生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)：①產(chǎn)量高；②質(zhì)量好；③成本低；④易提取。將藥物蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，通①獲取目的基因（例如血清白蛋白基因）②構(gòu)建基因表達(dá)載體（在血清白蛋白基因前加特異表達(dá)的啟動(dòng)子）③顯微注射導(dǎo)入哺乳動(dòng)物受精卵中④形成胚胎⑤將胚胎送入母體動(dòng)物⑥發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（只有在產(chǎn)下的雌性個(gè)體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)）。思考:用基因工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器的操作過程是怎樣的？①獲取目的基因（例如血清白蛋白基因）思考:用基因工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程圖解(以轉(zhuǎn)基因牛生產(chǎn)過程為例)：生產(chǎn)過程圖解(以轉(zhuǎn)基因牛生產(chǎn)過程為例)：

（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)。（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)物又可無限繁殖。設(shè)問:為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達(dá)場(chǎng)所呢？（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)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

用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體利用基因工程對(duì)豬的器官進(jìn)行改造方法：將器官供體基因組導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達(dá)或設(shè)法除去抗原決定基因，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體利用基因工程對(duì)豬的器官科學(xué)前沿科學(xué)前沿趣味展望趣味展望三、基因工程藥品異軍突起基因工程肝炎疫苗三、基因工程藥品異軍突起基因工程肝炎疫苗基因工程藥物發(fā)酵設(shè)備基因工程藥物發(fā)酵設(shè)備

胰島素是治療糖尿病的特效藥。一般臨床上使用的胰島素主要從豬、牛等家畜的胰腺中提取，一名糖尿病患者每年需用的胰島素需要從40頭牛或50頭豬的胰臟中才能提取到。1978年，科學(xué)家將動(dòng)物體內(nèi)的胰島素基因與大腸桿菌DNA分子重組，用2000ml大腸桿菌發(fā)酵液得到100kg胰島素。1982年，美國(guó)一家基因公司用基因工程方法生產(chǎn)的胰島素投入市場(chǎng)，售價(jià)降低了30%~50%。基因工程藥品——胰島素胰島素是治療糖尿病的特效藥。一般臨床上使用的

治療侏儒癥的唯一方法，是向人體注射生長(zhǎng)激素。而生長(zhǎng)激素的獲得很困難。治療一名侏儒癥患者每年需要從80具尸體的腦下垂體中提取生長(zhǎng)激素。現(xiàn)可利用基因工程方法，將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長(zhǎng)激素。人們從450L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長(zhǎng)激素，相當(dāng)于6萬具尸體的全部產(chǎn)量。基因工程藥品——生長(zhǎng)激素治療侏儒癥的唯一方法，是向人體注射生長(zhǎng)激素。

干擾素是病毒侵入細(xì)胞后產(chǎn)生的一種糖蛋白。干擾素幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一種抗病毒的特效藥。此外干擾素對(duì)治療某些癌癥和白血病也有一定療效。傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法是從人血液中的白細(xì)胞內(nèi)提取，每300L血液只能提取出1mg干擾素。1980~1982年，科學(xué)家用基因工程方法在大腸桿菌及酵母菌細(xì)胞內(nèi)獲得了干擾素，是傳統(tǒng)的生產(chǎn)量的12萬倍。1987年上述干擾素大量投放市場(chǎng)。基因工程藥品——干擾素干擾素是病毒侵入細(xì)胞后產(chǎn)生的一種糖蛋白。干擾基因工程干擾素基因工程干擾素傳統(tǒng)疫苗存在許多缺點(diǎn)：生產(chǎn)過程需大量繁殖病原體，對(duì)工作人員健康造成很大威脅；病原體的減毒、滅活有可能不夠徹底，導(dǎo)致接種者直接感染。基因工程疫苗：將起關(guān)鍵作用的、序列保守的蛋白質(zhì)基因重組到細(xì)菌或真核細(xì)胞內(nèi)，生產(chǎn)蛋白質(zhì)，制作成疫苗。它不使用病原體本身，所以安全，還可以把不同病原體的抗原基因重組到同一受體細(xì)胞，生產(chǎn)多價(jià)疫苗。基因工程藥品——基因工程疫苗傳統(tǒng)疫苗存在許多缺點(diǎn)：生產(chǎn)過程需大量繁殖病原體，對(duì)工作人員健基因工程艾滋病疫苗基因工程乙肝疫苗基因工程艾滋病疫苗基因工程乙肝疫苗基因診斷：

也稱為DNA診斷或基因探針技術(shù)，即在DNA水平分析檢測(cè)某一基因，從而對(duì)特定的疾病進(jìn)行診斷。探針制備：放射性同位素(如32P)、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子；原理：利用DNA分子雜交原理；四、基因治療曙光初照基因診斷：也稱為DNA診斷或基因探針技術(shù)，即在D基因探針：

基因探針就是一段與目的基因或DNA互補(bǔ)的特異核苷酸序列。它包括整個(gè)基因，或基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之轉(zhuǎn)錄而來的RNA。基因探針：基因探針就是一段與目的基因或DNA互補(bǔ)DNA分子雜交原理：DNA分子雜交是基因診斷最基本的方法之一。其基本原理是：互補(bǔ)的DNA單鏈能夠在一定條件下結(jié)合成雙鏈，即能夠進(jìn)行雜交。這種結(jié)合是特異的，即嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)配對(duì)進(jìn)行。因此，當(dāng)用一段已知基因的核苷酸序列作為探針，與被測(cè)基因進(jìn)行接觸，若兩者的堿基完全配對(duì)成雙鏈，則表明被測(cè)基因中含有已知的基因序列。DNA分子雜交原理：DNA分子雜交是基因診斷最基首例基因治療的受益者

（美國(guó)1990年）到1998年底，世界范圍內(nèi)累計(jì)3134人接受了基因轉(zhuǎn)移試驗(yàn)首例基因治療的受益者（美國(guó)1990年）到19981990年美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院治愈一位“重癥聯(lián)合免疫缺陷綜合癥”的4歲女孩基因治療：用一個(gè)正常的基因來代替缺陷基因ADA基因缺陷ADA：腺苷酸脫氨酶1990年美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院治愈一位“重癥聯(lián)合免疫缺陷綜合癥基因治療：把正常基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的，這是治療遺傳病的最有效的手段。

是指是把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。

患半乳糖血癥的患者，由于細(xì)胞內(nèi)半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因缺陷而缺少半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶，使過多的半乳糖在體內(nèi)積聚，引起肝、腦等功能受損。

1971年，美國(guó)科學(xué)家在體外做了試驗(yàn)，用帶有半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因的噬菌體侵染患者的離體組織細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些組織細(xì)胞能夠利用半乳糖了。這表明，用基因替換的方法治療這種遺傳病是可能的。基因治療：把正常基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能基因治療基因治療基因診斷技術(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。1）β—珠蛋白的DNA探針→鐮刀狀細(xì)胞貧血癥

2）苯丙氨酸羧化酶基因探針→苯丙酮尿癥

3）白血病患者細(xì)胞中分離出的癌基因制備的DNA探針→白血病舉例基因診斷技術(shù)在什么方面發(fā)展迅速？在診斷遺傳性疾病基因工程與食品業(yè)基因工程為人類開辟新的食物來源。

1）雞蛋白基因在大腸桿菌和酵母菌中表達(dá)獲得成功。這表明，未來能用發(fā)酵罐培養(yǎng)的大腸桿菌或酵母菌來生產(chǎn)人類所需要的卵清蛋白。

2）用基因工程的方法從微生物中獲得人們所需要的糖類、脂肪和維生素等產(chǎn)品。基因工程為食品工業(yè)中提供了什么前景？基因工程與食品業(yè)基因工程為人類開辟新的食物來源。基因工程為食基因工程與環(huán)境保護(hù)1）用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。2）用于被污染環(huán)境的凈化。基因工程在環(huán)保方面有什么應(yīng)用？

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。通過基因工程方法怎樣進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)？基因工程與環(huán)境保護(hù)1）用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。基因工程在環(huán)保方面有什么1）用基因工程產(chǎn)物——“超級(jí)細(xì)菌