第三节、第三节、基因工程基因工程的应用的应用基因工程基因工程与遗传育种与遗传育种转基因植物转基因植物 基因工程改变了传统的育种方法，基因工程改变了传统的育种方法，2020世世纪纪8080年代，转基因植物和转基因动物分别获得成功。年代，转基因植物和转基因动物分别获得成功。目的基因的种类：抗除草剂基因，抗虫抗病毒基因，抗逆性基因等。原理：将特殊功能的基因转入到受体植物体内，使之获得优良的性状。如抗虫棉、抗旱大豆等。基因改良基因改良v转基因植物产生的过程和转基因微生物的产转基因植物产生的过程和转基因微生物的产生过程有所不同（参见图生过程有所不同（参见图15） 目的基因的载体不同。受体细胞是植物细胞时，通常目的基因的载体不同。受体细胞是植物细胞时，通常使用农杆菌中的使用农杆菌中的Ti质粒。质粒。 一般要进行植物细胞培养（参见本书一般要进行植物细胞培养（参见本书p23）基因改良的牵牛花基因改良的牵牛花转基因动物转基因动物 传统的动物育种方法是在长期的人为传统的动物育种方法是在长期的人为选择过程中完成的，费时又费力。选择过程中完成的，费时又费力。转基因动物在操作上具有更大的难度，其成功率也较转基因植物要低。同转基因植物的过程类似，也要用到动物细胞的培养技术（参见本书p28）已经培育出了具有多种优良遗传性状的转基因动物，如生长快速的转基因鼠，以及具有抗病能力的转基因鸡和牛等。 基因工程育种与杂交育种、诱变育种比较，基因工程育种与杂交育种、诱变育种比较，有哪些优点？有哪些优点？杂交育种：杂交育种：周期长，只限于同种生物之间。周期长，只限于同种生物之间。诱变育种：诱变育种：有很大的盲目性。有很大的盲目性。基因工程：基因工程：周期短，目的性强，能定向改变生周期短，目的性强，能定向改变生 物遗传特性，克服远缘杂交的障碍。物遗传特性，克服远缘杂交的障碍。v生产基因工程药品生产基因工程药品如：如：胰岛素、干扰素、乙肝疫苗胰岛素、干扰素、乙肝疫苗。v基因诊断基因诊断利用标记利用标记DNADNA分子做探针。分子做探针。v基因治疗基因治疗用健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中。用健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中。基因工程与基因治疗基因工程与基因治疗生产基因工程药品v胰岛素胰岛素：激素类药物：激素类药物v干扰素：免疫活性物质干扰素：免疫活性物质v乙型肝炎疫苗：乙肝抗原乙型肝炎疫苗：乙肝抗原 DNA DNA分子探针：分子探针： 用放射性同位素、荧光分子等用放射性同位素、荧光分子等 标记标记 一段一段 DNADNA分子分子( (一般为单链一般为单链) )，可人工合成。，可人工合成。原理：原理：DNADNA分子杂交（碱基互补配对）分子杂交（碱基互补配对）基因诊断基因诊断诊断步骤：诊断步骤：抽取待测组织样品抽取待测组织样品 样品样品DNADNA分离分离 化学方法或化学方法或 热热 处理使样品处理使样品DNADNA解旋解旋 引入引入DNADNA探针探针 洗脱洗脱 检测是否检测是否遗留遗留DNADNA探针（杂合状态）探针（杂合状态） 1990 1990年年7 7月，美国国家卫生研究所首次批月，美国国家卫生研究所首次批准准SCIDSCID基因治疗方案。基因治疗方案。9 9月，一个年仅月，一个年仅4 4岁的岁的小女孩小女孩艾姗蒂艾姗蒂接受基因治疗并取得成功。接受基因治疗并取得成功。 腺苷脱氨酶腺苷脱氨酶(ADA)(ADA)基因基因严重联合免疫缺陷症严重联合免疫缺陷症(SCID)(SCID)缺陷缺陷基因治疗基因治疗正常正常ADAADA基因基因ADAADA基因整合基因整合到病毒核酸上到病毒核酸上感染使感染使ADAADA基因基因进入进入T T淋巴细胞淋巴细胞培养培养T T淋巴细胞，淋巴细胞，ADAADA基因基因整合到细胞的染色体上整合到细胞的染色体上转基因转基因 T T淋巴细胞回淋巴细胞回输到体内骨髓组织里输到体内骨髓组织里病人病人分离得到分离得到T T淋巴细胞淋巴细胞 1991年我国首例年我国首例B型血友病基因治型血友病基因治疗获得得满意的意的结果。果。 然而，目前基因治然而，目前基因治疗技技术还不成熟，不成熟，许多理多理论和技和技术问题有待解决。有待解决。环境监测用DNA探针检测饮用水中病毒的含量。环境的净化科学家正在尝试用转基因植物的方法来生产聚羟基烷酯(可降解塑料）创造能同时分解四种烃类的“超级细菌”。培养出吞噬汞和降解土壤中DDT的细菌。能净化镉污染的植物。努力构建新杀虫剂，取代生产过程中耗能多，又易造成环境污染的农药。基因工程与环境保护基因工程与环境保护安全性问题用基因工程方法生产产品，特别是农产品，对人体有无不良影响？重组DNA是否会使细菌、病毒发生突变而成为“超级细菌”，“超级病毒”？生态环境影响当某种基因被转移到作物或杂草中，是否会破坏生态环境（出现“超级杂草”）。基因工程的负面影响基因工程的负面影响课后小资料及习题课后小资料及习题