1、 一一、植物基因工程硕果累累、植物基因工程硕果累累 植物基因工程技术：植物基因工程技术：1. 1.提高农作物的抗逆能力提高农作物的抗逆能力 2. 2.改良农作物的品质改良农作物的品质 3. 3.利用植物生产药物利用植物生产药物 1.1.抗虫转基因植物抗虫转基因植物 抗虫棉 叶子 正常棉 叶子 使用化学农药的缺点： 造成环境污染 损害人类健康 增加生产成本 用于杀虫的基因主要是： 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 2.2.抗病转基因植物抗病转基因植物 抗烟草花叶病 毒转基因甜椒 抗病毒转基因 西葫芦 抗病转基因植物所采用的基因： 病毒外壳蛋白基因 病毒的复制酶
2、基因 抗真菌的基因： 几丁质酶基因 抗毒素合成基因 3.3.其他抗逆转基因植物其他抗逆转基因植物 耐寒、耐旱转基因水稻 4.4.利用转基因改良植物的品质利用转基因改良植物的品质 含大量维生素的 转基因玉米 抗癌抗衰老的 紫色西红柿 转入维生素A合成酶基因的大米 转 基 因 矮 牵 牛 转基因蓝玫瑰 转入荧光酶的转基因烟草苗 1.1.用于提高动物生长速度用于提高动物生长速度 二、动物基因工程前景广阔 转入外源生长激素基因的转入外源生长激素基因的“超级小鼠超级小鼠” 2.2.用于改善畜产品的品质用于改善畜产品的品质 “乳糖不耐症” 乳糖含量低的奶牛： 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组 3.3.用转基因
3、的动物生产药物用转基因的动物生产药物 人治疗性抗体转基因奶牛 含有人凝血因子的转基因羊 乳腺生物反应器生产抗凝 血酶蛋白 4.4.用转基因的动物作器官移植的供体用转基因的动物作器官移植的供体 导入人基因具特殊用途的猪和小鼠 三、基因工程药品异军突起三、基因工程药品异军突起 基因工程肝炎疫苗 基因工程药物发酵设备 胰岛素是胰岛素是治疗糖尿病治疗糖尿病的的特效药特效药。一般临。一般临 床上使用的胰岛素主要从床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰猪、牛等家畜的胰 腺腺中提取，一名糖尿病患者每年需用的胰岛中提取，一名糖尿病患者每年需用的胰岛 素需要从素需要从4040头牛或头牛或5050头猪的胰脏中才能
4、提取头猪的胰脏中才能提取 到。到。19781978年，科学家将动物体内的年，科学家将动物体内的胰岛素基胰岛素基 因与大肠杆菌因与大肠杆菌DNADNA分子重组分子重组，用，用2000ml 2000ml 大大 肠杆菌发酵液得到肠杆菌发酵液得到100kg100kg胰岛素。胰岛素。19821982年，年， 美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰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，售价降低了岛素投入市场，售价降低了30%50%30%50%。 基因工程药品基因工程药品 胰岛素胰岛素 治疗侏儒症治疗侏儒症的的唯一方法唯一方法，是向人体注射，是向人体注射 生长激素。而生长激素的获得很困难。治
5、疗生长激素。而生长激素的获得很困难。治疗 一名侏儒症患者每年需要从一名侏儒症患者每年需要从8080具尸体的脑下具尸体的脑下 垂体垂体中提取生长激素。中提取生长激素。 现可利用基因工程方法，将人的现可利用基因工程方法，将人的生长激生长激 素基因导入大肠杆菌素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素中，使其生产生长激素 。人们从。人们从 450 L450 L大肠杆菌培养液中提取的生大肠杆菌培养液中提取的生 长激素，相当于长激素，相当于6 6万具尸体的全部产量。万具尸体的全部产量。 基因工程药品基因工程药品 生长激素生长激素 干扰素是干扰素是病毒侵入细胞后产生病毒侵入细胞后产生的一种的一种糖糖 蛋白蛋白
6、。干扰素几乎能。干扰素几乎能抵抗所有抵抗所有病毒引起的病毒引起的感感 染染，是一种，是一种抗病毒抗病毒的的特效药特效药。此外干扰素对。此外干扰素对 治疗治疗某些某些癌症癌症和和白血病白血病也有一定疗效。也有一定疗效。 传统的干扰素生产方法是从人血液中的传统的干扰素生产方法是从人血液中的 白细胞内提取白细胞内提取，每，每300L300L血液只能提取出血液只能提取出1mg1mg 干扰素。干扰素。1980198219801982年，科学家用基因工程年，科学家用基因工程 方法在方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰 素素，是传统的生产量的，是传统的生产量的1212万倍。
7、万倍。19871987年上述年上述 干扰素大量投放市场。干扰素大量投放市场。 基因工程药品基因工程药品 干扰素干扰素 基因工程干扰素 传统疫苗存在许多缺点：生产过程需传统疫苗存在许多缺点：生产过程需大量繁大量繁 殖病原体殖病原体，对工作人员，对工作人员健康造成很大威胁健康造成很大威胁； 病原体的减毒、灭活有可能病原体的减毒、灭活有可能不够彻底不够彻底，导致，导致 接种者接种者直接感染直接感染。 基因工程疫苗基因工程疫苗：将起关键作用的、序列保守：将起关键作用的、序列保守 的蛋白质基因重组到细菌或真核细胞内，生的蛋白质基因重组到细菌或真核细胞内，生 产蛋白质，制作成疫苗。它不使用病原体本产蛋白质
8、，制作成疫苗。它不使用病原体本 身，所以身，所以安全安全，还可以把不同病原体的抗原，还可以把不同病原体的抗原 基因重组到同一受体细胞，生产基因重组到同一受体细胞，生产多价疫苗多价疫苗。 基因工程药品基因工程药品 基因工程疫苗基因工程疫苗 基因工程艾滋病疫苗 基因工程乙肝疫苗 基因诊断：基因诊断： 也称为也称为DNADNA诊断诊断或或基因探针技术基因探针技术，即，即 在在DNADNA水平分析检测某一基因，从而对特定水平分析检测某一基因，从而对特定 的疾病进行诊断。的疾病进行诊断。 探针制备：探针制备：放射性同位素放射性同位素( (如如32 32P) P)、荧荧 光分子光分子等标记的等标记的DNA
9、DNA分子；分子； 原原 理：利用理：利用DNADNA分子杂交原理分子杂交原理 ； 四四、基因治疗曙光初照、基因治疗曙光初照 基因探针：基因探针： 基因探针就是一段与目的基因或基因探针就是一段与目的基因或DNADNA 互补的互补的特异核苷酸序列特异核苷酸序列。它包括整个基因。它包括整个基因 ，或基因的一部分；可以是，或基因的一部分；可以是DNADNA本身，也可本身，也可 以是由之转录而来的以是由之转录而来的RNARNA。 DNADNA分子杂交原理：分子杂交原理： DNADNA分子杂交是基因诊断最基本的方分子杂交是基因诊断最基本的方 法之一。其基本原理是：法之一。其基本原理是：互补的互补的DNA
10、DNA单链单链能能 够在一定条件下够在一定条件下结合成双链结合成双链，即能够进行杂，即能够进行杂 交。这种结合是交。这种结合是特异特异的，即严格按照碱基互的，即严格按照碱基互 补配对进行。因此，当用一段补配对进行。因此，当用一段已知基因的核已知基因的核 苷酸序列作为探针苷酸序列作为探针，与被测基因进行接触，与被测基因进行接触， 若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测 基因中含有已知的基因序列。基因中含有已知的基因序列。 基因诊断技术在什么方面发展迅速？基因诊断技术在什么方面发展迅速？ 在在诊断遗传性疾病诊断遗传性疾病方面发展迅速。目方面发展迅速。目 前已经
11、可以对几十种遗传病进行前已经可以对几十种遗传病进行产前诊断产前诊断。 1 1）珠蛋白的珠蛋白的DNADNA探针探针 镰刀状细胞贫镰刀状细胞贫 血症血症 2 2）苯丙氨酸羧化酶基因探针）苯丙氨酸羧化酶基因探针 苯丙酮尿苯丙酮尿 症症 3 3）白血病患者细胞中分离出的癌基因制备）白血病患者细胞中分离出的癌基因制备 的的DNADNA探针探针 白血病白血病 举例举例 基因治疗：把正常基因导入病人体内，使该基因治疗：把正常基因导入病人体内，使该 基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾 病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段 。
12、是指是把是指是把健康的外源基因导入有基因健康的外源基因导入有基因 缺陷的细胞缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。中，达到治疗疾病的目的。 患半乳糖血症的患者患半乳糖血症的患者，由于细胞内半由于细胞内半 乳糖苷转移酶乳糖苷转移酶基因缺陷基因缺陷而缺少半乳糖苷转移而缺少半乳糖苷转移 酶，使过多的半乳糖在体内积聚，引起肝、酶，使过多的半乳糖在体内积聚，引起肝、 脑等功能受损。脑等功能受损。 19711971年，美国科学家在体外做了试验年，美国科学家在体外做了试验 ，用，用带有半乳糖苷转移酶基因的噬菌体侵染带有半乳糖苷转移酶基因的噬菌体侵染 患者的离体组织细胞患者的离体组织细胞，结果发现这些组织细，结果发现这些组织细 胞能够利用半乳糖了。这表明，用基因替换胞能够利用半乳糖了。这表明，用基因替换 的方法治疗这种遗传病是可能的。的方法治疗这种遗传病是可
