C 用某人的胰岛素基因制成的DNA探针，检测下列物质，能形成杂交分子的是 ①该人胰岛A细胞中的DNA ②该人胰岛B细胞的mRNA ③该人胰岛A细胞的mRNA ④该人肝细胞的DNA C A、 ① ② ③ ④ B、 ① ② ③ C、 ① ② ④ D、 ②

1.3 基因工程的应用

一、植物基因工程硕果累累 1996年-2001年，短短5年中，全世 界转基因作物的种植面积增长了30倍。 2001年，全世界转基因植物种植面 积突破5×106hm2。 四种转基因作物种植面积比例： 大豆63%， 玉米19% 棉花13%， 油菜5%

我国转基因作物种植面积位居世界第四

抗虫转基因植物 抗病转基因植物 转基因植物 抗逆转基因植物 利用转基因改良植物品质

转基因抗虫水稻（绿色植株）与对照（黄色枯萎植株） 抗虫棉（左）和普通棉（右）的叶子

1.抗虫转基因植物 从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因，将其导入作物中，使其具有抗虫性 方法： 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 目的基因： 转基因抗虫棉；转基因抗虫水稻等。 成果：

引起植物生病的病原微生物有：病毒、真菌和细菌 2.抗病转基因植物 引起植物生病的病原微生物有：病毒、真菌和细菌 抗病毒基因： 病毒外壳蛋白基因（CP基因） 病毒的复制酶基因 目的基因 抗真菌基因： 几丁质酶基因 抗毒素合成基因 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。

3.抗逆转基因植物 成果： A.利用调节细胞渗透压的基因，提高作物抗旱和抗盐碱能力； B.将鱼的抗冻蛋白基因转入番茄，提高番茄的抗冻能力。 C.将抗除草剂基因导入农作物中，在喷洒除草剂时，杀死杂草而不杀死农作物。

4.利用转基因改良农作物品质 成果： A.将富含赖氨酸的蛋白质的编码基因导入玉米，获得的转基因玉米赖氨酸含量提高30％。 B.将控制番茄成熟的基因带入番茄，获得转基因延熟番茄，储存期可以达2个月。 C.将与植物花青素有关的基因导入矮牵牛中，转基因矮牵牛出现颜色变异。

二.动物基因工程前景广阔 1.用于提高动物生长速度 2.用于改善畜产品品质 3.用转基因动物生产药物 4.用转基因动物做器官移植的供体

将外源生长激素基因导入鲤鱼体内，9个月后转基因鲤鱼比对照组重1.5Kg。 转入生长激素基因的鱼（上）和同龄的鱼 1.用于提高动物生长速度 目的基因： 生长激素基因 例如： 将外源生长激素基因导入鲤鱼体内，9个月后转基因鲤鱼比对照组重1.5Kg。 2.用于改善畜产品品质 例如： 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使转基因奶牛中乳糖含量大大降低。 目的基因： 肠乳糖酶基因

抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、α－抗胰蛋白酶 3.用转基因动物生产药物 (1）乳腺（房）生物反应器： 指以转基因雌性动物个体的乳腺分泌乳汁来生产所需药品。 成果： 抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、α－抗胰蛋白酶

（药用蛋白基因与乳腺蛋白基因启动子等调控组件重组） 目的基因： 药用蛋白基因 过程： 构建基因表达载体 （药用蛋白基因与乳腺蛋白基因启动子等调控组件重组） 获取目的基因 （药用蛋白基因） 显微注射 （哺乳动物受精卵中） 形成胚胎 将胚胎送入母体动物 发育成转基因动物 （只有在产下的雌性动物个体中，转入的基因才能表达） 动物进入泌乳期 （分泌的乳汁中包含所需要的药物） 优点： 产量高、质量好、成本低、易提取

（2）膀胱反应器 优点： 1、收集产物蛋白比较容易，不必对动物造成伤害。 2、可以从动物一出生就收集产物，不论动物的性别和是否正处于生殖期。 3、从尿液中提取蛋白质比从乳汁中提取更简便、高效。

4.用转基因动物做器官移植的供体 供体动物： 猪 存在难题： 免疫排斥 （T细胞） 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。

三. 基因工程药物异军突起 1.基因工程药品 —— 胰岛素 传统生产方法的缺点 产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。 ●一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4~5g胰岛素。 传统生产方法的缺点 产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。 可利用什么方法来解决上述问题？ 利用基因工程方法制造“工程菌”，可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。

1979年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，并在大肠杆菌内实现了表达。 1982年，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30%~50%。 胰岛素是第一个基因工程药物。

2.基因工程药品 —— 干扰素 干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。此外对治疗某些癌症和白血病也有一定疗效。 传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提取，每300L血液只能提取出1mg干扰素。 1980~1982年，科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，是传统的生产量的12万倍。1987年上述干扰素大量投放市场。

3.基因工程药品 —— 生长激素 治疗侏儒症的唯一方法，是注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，要获得生长激素需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体，并从中提取生长激素。 现利用基因工程方法，将人的生长激素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。 人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于6万具尸体的全部产量。 目前我国生产的基因工程药物有白细胞介素－2、 干扰素、乙肝疫苗等。

四. 基因治疗曙光初照 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。 基因治疗： 1.体外基因治疗 例如： 复合型免疫缺陷症的体外治疗 直接原因： 缺乏腺苷酸脱氨酶（ADA） 根本原因： 腺苷酸脱氨酶（ADA）基因缺失 方 法： 将ADA基因转入患者的淋巴细胞

2.体内基因治疗： 例如： 囊性纤维病治疗 直接向人体细胞中转移基因 利用修饰的腺病毒作为载体，将治疗囊性纤维病的正常基因转入患者的肺部组织中。 ？

体外基因治疗 导入 形成 重组 受体细胞 受体 细胞 体外培养 后导入 载体 ＋ 治疗基因 患者 体内 直接导入 体内基因治疗

3.基因治疗的发展现状： 处于初期的临床试验阶段 4.用于基因治疗的基因种类： 正常基因、反义基因和自杀基因

五.基因芯片 基因芯片是特定序列的DNA片段（基因探针） 从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出标准图谱；从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出病变图谱。 通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的DNA信息。 基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。

讨论： 1.基因芯片的用途? 2.基因芯片在临床诊断方面表现出的独特优势是什么？

囊性纤维病病因 CFTR基因缺失3个碱基对 CFTR蛋白缺少一个苯丙氨酸，导致CFTR蛋白结构异常 CFTR蛋白转运氯离子的功能异常 患者支气管内黏液增多 黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染