基因工程的的应用

【高中生物】知识点总结:基因工程的应用

基因工程的应用

• 植物基因工程
  • 抗虫转基因植物
    • 方法
      • 从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因将其导入植物中
    • 基因种类
      • BT毒蛋白基因
        • 来源
          • 苏云金芽孢杆菌
        • 作用原理
          • 当BT毒蛋白基因编码的蛋白质进入某些昆虫肠道后在其肠道碱性条件和相关酶的作用下被分解成多肽该多肽与昆虫肠上皮细胞的特异性受体结合使细胞膜穿孔最后造成害虫死亡
        • 应用实例
          • 转基因抗虫棉
      • 蛋白酶抑制剂基因
        • 来源
          • 大豆，豇豆，番茄，马铃薯等
        • 作用原理
          • 蛋白酶抑制剂基因控制产生的抑制剂可使害虫消化道中的蛋白酶结合形成复合物从而阻断或降低蛋白酶的活性是昆虫不能正常消化食物中的蛋白质这种复合物还能刺激昆虫分泌过量的消化酶引起害虫的厌食反应
        • 应用实例
          • 转基因烟草
      • 淀粉酶抑制剂基因
        • 来源
          • 禾谷类植物和豆科植物
        • 作用原理
          • 淀粉酶抑制剂基因控制产生的淀粉酶抑制剂可以抑制昆虫消化道中的淀粉酶活性是害虫不能消化淀粉阻断害虫的能量来源
        • 应用实例
          • 转基因烟草
      • 植物凝集素基因等
        • 来源
          • 植物界中广泛存在
        • 作用原理
          • 植物凝聚素基因控制植物合成一种糖蛋白与昆虫肠道黏膜上的某种物质结合影响害虫对营养物质的吸收和利用
        • 应用实例
          • 抗虫小麦，水稻
    • 成果
      • 转基因抗虫棉
      • 转基因抗虫水稻等
  • 抗病转基因植物
    • 方法
      • 将抗病基因导入植物中
    • 基因种类
      • 抗病毒基因
        • 病毒外壳蛋白基因
        • 病毒的复制酶基因
      • 抗真菌基因
        • 几丁质酶基因
        • 抗霉素合成基因
    • 成果
      • 抗烟草花叶病毒的转基因烟草
      • 抗病毒的转基因小麦，甜椒，番茄等
  • 意义
    • 减少化学农药的使用
    • 降低生产成本
    • 减少环境污染
    • 降低了对人体健康的损害
  • 其他抗逆基因
    • 调节细胞渗透压基因
      • 作用
        • 改变细胞内渗透压提高抗盐碱抗旱能力
      • 成果
        • 抗盐，抗旱烟草
        • 抗盐，抗旱烟草
    • 抗冻蛋白基因
      • 作用
        • 耐旱能力提高
      • 成果
        • 耐寒番茄
    • 抗除草剂基因
      • 作用
        • 抗除草剂
      • 成果
        • 抗除草剂玉米
• 动物基因工程
  • 提高动物的生长速度
    • 基因来源或处理
      • 外源生长激素基因
    • 成果
      • 转基因绵羊
      • 转基因鲤鱼
  • 改善畜产品的品质
    • 基因来源或处理
      • 肠乳糖酶基因
    • 成果
      • 转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量降低
  • 转基因动物生产药物
    • 基因来源和处理
      • 药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因的启动子
    • 具体过程
      • ①将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子重组在一起 ②通过"显微注射"等方法，导入哺乳动物的受精卵中 ③然后将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物 ④转基因动物进入泌乳期后，通过分泌的乳汁来生产所需要的药品
    • 成果
      • 乳腺生物反应器(乳房生物反应器)
  • 转基因动物作为器官移植的供体
    • 基因来源或处理
      • 抑制或除去抗原决定基因
    • 成果
      • 结合克隆技术(核移植技术)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
  • 方式
    • 利用基因工程培育工程菌来生产药品
  • 成果
    • 利用工程菌可生产细胞因子抗体疫苗激素等
  • 药物本质
    • 蛋白质
• 基因治疗
  • 不能治疗所有的遗传病(例:染色体异常病)
  • 概括
    • 基因治疗是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 这是治疗遗传病的最有效的手段
  • 受体细胞
    • 选择该缺陷基因选择性表达的细胞
  • 用于基因治疗的基因种类
    • 正常的基因
      • 用以取代病变基因，或依靠其表达产物 来弥补病变基因带来的生理缺陷
    • 反义基因
      • 通过产生的mRNA分子与病变基因产生的mRNA进行互补 来阻断非正常蛋白质合成
    • 自杀基因
      • 编码可以杀死癌变细胞的蛋白酶基因
  • 扩展
    • 若某患者进行基因治疗康复，那他的后代还会得吗?
      • 基因治疗只是对患者相关的细胞基因替换 这种局部细胞的基因对换，并没有改变其他部位细胞的基因 (比如生殖细胞) 所以他的后代还会患病
    • 若某患者只是某些缺陷，用"基因治疗"治疗，治疗后还有缺陷基因吗
      • 在这个患者的受体细胞中既有缺陷基因也有正常基因 两种基因都能表达，正常基因的表达产物掩盖的缺陷基因的表达产物 从而达到治疗的目的