基因工程的應(yīng)用CZ

溫故而知新限制性核酸內(nèi)切酶

目的基因重組DNA受體細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法目的基因表達(dá)基因工程的基本操作程序基因工程的應(yīng)用植物基因工程碩果累累動物基因工程前景廣闊基因工程藥物異軍突起基因治療曙光初照一、植物基因工程碩果累累1、抗蟲轉(zhuǎn)基因植物已問世的轉(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、菊花等。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。用于殺蟲的基因主要有：

病毒外殼蛋白質(zhì)基因、病毒復(fù)制酶（這些基因的轉(zhuǎn)化植物表現(xiàn)出對同種病毒或相近病毒或病毒RNA侵染的高水平抗性

）幾丁質(zhì)酶基因、抗毒素合成基因病毒外殼蛋白（CP）基因1929年麥克納研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一種弱侵染性病毒侵染煙草后在一定程度上能抵擋其它強(qiáng)病毒侵染，也就是說植物經(jīng)病原物誘導(dǎo)后可產(chǎn)生一定的抗性。植物由此獲得的抗性被稱之為誘導(dǎo)抗性。后來的研究證明：病毒的外殼蛋白在交叉保護(hù)現(xiàn)象中起著關(guān)鍵性作用。而且兩種病毒之間的外殼蛋白成分及結(jié)構(gòu)越相似，交叉保護(hù)作用就越強(qiáng)。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，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。提高植物的光合作用效率

延長果實的儲藏期乙烯是催熟果實的一種激素，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)基因植物的果實既保持了原有的品質(zhì)，又延長了儲藏期。4、利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)轉(zhuǎn)基因矮牽牛轉(zhuǎn)基因生物與目的基因的關(guān)系轉(zhuǎn)基因生物目的基因目的基因從何來抗蟲棉抗鹽堿和干旱作物

耐寒的番茄抗除草劑大豆

Bt毒蛋白基因蘇云金芽孢桿菌調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因抗凍蛋白基因抗除草劑基因魚含此抗性基因的植物含此抗性基因的植物顏色變異的矮牽牛延熟番茄賴氨酸轉(zhuǎn)基因玉米轉(zhuǎn)基因鯉魚降低乳糖的奶?；ㄇ嗨厮卮x謝有關(guān)關(guān)基因因含有此此基因因的植植物控制番番茄成成熟的的基因因富含賴賴氨酸酸蛋白白質(zhì)的的編碼碼基因因生長激激素基基因動物腸乳糖糖酶基基因含有此此基因因的植植物含有此此基因因的植植物人總結(jié)：基因因工程程在農(nóng)農(nóng)業(yè)上上的應(yīng)應(yīng)用1）培育育高產(chǎn)、、穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)和具優(yōu)良品品質(zhì)的品種種用基因因工程程的方方法可可以改改善糧糧食作作物的的蛋白質(zhì)質(zhì)含量。。如““向日日葵豆豆”植植株。。2）培育育抗逆性性品種將細(xì)菌菌的抗蟲、、抗病病毒、、抗除除草劑劑、抗抗鹽堿堿、抗抗干旱旱、抗抗高溫溫等抗性基基因轉(zhuǎn)移到到作物物體內(nèi)內(nèi)，將將從根根本上上改變變作物物的特特性。。如轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因因抗蟲蟲棉。。高產(chǎn)、、優(yōu)質(zhì)質(zhì)，緩緩解了了糧食食短缺缺目的性性強(qiáng)，，縮短短了育育種時時間，，克服服了遠(yuǎn)遠(yuǎn)緣親親本難難雜交交的特特點優(yōu)點：：基因工工程育育種繁殖具具有抗病能能力、、高產(chǎn)產(chǎn)仔率率、高高產(chǎn)奶奶率和和高質(zhì)質(zhì)量的的皮毛毛等優(yōu)良良品質(zhì)質(zhì)的轉(zhuǎn)基因因動物物。該過程程的重重要步步驟是是通過過感染或顯微注注射技技術(shù)將重組組DNA轉(zhuǎn)移到到動物物受精精卵中中?；蚬すこ淘谠谛竽聊琉B(yǎng)殖殖業(yè)上上的應(yīng)應(yīng)用主主要是是什么么？將人的生長激素素基因和牛的生生長素基基因分別別注射到到小白鼠鼠受精卵卵中，得得到的““超級小鼠鼠”。二、動物基基因工程程前景廣廣闊是指把人人或哺乳乳動物的的某種基因?qū)氲讲覆溉閯游镂?如鼠、兔兔、羊和和豬)的受精卵里，目的的基因若若與受精精卵染色色體DNA整合，細(xì)細(xì)胞分裂裂時，該基因隨隨染色體體的倍增增而倍增增，使每個個細(xì)胞中都都帶有目目的基因因，使性狀狀得以表表達(dá)，并并穩(wěn)定地地遺傳給給后代，，從而獲獲得基因因產(chǎn)品。。這樣一一種新的的個體，，稱為轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因動動物。什么叫轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因動動物？1.用于提高高動物生生長速度度生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)轉(zhuǎn)基因牛牛乳汁中含含有人生生長激素素的轉(zhuǎn)基基因牛(阿根廷)超級動物物導(dǎo)入貯藏藏蛋白基基因的超超級羊和和超級小小鼠2.用于改善善畜產(chǎn)品品的品質(zhì)質(zhì)3.用轉(zhuǎn)基因因的動物物生產(chǎn)藥藥物乳腺生物物反應(yīng)器器牛奶不適癥:改善方法法:缺乏乳糖糖酶原因:將腸乳糖糖酶基因因?qū)肽棠膛５幕蚪M，，過敏、腹腹瀉、惡惡心等獲取目的的基因（例如血血清蛋白白基因））構(gòu)建基因因表達(dá)載載體（在血清白白蛋白基基因前加加特異表表達(dá)的啟啟動子）顯微注射射導(dǎo)入哺哺乳動物物受精卵卵中形成胚胎胎將胚胎送送入母體體動物發(fā)育成轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因動動物（只有在產(chǎn)產(chǎn)下的雌雌性動物物個體中中，轉(zhuǎn)入入的基因因才能表表達(dá)）（1）人體蛋蛋白質(zhì)基基因之所所以能“插入”到羊染色色體內(nèi)，，原因是是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。人和羊DNA分子的空空間結(jié)構(gòu)構(gòu)、化學(xué)學(xué)組成相相同（2）從羊染染色體中中“剪下”羊蛋白質(zhì)質(zhì)基因的的酶是＿＿＿＿。。將人體體蛋白質(zhì)質(zhì)基因“插入”羊體細(xì)胞胞染色體體中的酶酶是＿＿＿＿。（3）將人體體蛋白質(zhì)質(zhì)基因?qū)?dǎo)入羊體體內(nèi)并成成功地表表達(dá)，使使羊產(chǎn)生生新的性性狀。這這種變異異屬于＿＿＿＿。（4）假設(shè)人人體蛋白白質(zhì)基因因含有12000個堿基對對，則該該基因控控制合成成的蛋白白質(zhì)共有有＿＿＿＿個氨基基酸。限制酶DNA連接酶基因重組組40001）乳腺是是一個外外分泌器器官，乳乳汁不進(jìn)進(jìn)入體內(nèi)內(nèi)循環(huán)，，不會影影響轉(zhuǎn)基基因動物物本身的的生理代代謝反應(yīng)應(yīng)。2）從乳汁汁中獲取取目的基基因產(chǎn)物物，產(chǎn)量量高，易易提純，，表達(dá)的的蛋白質(zhì)質(zhì)已經(jīng)過過充分的的修飾加加工，具具有穩(wěn)定定的生物物活性。。3）從乳汁汁中源源源不斷獲獲得目的的基因的的產(chǎn)物的的同時，，轉(zhuǎn)基因因動物又又可無限限繁殖。。為什么乳乳腺能成成為基因因藥物最最理想的的表達(dá)場場所呢？？產(chǎn)量高、、質(zhì)量好好、成本本低、易易提取4.用轉(zhuǎn)基因因的動物物作器官官移植的的供體存在的難難題：解決方法法：將供體基基因組導(dǎo)導(dǎo)入某種種基因調(diào)節(jié)節(jié)因子，以抑制抗原原決定基基因的表表達(dá)，或設(shè)法除去去抗原決決定基因因，再結(jié)合合克隆技技術(shù)，培培育出沒有免疫疫排斥反反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因因克隆豬豬器官。。免疫排斥斥導(dǎo)入人基基因具特特殊用途途的豬和和小鼠利用基因因工程方方法制造造“工程菌”，可高高效率地地生產(chǎn)出出各種高高質(zhì)量、、低成本本的藥品品。三.基因工程程藥品異異軍突起起我國已生生產(chǎn)的產(chǎn)產(chǎn)品白細(xì)胞介介素-2、干擾素、、乙肝疫苗苗等近20種，年產(chǎn)產(chǎn)值達(dá)30億工程菌：：用基因因工程的的方法，，使外源源基因得得到高效效率表達(dá)達(dá)的菌類類細(xì)胞株株系。作用：胰胰島素是是治療糖糖尿病的的特效藥藥。傳統(tǒng)生產(chǎn)產(chǎn)方法：：主要要從豬、、牛等家家畜的胰胰腺中提提取，每每100kg胰腺只能能提取4~5g胰島素。。產(chǎn)量低低，價格格昂貴。。基因工程程方法：：1979年，科學(xué)學(xué)家將動動物體內(nèi)內(nèi)的胰島素基基因與大腸桿桿菌DNA分子重組組，并在在大腸桿桿菌內(nèi)實實現(xiàn)了表表達(dá)。1982年，美國國一家基基因公司司用基基因工程程藥品——胰島素化學(xué)本質(zhì)質(zhì)：是病病毒侵入入動物或或人體細(xì)細(xì)胞后產(chǎn)產(chǎn)生的一一種糖蛋白。作用：干干擾素幾幾乎能抵抵抗所有有病毒引引起的感感染，是是一種抗抗病毒的的特效藥藥。此外外干擾素素對治療療某些癌癌癥和白白血病也也有一定定療效。。傳統(tǒng)生產(chǎn)產(chǎn)方法：：從人血血液中的的白細(xì)胞胞內(nèi)提取取。基因工程程方法：：1980~1982年，科學(xué)學(xué)家在酵酵母菌細(xì)細(xì)胞內(nèi)獲獲得了干干擾素。。中國生產(chǎn)產(chǎn)（1993年）：重重組人干干擾素a-1b:治療乙型型肝炎基因工程程藥品——干擾素治療侏儒儒癥的唯唯一方法法：是向向人體注注射生長長激素。。傳統(tǒng)生產(chǎn)產(chǎn)方法：：需解剖剖尸體，，從大腦腦的底部部摘取垂垂體，并并從中提提取生長長激素。?；蚬こ坛谭椒?，，將人的的生長激素素基因?qū)氪竽c腸桿菌中中，使其其生產(chǎn)生生長激素素。人們從450L大腸桿菌菌培養(yǎng)液液中提取取的生長長激素，，相當(dāng)于于6萬具尸體的的全部產(chǎn)產(chǎn)量?；蚬こ坛趟幤贰L激素素1、基因診診斷：也稱為DNA診斷或基基因探針針技術(shù)，，即在DNA水平分析析檢測某某一基因因，從而而對特定定的疾病病進(jìn)行診診斷。四、基因治治療曙光光初照基因探針針：基因探針針就是一一段與目目的基因因或被測測DNA互補(bǔ)的特特異核苷苷酸序列列。它包包括整個個基因，，或基因因的一部部分。探針制備備：放射射性同位位素(如32P)、熒熒光分子子等標(biāo)記記的DNA分子；原理：利利用DNA分子雜交交原理；原理是：：互補(bǔ)的的DNA單鏈能夠夠在一定定條件下下結(jié)合成成雙鏈，，即能夠夠進(jìn)行雜雜交。這種結(jié)合合是特異的，即嚴(yán)嚴(yán)格按照照堿基互互補(bǔ)配對對進(jìn)行。。因此，，當(dāng)用一一段已知知基因的的核苷酸酸序列作作為探針針，與被被測基因因進(jìn)行接接觸，若若兩者的的堿基完完全配對對成雙鏈鏈，則表表明被測測基因中中含有已已知的基基因序列列。DNA分子雜交交技術(shù)該方法是是根據(jù)堿堿基互補(bǔ)補(bǔ)配對原原則，把把互補(bǔ)的的雙鏈DNA解開，把把單股的的DNA小片段用用同位素、、熒光分分子或化化學(xué)發(fā)光光催化劑劑等進(jìn)行標(biāo)標(biāo)記，之之后同被被檢測的的DNA中的同源源互補(bǔ)序序列雜交交，從而而檢出所所要查明明的DNA或基因。?；蛟\斷斷技術(shù)在在什么方方面發(fā)展展迅速？？在診斷遺遺傳性疾疾病方面面發(fā)展迅迅速。目目前已經(jīng)經(jīng)可以對對幾十種種遺傳病病進(jìn)行產(chǎn)產(chǎn)前診斷斷。1）β—珠蛋白的的DNA探針→→鐮刀刀狀細(xì)胞胞貧血癥癥2）苯丙氨氨酸羧化化酶基因因探針→→苯苯丙酮尿尿癥3）白血病病患者細(xì)細(xì)胞中分分離出的的癌基因因制備的的DNA探針→→白血血病舉例2、基因治療療1）原理；；把正常基因因?qū)氩∪梭w內(nèi)內(nèi)，使該該基因的的表達(dá)產(chǎn)產(chǎn)物發(fā)揮揮功能，，達(dá)到治治療疾病病的目的的。2）實例：：復(fù)合型免免疫缺陷陷癥①病因：腺苷酸脫脫氨酶基基因缺失失缺乏腺苷苷酸脫氨氨酶免疫功能能下降復(fù)合型免免疫缺陷陷癥②治療方法法：提取患者者的淋巴巴細(xì)胞導(dǎo)入正常常的腺苷苷酸脫氨氨酶基因因篩選出能能夠產(chǎn)生生腺苷酸酸脫氨酶酶的淋巴巴細(xì)胞將該淋巴巴細(xì)胞擴(kuò)擴(kuò)增后轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入患者者體內(nèi)半年后，，血液檢檢測被改造的的淋巴細(xì)細(xì)胞、腺腺苷酸脫脫氨酶患者產(chǎn)生生抗體的的功能顯顯著改善善患者體內(nèi)內(nèi)含有轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因淋淋巴細(xì)胞胞1.該病治療療運用了了基因工工程技術(shù)術(shù)，在這這個實例例中運載載體是，目的基基因是。目的基基因的受受體細(xì)胞胞是。2.將轉(zhuǎn)基因因T細(xì)胞多次次回輸?shù)降交颊叩牡捏w內(nèi)，，免疫能能力趨于于正常是是由于產(chǎn)產(chǎn)生了。產(chǎn)生這這種物質(zhì)質(zhì)的兩個個基本步步驟是和。某種反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄病毒毒腺苷脫氨氨酶基因因抗體轉(zhuǎn)錄翻譯T細(xì)胞治療方法法：先將患者者的T細(xì)胞取出體外外培養(yǎng)，，然后用用某種反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄病毒毒將正常的的腺苷脫脫氨酶基基因轉(zhuǎn)入入人工培培養(yǎng)的T細(xì)胞中，，再將轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入的基基因能表表達(dá)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因T細(xì)胞注射射到患者者的體內(nèi)內(nèi)，經(jīng)過過多次治治療，患患者的免免疫功能能趨于正正常。3）基因治治療的方方法①體外基因因治療：：從病人體體內(nèi)獲得得某種細(xì)細(xì)胞，進(jìn)進(jìn)行培養(yǎng)養(yǎng)，然后后，在體外完成基因因轉(zhuǎn)移，，再篩選成功轉(zhuǎn)移的的細(xì)胞擴(kuò)增增培養(yǎng)，最最后重新輸輸入患者體體內(nèi)。直接向人體組織織細(xì)胞中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移基因的的治病方法法。實例;遺傳性囊性性纖維化病病1994年美國科學(xué)學(xué)家利用經(jīng)經(jīng)過修飾過過的腺病毒毒作載體，，將正?；?qū)牖蓟颊叻谓M織織中。②體內(nèi)基因治治療：基因工程與與食品業(yè)基因工程為為人類開辟辟新的食物物來源。1）雞蛋白基基因在大腸腸桿菌和酵酵母菌中表表達(dá)獲得成成功。這表表明，未來來能用發(fā)酵酵罐培養(yǎng)的的大腸桿菌菌或酵母菌菌來生產(chǎn)人人類所需要要的卵清蛋白。2）用基因工工程的方法法從微生物中獲得人們們所需要的的糖類、脂肪肪和維生素素等產(chǎn)品?；蚬こ虨闉槭称饭I(yè)業(yè)中提供了了什么前景景？基因工程與與環(huán)境保護(hù)護(hù)1）用于環(huán)境監(jiān)測。2）用于被污污染環(huán)境的凈化化。基因工程在在環(huán)保方面面有什么應(yīng)應(yīng)用？例如：用DNA探針可以檢測飲用水中病病毒的含量。特點：是快速、靈敏敏，1噸水中有10個病毒也能能檢測出來來。通過基因工工程方法怎怎樣進(jìn)行環(huán)環(huán)境監(jiān)測？？基因工程與與環(huán)境監(jiān)測基因工程做做成的DNA探針