1.3基因工程的應(yīng)用一、植物基因工程碩果累累美國阿根廷加拿大中國10%20%30%40%50%60%70%植物基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物抗逆能力、改良農(nóng)作物品質(zhì)、利用植物生產(chǎn)藥物等方面。2001年轉(zhuǎn)基因作物種植面積最大的四個(gè)國家及其所占比例:大豆、玉米、棉花、油菜已進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段已問世的轉(zhuǎn)基因抗蟲植物：棉、玉米、馬鈴薯、番茄、大豆、蠶豆、煙草、蘋果、核桃、楊、菊花、和白花三葉草等。1、抗蟲轉(zhuǎn)基因植物用于殺蟲的基因主要有：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聚素基因2、抗病轉(zhuǎn)基因植物已問世的轉(zhuǎn)基因抗病植物：小麥、甜椒、番茄?？共』蛑饕校翰《就鈿さ鞍踪|(zhì)基因病毒復(fù)制酶基因幾丁質(zhì)酶基因抗毒素合成基因引起植物生病的微生物稱為病原微生物，主要有病毒、真菌和細(xì)菌等。3、抗逆轉(zhuǎn)基因植物

例如，將魚的抗凍蛋白基因?qū)藷煵莺头?，使煙草和番茄的耐寒能力均有提高。此外，將抗除草劑基因?qū)舜蠖?、玉米等作物，噴灑除草劑時(shí)，殺死田間雜草而不損傷作物。4、利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)改造光合作用中起關(guān)鍵作用的CO2固定酶，能提高植物對CO2的固定效率；還可以通過增強(qiáng)植物對光能吸收與轉(zhuǎn)化的功能來提高光合作用效率，提高作物的產(chǎn)量。例1：提高植物的光合作用效率

乙烯是催熟果實(shí)的一種激素，在其形成過程中需要乙烯形成酶。通過基因工程可以獲得能抑制乙烯形成酶基因表達(dá)的植物新品種，這些轉(zhuǎn)基因植物的果實(shí)既保持了原有的品質(zhì)，又延長了儲(chǔ)藏期。例2：延長果實(shí)的儲(chǔ)藏期轉(zhuǎn)基因藍(lán)玫瑰例3：培育有觀賞價(jià)值的花卉自然界有許多生物可以發(fā)光，它們發(fā)出的光有磷光和熒光兩種。大家最熟悉的是螢火蟲，在夏天的夜晚，它們那“騰空類星隕，拂樹若花生”的美麗熒光，曾引起人們的許多遐想?？茖W(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，螢火蟲發(fā)光是發(fā)光器中的熒光素，在螢光酶的催化下發(fā)出的間歇光。熒光素和螢光酶都是有發(fā)光基因“指揮”合成的。如果將發(fā)光基因?qū)胫参?，培育出發(fā)光植物是一件十分有趣的事情。目前，科學(xué)家已培育出發(fā)光的煙草、棉花等。科學(xué)家們正計(jì)劃培育一種發(fā)光的夾竹桃，將其種植到高速公路的兩旁，白天做行道樹，夜晚做路燈照明。到那時(shí)，每當(dāng)夜幕降臨，公路兩旁的夾桃樹熒光閃閃，樹樹象連，公路將變成美麗的熒光世界。也許不久的將來，你可以用各種各樣的熒光植物來裝點(diǎn)你的庭院和家居，那是多么漂亮、有趣發(fā)光樹能做路燈嗎？設(shè)想能否讓水稻也能夠固定空氣中的氮？與豆科植物共生的根瘤菌能夠固定空氣中的氮?；蚬こ淘谵r(nóng)業(yè)上的應(yīng)用：1）高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具優(yōu)良品質(zhì)的品種

用基因工程的方法可以改善糧食作物的蛋白質(zhì)含量。如“轉(zhuǎn)基因高賴氨酸玉米”植株。2）抗逆性品種

將細(xì)菌的抗蟲、抗病毒、抗除草劑、抗鹽堿、抗干旱、抗高溫等抗性基因轉(zhuǎn)移到作物體內(nèi)，將從根本上改變作物的特性。如轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。二、動(dòng)物基因工程前景廣闊1、用于提高動(dòng)物的生長速度轉(zhuǎn)基因鯉魚原因：外源生長激素基因的表達(dá)可以使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生長更快2、用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)

有些人對牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后會(huì)出現(xiàn)過敏、腹瀉、惡心等不適癥狀，科學(xué)家將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁，在其他營養(yǎng)成分不受影響的情況下，乳糖的含量大大減低。乳糖乳糖酶半乳糖3、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器技術(shù)基本成熟基因來源：藥用蛋白基因＋乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等

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。（2）優(yōu)點(diǎn)：①產(chǎn)量高；②質(zhì)量好；③成本低；④易提取。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。為何乳腺能成為基因藥物最理想的表達(dá)場所？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)）。乳腺生物反應(yīng)器的操作過程：4、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體可長人耳的裸鼠三、基因工程藥物異軍突起轉(zhuǎn)基因抗乙肝西紅柿，雖然不能治愈乙肝，但一年只吃幾個(gè)抗乙肝西紅柿，就完全能代替注射乙肝疫苗?？挂腋挝骷t柿屬于轉(zhuǎn)基因食品，就是將乙肝疫苗植入西紅柿內(nèi)，經(jīng)過多代繁殖，使轉(zhuǎn)入的基因穩(wěn)定化。這種西紅柿培育歷時(shí)十年，先是在實(shí)驗(yàn)室生長，等各種安全因素達(dá)標(biāo)后，才移至戶外，進(jìn)行封閉種植。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，其產(chǎn)量之低和價(jià)格之高可想而知。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！使其價(jià)格降低了30%-50%!基因工程藥品——胰島素干擾素是動(dòng)物或人體細(xì)胞受到病毒侵染后產(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。此外干擾素對治療癌癥和某些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?；蚬こ趟幤贰?/p>

干擾素其它基因工程藥物人造血液、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用。人造血液及其生產(chǎn)1、基因治療：四、基因治療曙光初照

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，是治療遺傳病的最有效的手段。（把特定的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，從而達(dá)到治療疾病的目的）1990年9月14日，安德森對一例患ADA缺乏癥的4歲女孩進(jìn)行基因治療。這個(gè)4歲女孩由于腺苷酸脫氨酶基因缺失，造成體內(nèi)缺乏腺苷酸脫氨酶（ADA），先天性免疫功能不全，只能生活在無菌的隔離帳里。研究人員將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入取自患者的淋巴細(xì)胞中，再將這種淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)入患者2、實(shí)例：對嚴(yán)重復(fù)合型免疫缺陷癥的治療體內(nèi)。半年內(nèi)，在血液中檢測出了被改造的淋巴細(xì)胞，女童體內(nèi)產(chǎn)生的腺苷酸脫氨酶也越來越多，她的免疫功能日趨健全，能夠走出隔離帳，過上了正常人的生活，并進(jìn)入學(xué)校上學(xué)。體外基因治療：從病人體內(nèi)獲取某種細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，然后，在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)大培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。3、基因治療的類型體內(nèi)基因治療：用基因工程的方法，直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治療方法。4、基因治療的發(fā)展現(xiàn)狀：處于初期的臨床試驗(yàn)階段5、用于基因治療的基因種類：正?；?、反義基因和自殺基因DNA分子雜交是基因診斷最基本的方法之一。當(dāng)用一段已知基因的核苷酸序列作為探針，與被測基因進(jìn)行接觸，若兩者的堿基完全配對成雙鏈，則表明被測基因中含有已知的基因序列。知識(shí)回顧：基因診斷五、基因芯片

從正常人的基因組中分離出D