基因工程的应用

我国大豆食用油近七成是“转基因”产品
与杂交育种、诱变育种相比较，基因工程育 种的优点有哪些？ 目的性强、克服远源杂交不亲和性、育种周期短
2、基因工程在畜牧业的应用
繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高 质量的皮毛等优良品质的转基因动物（如奶牛）。 该过程的重要步骤是重组DNA转移到动物受精 卵中。
基因工程药品 —— 生长激素
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。以前， 要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底 部摘取垂体，并从中提取生长激素。 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 450 L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。
涝 灾
盐 碱 地
干 旱
4、利用转基因改良植物品质 富含氨基酸 的蛋白质编 码基因
豆类： 赖氨酸多。
食品营养 不均衡
转基因玉 米赖氨酸 含量提高 30%。
大麦、玉米、小 麦：赖氨酸少。
转基因矮牵牛的目的基因
是什么？
与植物花青素代谢有 关的基因
转基因蓝玫瑰
2010年，中国转基因棉花达到5240万 亩，已经占到棉花产量的70%.
虫害
农药
环境污染、 损害健康、 增加成本。
抗虫转基因植物
2、抗病转基因植物
花 叶 病
抗 病 基 因
抗 毒 素 合 成 基 因 。
几 丁 质 酶 基 因 ；
病 毒 复 制 酶 基 因 ；
病 毒 外 壳 蛋 白 基 因 ；
3、抗逆转基因植物
抗盐碱、
干旱基因。 调节细胞 渗透压 抗盐碱、 抗旱、耐 寒、抗除 草剂。
1、基因工程药物
项目 胰岛素 本质 功能
治疗糖 蛋白质 尿病
传统方法
动物胰脏中 提取
现代方法
大肠杆菌 细胞
干扰素 糖 （、、）蛋
白
治疗病毒 性肝炎和 肿瘤
预防 乙肝
人血液中
提取
酵母菌
细胞 酵母菌 细胞
乙型肝炎 疫苗
乙肝 抗原
2、基因治疗：向目标细胞中引入正常功能的
基因，以纠正或补偿基因缺陷，达到治病的目的。
该过程的重要步骤是 通过感染或显微注射技术 将重组DNA转移到动物受精 卵中。 将人的生长激素基因和 牛的生长素基因分别注射到 小白鼠受精卵中，得到的 “超级小鼠”。
• 什么叫显微注射技术？ 用口径为1μm 的DNA注射器，将 大量的目的基因片 段注入到受精卵的 核内，然后把经过 注射的受精卵移植 到另一只雌性动物 的子宫内，使受精 卵发育为转基因动 物。
基因工程药品 —— 干扰素
干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产 生的一种糖蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病 毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。此 外干扰素对治疗癌症和某些白血病也有一定 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。
3）从乳汁中源源不断获得目的基因的 产物的同时，转基因动物又可无限繁殖。
二、基因工程与疾病治疗
1）生产基因药品 2）基因治疗
、基因工程药物
在传统的药品生产中，某些药品如胰岛 素、干扰素、生长激素等是直接从生物体的 组织、细胞或血液中提取得到的。
• 传统生产方法的缺点 由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。
乳汁 中含有人 生长激素 的转基因 牛。 (阿根廷)
• 为什么动物的乳腺细胞能成为基因药物最理 想的表达场所呢？ 1）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进 入体内循环，不会影响转基因动物本身的生 理代谢反应。 2）从乳汁中获取目的基因产物，产量 高，易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修 饰加工，具有稳定的生物活性。
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类， 用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解 石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化 汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。
生长 快、肉质 好的转基 因鱼 (中国)
导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
特殊 动物
图为2001年12月底出生的5只可爱的转 基因克隆小猪。据培育者英国PPL医疗公司 称，这些转基因小猪将为研究和“生产”适 用于人体移植手术使用的动物器官提供巨大 的帮助。
在猴子的未受精卵 中加入附加基因，并利 用它成功培育出健康活 泼的小猴“安迪”。 通过对“安迪”的 研究我们可以简单地引 进如老年性痴呆病的基 因、帕金森病基因等， 加快针对这类疾病疫苗 的开发研究。
一、基因工程与遗传育种
1、在农业上的应用
培育抗逆性品种
将细菌的抗虫、抗病毒、抗 除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗 高温等抗性基因转移到作物体 内，将从根本上改变作物的特 性。如转基因抗虫棉。
抗虫基因作物的意义：
减少农药的用量，降低了生产 的成本，减少了农药对环境的污染。
1、抗虫转基因植物
杀虫基因
Ｂt毒蛋白基因； 淀粉酶抑制基因； 植物凝集素基因。 抗虫植物
• 可利用什么方法来解决上述问题？ 利用基因工程方法制造“工程菌”，可 高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。
基因工程药品 —— 胰岛素
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，每100kg胰腺只能提取4－5g胰岛素。 用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵， 远不能满足社会需要。1979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， 并在大肠杆菌内实现了表达。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%。
三、基因工程与生态环境保护
1、生活现状； 大量废弃物、生活垃圾 2、应用； （1）生产 传统方法； 细菌发酵 聚羟基烷酯 现代方法：转基因植物 （PHA） （2）超级菌； 提高分解石油的能力 （3）转基因微生物； 吸收重金属、降解有毒 化合物、处理工业废水
利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏 地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量 死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。
（1）实例： 重度免疫缺陷症（ADA基因突变） T细胞 B型血友病 （2）研究现状： 初级阶段
1．基因治疗是指（ B
）
A.对有基因缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复 正常，达到治疗疾病的目的
B.把健康的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中， 达到治疗疾病的目的
C.运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发 生基因突变恢复正常 D.运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达 到治疗疾病的目的