基因工程应用.doc

第3节基因工程应用

【本节重难点】

重点：1.基因工程在农业和医疗等方面应用

难点：1.基因治疗

【知识精讲】

教材梳理

知识点一植物基因工程应用

植物基因工程技术主要用于提升农作物抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）以及改良农作物品质和利用植物生产药品等方面。

1.提升抗逆性

（1）惯用抗虫基因：用于抗虫（杀虫）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）惯用抗病基因：a.抗病毒基因有：病毒外壳蛋白基因和病毒复制酶基因；b.抗真菌基因有：几丁质酶基因和抗毒素合成基因

（3）其余抗逆基因：环境条件对农作物生产会造成很大影响，而且这些影响是多方面，所以，抗逆性基因也有多个多样，如：抗盐碱和干旱调整细胞渗透压基因、抗冻基因、抗除草剂基因等等。

2.改良植物品质

因为人们食品含有营养不平衡，不能满足人们对食品要求，这么，能够经过转基因技术，使植物能够合成一些原来不能合成物质。如科学家将必需氨基酸含量多蛋白质编码基因导入植物中，或者改变这些氨基酸合成路径中某种关键酶活性，以提升氨基酸含量。

3.生产药品

基因工程不但促进了传统技术变革，也为人类提供了传统产业难以得到许多昂贵药品，并已形成基因工程制药业雏形。现在诸如人胰岛素、人生长激素、人脑激素、

α－干扰素、乙肝疫苗、蛋白C、组织血纤维蛋白溶酶原激活剂等数十种基因工程药品已实现商品化。另外，还有促红细胞生成素、白细胞介素－2、肾素、心钠素等一大批宝贵药品正处于试用或临床试验阶段。

知识点二动物基因工程应用

1.用于提升动物生长速度：因为外援生长激素基因表示能够使转基因动物生长得更加快，将这类基因导入动物体内，以提升动物生长速率。如：转基因绵羊和转基因鲤鱼。

2.用于改进畜产品品质：基因工程可用于改进畜产品品质。如：有些人对牛奶中乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，这么所取得牛奶其成份不受影响，但乳糖含量大大减低。

3.用转基因动物做器官移植供体：现在，人体移植器官短缺是一个世界性难题，用其它动物器官代替，又会出现免疫排斥现象，现在，科学家正试图利用基因工程方法对一些动物器官进行改造，培育出没有免疫排斥反应转基因克隆器官。

知识点三基因治疗

1.概念：基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因表示产物发挥功效，从而达成治疗疾病目标，这是治疗遗传病最有效伎俩。

2.方法：体外基因治疗和体内基因治疗

体外基因治疗：先从病人体内取得某种相关细胞，进行培养，然后在体外完成基因转移，再筛选成功转移细胞扩增培养，最终重新输入患者体内，这种方法叫做体外基因治疗。

体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移基因治疗方法叫做体内基因治疗。

说明：对于遗传病治疗最根本方法是进行基因替换或修复。基因治疗最好时期理论上是受精卵时期，这么能够使个体每个细胞都含有正常基因，但在现实生活中是不可能，因为不可能人人在受精卵时期进行基因检验。其次是对患者进行相关细胞基因替换，如：对于遗传性糖尿病患者，只对胰腺B细胞进行基因替换，该个体就能正常分泌胰岛素，糖尿病得以治疗；但这种局部细胞基因替换，并没有改变其它部位细胞基因，如精原细胞，其后代很大可能还会患遗传性糖尿病。

教材拓展

拓展点一该节内容是对第2节知识综合利用，是近几年及今后几年高考主考点。在学习这部分知识时，要注意以下几点：

1.熟练、灵活掌握第2节基础知识，形成系统、完善知识体系

2.目标基因来自其余生物，目标基因和受体细胞基因组成基因重组，这是基因工程原理。

3.常考知识为基因操作基本步骤

4.相关知识为DNA结构和复制、基因控制蛋白质合成及对性状控制、基因突变、酶性质和作用、其余生物工程等

5.处理方法是学好相关知识，达成灵活利用程度，进行知识迁移。

拓展点二基因治疗过程（以镰刀形细胞贫血症治疗为例）

步骤

过程

获取正常血红蛋白基因

用限制性核酸内切酶从人DNA分子中切取血红蛋白基因

形成重组载体

用同一个限制性核酸内切酶在载体DNA上切开一个切口，用DNA连接酶将正常血红蛋白基因连接在载体DNA上，形成重组载体

重组载体转化与筛选

将携带正常血红蛋白基因重组载体导入患者造血干细胞中，并将重组载体插入到染色体。用选择培养基筛选出含重组质粒造血干细胞。

将含正常血红蛋白基因造血干细胞回输给患者骨髓

将携带正常血红蛋白基因造血干细胞输入患者骨髓中，此造血干细胞产生含正常血红蛋白红细胞，以根治镰刀形细胞贫血症

拓展点三利用微生物生产药品优越性

所谓利用微生物生产蛋白质类药品，是指将人们需要某种蛋白质编码基因，构建成表示载体后导入微生物，然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药品。与传统制药相比有以下优越性：

1.利用活