基因工程的应用及转基因的安全性

1、 基因工程自基因工程自20世纪世纪70年代兴起后，年代兴起后，在短短的时间内，得到了飞速的发展，在短短的时间内，得到了飞速的发展，目前已成为生物科学的目前已成为生物科学的核心技术核心技术。基因。基因工程在实际应用领域工程在实际应用领域农牧业、工业、农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等方面，也展示环境、能源和医药卫生等方面，也展示出美好的前景。出美好的前景。问题问题1：传统的育种方法有哪些？传统的育种方法有哪些？杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种问题问题2：传统的育种方法能否解决不同种生物之传统的育种方法能否解决不同种生物之间优良性状的重组问题？

2、间优良性状的重组问题？问题问题3：基因工程技术如何解决不同种生物之间基因工程技术如何解决不同种生物之间优良性状的重组问题？优良性状的重组问题？转基因植物转基因植物的产生过程转基因植物的产生过程1、抗虫转基因植物、抗虫转基因植物2、抗病转基因植物、抗病转基因植物3、抗逆转基因植物、抗逆转基因植物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优点：减少环境污染、减低生产成本、提高产量优点：减少环境污染、减低生产成本、提高产量例子：棉花、水稻、玉米、马铃薯、番茄等等例子：棉花、水稻、玉米、马铃薯、番茄等等主要杀虫基因：主要杀虫基因： Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂

3、基因、 淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等典型例子：转基因抗虫棉典型例子：转基因抗虫棉Bt毒蛋白基因毒蛋白基因抗病基因：抗病基因： 病毒外壳蛋白基因、病毒外壳蛋白基因、 病毒的复制酶基因病毒的复制酶基因.抗真菌基因：抗真菌基因： 几丁质酶基因、几丁质酶基因、 抗毒素合成基因抗毒素合成基因.转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯特点：特点： 导入另一种导入另一种生物的优良性生物的优良性状基因，获得状基因，获得新性状抵抗恶新性状抵抗恶劣环境因素，劣环境因素，不会引起过敏的转基因大豆不会引起过敏的转基因大

4、豆优点：优点：转基因蓝玫瑰转基因蓝玫瑰优点：优点： 提高花卉的观赏价值提高花卉的观赏价值异想天开异想天开特点：发展较迟，应用方面广特点：发展较迟，应用方面广1、提高生长速度、提高生长速度2、改善畜产品的品质、改善畜产品的品质3、生产药物、生产药物4、作为器官移植的供体、作为器官移植的供体原因：外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长更快原因：外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长更快转基因鲤鱼转基因鲤鱼动物基因工程前景广阔动物基因工程前景广阔2、用于改善畜产品的品质、用于改善畜产品的品质 有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等

5、不适症状，用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，科科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁，在其他营养成分不受的转基因牛分泌的乳汁，在其他营养成分不受影响的情况下，乳糖的含量大大减低。影响的情况下，乳糖的含量大大减低。乳糖乳糖乳糖酶乳糖酶半乳糖半乳糖优点：优点： 产量高、质量好、产量高、质量好、 成本低、易提取成本低、易提取方法：方法： 乳腺生物反应器乳腺生物反应器过程：过程：1、重组重组药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子启动子2、用显微注射法、用显微注射法导入导入到受精卵到受精卵3、将受精卵、将受精卵送

6、入送入母体生长发育母体生长发育4、转基因动物进入泌乳期后，、转基因动物进入泌乳期后，提取提取乳汁乳汁产物：产物：抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、-抗胰蛋白酶抗胰蛋白酶注意：注意： 雌性个体才能生产药物雌性个体才能生产药物要在编码蛋白质的基因序列前加上乳腺组织要在编码蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特异表达的启动子（中特异表达的启动子（乳腺蛋白基因的启动乳腺蛋白基因的启动子子）构成表达载体。）构成表达载体。利用基因工程对猪的器官进行改造利用基因工程对猪的器官进行改造方法：方法：将器官供体基因组导入某种调将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达节因

7、子，以抑制抗原决定基因的表达或设法除去抗原决定基因或设法除去抗原决定基因，再结合克，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官转基因克隆猪器官胰岛素从猪、牛等动物的胰胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g4-5g的胰岛素，其产量之低和价的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。格之高可想而知。将合成的胰岛素将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，基因导入大肠杆菌，每每2000L2000L培养液就能产培养液就能产生生100g100g胰岛素！使其胰岛素！使其价格降低了价格降低了30%-50%!30%-50

8、%!2DNA 质粒质粒细菌细胞细菌细胞DNA人体细胞人体细胞胰岛素基因胰岛素基因限制酶限制酶限制酶限制酶胰岛素胰岛素利用生物工程获得胰岛素利用生物工程获得胰岛素1从人血中提取干扰素，从人血中提取干扰素，300L300L血才提取血才提取1mg1mg！通过基因工程通过基因工程的方式创造了能合的方式创造了能合成人干扰素的大肠成人干扰素的大肠杆菌，每杆菌，每1Kg1Kg的培的培养液可提取养液可提取202040mg40mg干扰素干扰素 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一般称为“工程菌” 基因治疗基因治疗基因治疗：基因治疗：是指以正常的基因替代或修补病人细是指以正常的基因替

9、代或修补病人细胞中的缺陷基因从而达到治疗疾病的目的，它是治胞中的缺陷基因从而达到治疗疾病的目的，它是治疗分子疾病最有效的手段之一。疗分子疾病最有效的手段之一。基因治疗基因治疗体内基因治疗体内基因治疗体外基因治疗体外基因治疗1990年年9月月14日，美国年仅日，美国年仅4岁的女孩阿尚蒂接岁的女孩阿尚蒂接受了受了世界上第一例基因治疗临床试验世界上第一例基因治疗临床试验。基因治疗基因治疗活体直接转移（体内基因治疗）：活体直接转移（体内基因治疗）：将外将外源基因通过载体直接注射到肌肉、血管源基因通过载体直接注射到肌肉、血管等靶组织或通过口服、喷雾、皮下涂抹等靶组织或通过口服、喷雾、皮下涂抹等方式直接被试验个体的靶部位吸收。等方式直接被试验个体的靶部位吸收。该法操作简便，易于推广，但目前尚未该法操作简便，易于推广，但目前尚未成熟，存在疗效短、免疫排斥及基因转成熟，存在疗效短、免疫排斥及基因转移载体在体内随机分布等安全性等问题。移载体在体内随机分布等安全性等问题。该法虽有种种缺陷，仍不失为基因治疗该法虽有种种缺陷，仍不失为基因治疗发展的最终趋势。发展的最终趋势。离体转移（体外基因治疗）：离体转移（体外基因治疗）：将试验对象将试验对象的靶细胞取出，体外培养导入基因后再重