基因工程的应用
抗虫转基因植物与抗病转基因植物
类型 项目 | (1)抗虫转基因植物 | (2)抗病转基因植物 |
方法 | 从某些生物中分离出具有 杀虫活性的基因，导入作物中 | 将抗病基因导入植物中 |
基因 种类 | Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶 抑制剂基因、植物凝集素基因等 | ①抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因
②抗真菌基因：几丁质酶 基因和抗毒素合成基因 |
成果 | 转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻等 | 抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等 |
意义 | 减少了化学农药的使用，降低了生产成本，减少了环境污染，降低了对人体健康的损害 | |
利用转基因改良植物品质
(1)优良基因：必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和与植物花青素代谢有关的基因。
(2)成果：富含赖氨酸的转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。
动物基因工程的应用
项目 应用 | 基因来源 | 成果 |
1、提高动物的生长速度 | 外源基因 | 转基因绵羊 转基因鲤鱼 |
2、改善畜产品的品质 | 肠乳糖酶基因 | 转基因牛分泌的乳汁中含量少 如将肠乳糖酶基因导入奶牛体内，转基因牛分泌的乳汁中，乳糖含量低，其他成分不变。
|
3、转基因动物生产药物 | 药用 蛋白基因＋乳腺蛋白基因的启动子. | 乳腺生物反应器 |
特别提醒
(1)动物基因工程的应用主要体现在提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物等方面，不是为了产生体型巨大的个体。
(2)比乳腺生物反应器更具有优势的是(相同原理的)膀胱生物反应器，如收集蛋白容易，不会对动物造成伤害;不分性别、不分生殖期等。
4、用转基因动物作器官移植的供体
供体动物：猪
存在的难题：免疫排斥
解决方法：将供体基因组导入某种基因调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
基因工程药物异军突起
1、基因工程药物来源：转基因工程菌。
2、成果：细胞因子、抗体 、疫苗 、激素等。
3、作用： 预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。
工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。
思考讨论：
利用微生物生产药物的优越性何在?
(1)利用活细胞作为表达系统，表达效率高，无需大型
装置和大面积厂房就可以生产出大量药品。
(2)可以解决传统制药中原料来源的不足。(如生长素
是治疗侏儒症患者的药物，治疗一名侏儒症患者每年需
要从80具尸体的脑下垂体中提取生长素。利用基因工程
菌发酵生产就不需要从动物或人体上获取原料。
(3)降低生产成本，减少生产人员和管理人员。
四.基因治疗曙光初照
1、基因治疗
(1)概念：把 正常基因 导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。
(2)成果：将腺苷酸脱氨酶基因转入患者淋巴细胞或造血干细胞中，治疗复合型免疫缺陷症。
(3)方法
①体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，如T淋巴细胞，进行培养。然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养 ，最后重新 输入患者体内。
②体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转基因的治疗方法。
2.基因诊断
(1)概念
也称DNA诊断或基因探针技术，即在DNA水平上分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。
(2)过程
用放射性同位素(如32P)或荧光分子标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交的原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。
(3)特点
准确性高、不受细胞类型和发病年龄的限制，可用于一切遗传病的诊断。
界定基因诊断与基因治疗
| 基因诊断 | 基因治疗 |
目的基因的作用 | 制作相应探针，利用DNA分子杂交原理，快速、准确地检测疾病 | 导入有基因缺陷的细胞中，替换相应基因的功能，治疗遗传病 |
现状 | 临床应用阶段 | 临床试验阶段 |
(2)基因治疗的实质
在基因治疗的过程中，正常基因、病变基因都可以表达，由于正常基因的表达掩盖了病变基因的表达，使病人表现正常，最终达到治疗疾病的目的。
下图是利用基因工程方法生产人白细胞干扰素的过程图，据图回答下面的问题。
(1)①过程需要限制性内切酶的参与。
(2)②物质是从大肠杆菌分离出的
质粒。其化学本质是DNA，它必须能在宿主细胞中复制并稳定地保存。
(3)③过程表明目的基因在大肠杆菌内表达。
◆◆基因治疗◆◆
(1)概念
向目标细胞中引入正常功能的基因，以纠正和补偿基因的缺陷，达到治疗遗传病的目的。
(2)过程
植物基因工程应用比较
特别提醒
(1)抗虫转基因植物虽能抗虫但不抗病毒、细菌、真菌等;
(2)培育抗虫作物的优点：减少环境污染、降低生产成本;
(3)不同的抗虫基因作用机理不同;(4)Bt毒蛋白基因来自苏云金芽孢杆菌。
动物基因工程的应用比较
基因工程与环境保护
基因工程在环保方面有什么应用?
1)用于环境监测。
2)用于被污染环境的净化。
通过基因工程方法怎样净化被污染的环境?
(1)用基因工程产物——“超级细菌”分解石油，可以大大提高细菌分解石油的效率。具体方法：将能分解三种烃类的假单孢杆菌的基因都转移到能分解另一种烃类的假单孢杆菌内，创造出了能同时分解四种烃类的“超级细菌”。
(2)用基因工程培养出“吞噬”汞和降解土壤中DDT的细菌，以及能够净化镉污染的植物。
(3)通过基因重组构建新的杀虫剂，取代生产过程中耗能多、易造成环境污染的农药，并试图通过基因工程回收和利用工业废物。
转基因生物与目的基因的关系
