基因工程和發(fā)展

基因工程和發(fā)展第1頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/142提取目的基因2基因工程基本操作步驟目的基因與運(yùn)載體結(jié)合目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測(cè)和表達(dá)同一種限制性內(nèi)切酶切割質(zhì)粒和目的基因，加入DNA連接酶，形成重組DNA分子

主要是借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的方法

根據(jù)受體細(xì)胞是否具有某些標(biāo)記基因判斷目的基因是否導(dǎo)入檢測(cè)表達(dá)受體細(xì)胞表現(xiàn)出特定的性狀

第2頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/143基因工程的成果和發(fā)展前景基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)基因工程與環(huán)境保護(hù)第3頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/144基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生

基因工程藥品的生產(chǎn)許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取的。受材料來(lái)源限制產(chǎn)量有限，其價(jià)格往往十分昂貴。微生物生長(zhǎng)迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問(wèn)題，還能大大降低生產(chǎn)成本。第4頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/145基因工程胰島素胰島素是治療糖尿病的特效藥，長(zhǎng)期以來(lái)只能依靠從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)格之高可想而知。胰島素分子結(jié)構(gòu)第5頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/146基因工程胰島素將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)不但解決了這種比黃金還貴的藥品產(chǎn)量問(wèn)題，還使其價(jià)格降低了30%-50%!胰島素生產(chǎn)車間第6頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/147基因工程干擾素干擾素治療病毒感染簡(jiǎn)直是“萬(wàn)能靈藥”！過(guò)去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說(shuō)。干擾素生產(chǎn)車間干擾素分子結(jié)構(gòu)第7頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/148基因工程干擾素基因工程人干擾素α-2b（安達(dá)芬）是我國(guó)第一個(gè)全國(guó)產(chǎn)化基因工程人干擾素α-2b，具有抗病毒，抑制腫瘤細(xì)胞增生，調(diào)節(jié)人體免疫功能的作用，廣泛用于病毒性疾病治療和多種腫瘤的治療，是當(dāng)前國(guó)際公認(rèn)的病毒性疾病治療的首選藥物和腫瘤生物治療的主要藥物。第8頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/149其它基因工程藥物人造血液、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗等通過(guò)基因工程實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用。人造血液及其生產(chǎn)第9頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/1410基因診斷與基因治療運(yùn)用基因工程設(shè)計(jì)制造的“DNA探針”檢測(cè)肝炎病毒等病毒感染及遺傳缺陷，不但準(zhǔn)確而且迅速。通過(guò)基因工程給患有遺傳病的人體內(nèi)導(dǎo)入正?；蚩伞耙淮涡浴苯獬∪说募部唷Ｎ覈?guó)研究人員正在制備用于基因治療的基因工程細(xì)胞第10頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/1411SCID的基因工程治療重癥聯(lián)合免疫缺陷（SCID）患者缺乏正常的人體免疫功能，只要稍被細(xì)菌或者病毒感染，就會(huì)發(fā)病死亡。這個(gè)病的機(jī)理是細(xì)胞的一個(gè)常染色體上編碼腺苷酸脫氨酶（簡(jiǎn)稱ADA）的基因（ada）發(fā)生了突變?？梢酝ㄟ^(guò)基因工程的方法治療。SCID患者生存在無(wú)菌環(huán)境中第11頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/1412基因治療SCID的過(guò)程第12頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/1413基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)運(yùn)用基因工程技術(shù)，不但可以培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性好的農(nóng)作物及畜、禽新品種，還可以培養(yǎng)出具有特殊用途的動(dòng)、植物。第13頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/1414轉(zhuǎn)基因魚生長(zhǎng)快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國(guó))第14頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/1415轉(zhuǎn)基因牛乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)第15頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/1416轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒第16頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/1417

轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育將蘇云金芽孢桿菌中的毒蛋白基因轉(zhuǎn)移到棉花的細(xì)胞中使棉花的細(xì)胞中有毒蛋白基因，毒蛋白基因表達(dá)出毒蛋白后使棉鈴蟲被毒蛋白毒死而不敢吃棉花的葉子，即轉(zhuǎn)基因抗蟲棉第17頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/1418轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄第18頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/1419轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯第19頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/1420不會(huì)引起過(guò)敏的轉(zhuǎn)基因大豆第20頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/1421超級(jí)動(dòng)物導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級(jí)羊和超級(jí)小鼠第21頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/1422特殊動(dòng)物導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠第22頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/1423基因工程與環(huán)境監(jiān)測(cè)（一）基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測(cè)環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染。1t水中只有10個(gè)病毒也能被DNA探針檢測(cè)出來(lái)第23頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/1424基因工程與環(huán)境監(jiān)測(cè)（二）利用基因工程培育的指示生物能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。第24頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/1425基因工程與環(huán)境污染治理基因工程做成的“超級(jí)細(xì)菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級(jí)細(xì)菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質(zhì)。第25頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/1426例題分析（一）農(nóng)業(yè)上大量使用化肥存在許多負(fù)面影響，生物固氮已成為一項(xiàng)重要研究課題，實(shí)驗(yàn)證明，生物固氮是某些微生物（如根瘤菌、藍(lán)藻等）將空氣中的N2固定為NH3的過(guò)程。（1）與人工合成NH3所需的高溫、高壓條件相比，生物固氮的順利進(jìn)行是因?yàn)楦鼍?、藍(lán)藻體內(nèi)含有特定的

，這類物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是

。酶蛋白質(zhì)第26頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/1427例題分析（一）（2）人們正在著力研究轉(zhuǎn)基因固氮植物（如固氮水稻、固氮小麥等），某科學(xué)家將根瘤菌、細(xì)胞中的固氮基因，通過(guò)基因工程方法轉(zhuǎn)移到水稻植株細(xì)胞中，經(jīng)檢測(cè)，轉(zhuǎn)基因水稻具備了固氮功能。據(jù)上述材料分析：①固氮基因已經(jīng)整合到水稻細(xì)胞的

中。②寫出水稻細(xì)胞中固氮基因得到表達(dá)的反應(yīng)式。DNADNA（固氮基因）RNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯第27頁(yè)/共30頁(yè)2023/3/1428例題分析（二）干擾素是治療癌癥的重要物質(zhì)，人血液中每升只能提取0.05μg干擾素，因而其價(jià)格昂貴，平民百姓用不起。但美國(guó)有一家公司用遺傳工程方法合成了價(jià)格低廉、藥性一樣的干擾素，其具體做法是：（1）從人的淋巴細(xì)胞中提取能指導(dǎo)干擾素合成的_______，并使之與一種叫做質(zhì)粒的DNA結(jié)合，然后移植到酵母菌內(nèi)，從而用酵母菌來(lái)_________。（2）酵母菌能用__________方式繁殖，速度很快，所以，能在較短的時(shí)間