基因工程有哪些方面的应用
植物基因工程:主要是育种,培育抗性、高产的新品种。
动物基因工程:提升畜禽的生长速度、改良品质;利用转基因动物生产特种蛋白因子;动物基因工程器官可以用于拯救生命;转基因动物模型可以用于基础研究、疾病机理研究、筛选药物等。
细菌基因工程:合成化学方法难以合成的药物;用环境微生物治理环境;改良食品、饲料及其他工业生产菌的性能;基因工程菌还辅助农业,使少病虫害等。
病毒基因工程:研制基因工程病毒疫苗;用作杀虫剂;用作载体用于基因治疗。
医药基因工程:疫苗、抗体、核酸类药物、基因治疗。
农牧业、食品工业
运用基因工程技术,不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种,还可以培养出具有特殊用途的动、植物。
1.转基因鱼
生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)。
2.转基因牛
乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)。
3.转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
4.转鱼抗寒基因的番茄
5.转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
6.不会引起过敏的转基因大豆
7.超级动物
导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠
8.特殊动物
导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
9.抗虫棉
苏云金芽胞杆菌可合成毒蛋白杀死棉铃虫,把这部分基因导入棉花的离体细胞中,再组织培养就可获得抗虫棉。
环境保护
基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。
利用基因工程培育的指示生物能十分灵敏地反映环境污染的情况,却不易因环境污染而大量死亡,甚至还可以吸收和转化污染物。
基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质(通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类,用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属,分解DDT等毒害物质。)
医学
基因作为机体内的遗传单位,不仅可以决定我们的相貌、高矮,而且它的异常会不可避免地导致各种疾病的出现。某些缺陷基因可能会遗传给后代,有些则不能。基因治疗的提出最初是针对单基因缺陷的遗传疾病,目的在于有一个正常的基因来代替缺陷基因或者来补救缺陷基因的致病因素。
用基因治病是把功能基因导入病人体内使之表达,并因表达产物——蛋白质发挥了功能使疾病得以治疗。基因治疗的结果就像给基因做了一次手术,治病治根,所以有人又把它形容为“分子外科”。
我们可以将基因治疗分为性细胞基因和体细胞基因治疗两种类型。性细胞基因治疗是在患者的性细胞中进行操作,使其后代从此再不会得这种遗传疾病。体细胞基因治疗是当前基因治疗研究的主流。但其不足之处也很明显,它并没前改变病人已有单个或多个基因缺陷的遗传背景,以致在其后代的子孙中必然还会有人要患这一疾病。
无论哪一种基因治疗,处于初期的临床试验阶段,均没有稳定的疗效和完全的安全性,这是当前基因治疗的研究现状。
可以说,在没有完全解释人类基因组的运转机制、充分了解基因调控机制和疾病的分子机理之前进行基因治疗是相当危险的。增强基因治疗的安全性,提高临床试验的严密性及合理性尤为重要。尽管基因治疗仍有许多障碍有待克服,但总的趋势是令人鼓舞的。据统计,截止1998年底,世界范围内已有373个临床法案被实施,累计3134人接受了基因转移试验,充分显示了其巨大的开发潜力及应用前景。正如基因治疗的奠基者们当初所预言的那样,基因治疗的出现将推动新世纪医学的革命性变化。
医药卫生
1.基因工程药品的生产:
许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限,其价格往往十分昂贵。
微生物生长迅速,容易控制,适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内,让它们产生相应的药物,不但能解决产量问题,还能大大降低生产成本。
⑴基因工程胰岛素
胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取,100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素,其产量之低和价格之高可想而知。
将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌,每2000L培养液就能产生100g胰岛素!大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题,还使其价格降低了30%-50%!
⑵基因工程干扰素
干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”!过去从人血中提取,300L血才提取1mg!其“珍贵”程度自不用多说。
基因工程人干扰素α-2b(安达芬) 是中国第一个全国产化基因工程人干扰素α-2b,具有抗病毒,抑制肿瘤细胞增生,调节人体免疫功能的作用,广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗,是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。
⑶其它基因工程药物
人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产,均为解除人类的病苦,提高人类的健康水平发挥了重大的作用。
2.基因诊断与基因治疗:
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。基该方法是:基因置换、基因修复、基因增补和基因失活等。
运用基因工程设计制造的“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷,不但准确而且迅速。通过基因工程给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。
但基因治疗技术尚未成熟,未成熟的关键问题在于:①如何选择有效的治疗基因;②如何构建安全载体,病毒载体效率较高,但却有潜在的危险性;③如何定向导入靶细胞,并获得高表达。
◆SCID的基因工程治疗
重症联合免疫缺陷(SCID)患者缺乏正常的人体免疫功能,只要稍被细菌或者病毒感染,就会发病死亡。这个病的机理是细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱氨酶(简称ADA)的基因(ada)发生了突变。可以通过基因工程的方法治疗。
基因工程其实需要有想象力,但凡你能想到的,比如转肌肉发育基因,可以使牛的肌肉量提高一倍;转鸡翅发育基金,可以让鸡肉长出4~8个翅膀。
植物:总的来说,有两方面,提高抗逆性(比如抗病、虫、抗自然灾害等),提高植物品质(比如让作物高产、让水果更甜、让水果变成不同的颜色等等)
植物方面:转基因抗虫、抗病、抗逆植物、改良农产品品质
动物方面:加快养殖动物的生长速度,如转入生长激素基因的鲤鱼;乳腺生物反应器
医疗方面:转基因生物生产药物、基因治疗
生命科学,生物学,植物的育种,动物的转基因,我们知道转基因动物一般生长速度比较快,养殖效益好。再就是生命科学中的生物医药,基因治疗,人类器官在培养技术,等等
答:(2)畜牧养殖业:培育体型巨大(如超级小鼠、超级绵羊、超级鱼等)、品质优良(如具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等)的转基因动物;利用外源基因在哺乳动物体内的表达获得人类所需要的各种物质,如激素、抗体及酶类等。(3)食品工业:为人类开辟新的食物来源。3.与环境保护 (1)...
答:【答案】:基因工程在园艺植物育种中有哪些方面的应用?答:(1)改良品质(2)提高抗虫能力(3)改善抗逆性(4)选育抗除草剂品种(5)延缓果实成熟(6)提高光合作用和固氮效率(7)创制雄性不育材料(8)改变花色、花形、花香等
答:基因工程的主要应用在农牧业、食品工业、环境保护、医学、医药卫生等方面。1、农牧业、食品工业方面:运用基因工程技术,不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种,还可以培养出具有特殊用途的动、植物。比如:转基因鱼生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国);转基因牛乳汁中含有人...
答:通过基因工程技术,科学家们对牛进行了品种改良和新品种培育。这主要体现在两个方面:一是增强牛的抗病能力;二是提高肉奶产量和改善奶品质。同时,利用转基因技术在改善牛的生长速度、肉质等性状方面也取得了重要进展。3、转基因抗冻西红柿 美国加利福尼亚基因公司利用基因工程技术培育出了一种抗冻西红柿。...
答:基因工程在各个领域的具体应用 - 植物基因工程:抗虫、抗病、抗逆转等转基因植物的应用。- 动物基因工程:提高生长速度、改善品质,生产药物,以及作为器官移植的供体。以上内容展示了基因工程在不同领域的应用及其成果,展示了基因工程在医药、农牧业、食品工业和环境保护等方面的广泛应用和潜力。
答:植物基因工程:主要是育种,培育抗性、高产的新品种。动物基因工程:提升畜禽的生长速度、改良品质;利用转基因动物生产特种蛋白因子;动物基因工程器官可以用于拯救生命;转基因动物模型可以用于基础研究、疾病机理研究、筛选药物等。细菌基因工程:合成化学方法难以合成的药物;用环境微生物治理环境;改良食品、...
答:【答案】:通过基因工程明确抗生素合成基因的典型特点和克隆的方法,解析合成基因的结构,深入了解微生物的生长代谢过程,更有效的控制抗生素的生产,为人类的健康提供更多更有效的产品,主要体现在以下几方面:(1)提高抗生素的产量 (2)改善抗生素的组分 (3)改进抗生素的生产工艺;(4)产生杂合抗生素,提供新...
答:(一)基因工程在医药卫生领域的应用 1. 基因工程药品的生产 - 通过基因工程方法,大肠杆菌能够高效生产治疗糖尿病的胰岛素,以及抗病毒药物干扰素,其化学本质为糖蛋白。- 乙肝疫苗的制备涉及将乙肝病毒的基因引入细菌或哺乳动物细胞中,通过发酵或细胞培养大量生产。- 中国自主研发的几种基因工程药品包括白...
答:培育出高产粮棉油作物和果蔬;在环境保护方面,通过基因重组手段可以把多种微生物的特点综合起来,培育出一种超级微生物,用以高效率地分解城市垃圾或处理工厂废水。此外,基因工程在化工、食品、轻工、采矿、能源、国防等众多行业和领域都有不少已经成功的实例和非常光明的应用前景。
答:1. 基因工程技术在农牧业中的应用,旨在培育出既优质又高产的农作物,以及具有抗逆性和抗病性的新品种。此外,它还允许我们创造出具有特定用途的动植物。2. 转基因鱼类:中国科学家通过基因工程手段,成功培育出生长迅速、能够耐受恶劣环境、肉质上乘的转基因鱼类。3. 转基因牛:在阿根廷,科学家们通过...