基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座

基因工程的應(yīng)用基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第1頁一、植物基因工程碩果累累轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)主要用于提升濃作物抗逆能力,以及改良弄作物品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥品等方面.基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第2頁1.抗蟲轉(zhuǎn)基因植物基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第3頁2.抗病轉(zhuǎn)基因植物基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第4頁3.其它抗逆轉(zhuǎn)基因植物基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第5頁4.利用轉(zhuǎn)基因改良植物品質(zhì)基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第6頁基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第7頁基因工程在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用：1）高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具優(yōu)良品質(zhì)品種用基因工程方法能夠改進(jìn)糧食作物蛋白質(zhì)含量。如“向日葵豆”植株。2）抗逆性品種將細(xì)菌抗蟲、抗病毒、抗除草劑、抗鹽堿、抗干旱、抗高溫等抗性基因轉(zhuǎn)移到作物體內(nèi)，將從根本上改變作物特征。如轉(zhuǎn)基因抗蟲棉?；蚬こ痰膽?yīng)用專業(yè)知識專家講座第8頁繁殖含有抗病能力、高產(chǎn)仔率、高產(chǎn)奶率和高質(zhì)量皮毛等優(yōu)良品質(zhì)轉(zhuǎn)基因動物。該過程主要步驟是經(jīng)過感染或顯微注射技術(shù)將重組DNA轉(zhuǎn)移到動物受精卵中?；蚬こ淘谛竽琉B(yǎng)殖業(yè)上應(yīng)用主要是什么？將人生長激素基因和牛生長素基因分別注射到小白鼠受精卵中，得到“超級小鼠”?；蚬こ痰膽?yīng)用專業(yè)知識專家講座第9頁二、動物基因工程前景遼闊1.用于提升動物生長速度基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第10頁2.用于改進(jìn)畜產(chǎn)品品質(zhì)3.用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥品基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第11頁4.用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植供體5.基因工程藥品異軍突起基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第12頁在傳統(tǒng)藥品生產(chǎn)中，一些藥品如胰島素、干擾素直接生物體哪些結(jié)構(gòu)中提取？藥品直接從生物組織、細(xì)胞或血液中提取。傳統(tǒng)生產(chǎn)方法缺點(diǎn)因?yàn)槭茉掀鹪聪拗?，價格十分昂貴?？衫檬裁捶椒▉硖幚砩鲜鰡栴}？利用基因工程方法制造“工程菌”，可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本藥品?；蚬こ痰膽?yīng)用專業(yè)知識專家講座第13頁胰島素是治療糖尿病特效藥。普通臨床上使用胰島素主要從豬、牛等家畜胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4~5g胰島素。用該方法生產(chǎn)胰島素產(chǎn)量低，價格昂貴，遠(yuǎn)不能滿足社會需要。1979年，科學(xué)家將動物體內(nèi)胰島素基因與大腸桿菌DNA分子重組，并在大腸桿菌內(nèi)實(shí)現(xiàn)了表示。1982年，美國一家基因企業(yè)用基因工程方法生產(chǎn)胰島素投入市場，售價降低了30%~50%?；蚬こ趟幤贰葝u素基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第14頁干擾素是病毒侵入細(xì)胞后產(chǎn)生一個糖蛋白。干擾素幾乎能抵抗全部病毒引發(fā)感染，是一個抗病毒特效藥。另外干擾素對治療一些癌癥和白血病也有一定療效。傳統(tǒng)干擾素生產(chǎn)方法是從人血液中白細(xì)胞內(nèi)提取，每300L血液只能提取出1mg干擾素。1980~1982年，科學(xué)家用基因工程方法在大腸桿菌及酵母菌細(xì)胞內(nèi)取得了干擾素，是傳統(tǒng)生產(chǎn)量12萬倍。1987年上述干擾素大量投放市場。基因工程藥品——干擾素基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第15頁

治療侏儒癥唯一方法，是向人體注射生長激素。而生長激素取得很困難。以前，要取得生長激素，需解剖尸體，從大腦底部摘取垂體，并從中提取生長激素?，F(xiàn)可利用基因工程方法，將人生長激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長激素。人們從450L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取生長激素，相當(dāng)于6萬具尸體全部產(chǎn)量?；蚬こ趟幤贰L激素基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第16頁轉(zhuǎn)基因動物乳腺。就基因藥品而言，最理想表示場所是哪里？是指把人或哺乳動物某種基因?qū)氲讲溉閯游?如鼠、兔、羊和豬)受精卵里，目標(biāo)基因若與受精卵染色體DNA整合，細(xì)胞分裂時，該基因隨染色體倍增而倍增，使每個細(xì)胞中都帶有目標(biāo)基因，使性狀得以表示，并穩(wěn)定地遺傳給后代，從而取得基因產(chǎn)品。這么一個新個體，稱為轉(zhuǎn)基因動物。什么叫轉(zhuǎn)基因動物？基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第17頁1）乳腺是一個外分泌器官，乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會影響轉(zhuǎn)基因動物本身生理代謝反應(yīng)。2）從乳汁中獲取目標(biāo)基因產(chǎn)物，產(chǎn)量高，易提純，表示蛋白質(zhì)已經(jīng)過充分修飾加工，含有穩(wěn)定生物活性。3）從乳汁中源源不停取得目標(biāo)基因產(chǎn)物同時，轉(zhuǎn)基因動物又可無限繁殖。為何乳腺能成為基因藥品最理想表示場所呢？基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第18頁基因診療：也稱為DNA診療或基因探針技術(shù)，即在DNA水平分析檢測某一基因，從而對特定疾病進(jìn)行診療。探針制備：放射性同位素(如32P)、熒光分子等標(biāo)識DNA分子；原理：利用DNA分子雜交原理；三、基因治療曙光初照基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第19頁基因探針：基因探針就是一段與目標(biāo)基因或DNA互補(bǔ)特異核苷酸序列。它包含整個基因，或基因一部分；能夠是DNA本身，也能夠是由之轉(zhuǎn)錄而來RNA。基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第20頁DNA分子雜交原理：DNA分子雜交是基因診療最基本方法之一。其基本原理是：互補(bǔ)DNA單鏈能夠在一定條件下結(jié)合成雙鏈，即能夠進(jìn)行雜交。這種結(jié)合是特異，即嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)配對進(jìn)行。所以，當(dāng)用一段已知基因核苷酸序列作為探針，與被測基因進(jìn)行接觸，若二者堿基完全配對成雙鏈，則表明被測基因中含有已知基因序列?；蚬こ痰膽?yīng)用專業(yè)知識專家講座第21頁基因診療技術(shù)在什么方面發(fā)展快速？在診療遺傳性疾病方面發(fā)展快速。當(dāng)前已經(jīng)能夠?qū)资N遺傳病進(jìn)行產(chǎn)前診療。1）β—珠蛋白DNA探針→鐮刀狀細(xì)胞貧血癥2）苯丙氨酸羧化酶基因探針→苯丙酮尿癥3）白血病患者細(xì)胞中分離出癌基因制備DNA探針→白血病舉例基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第22頁基因治療：是指是把健康外源基因?qū)胗谢蛉秉c(diǎn)細(xì)胞中，到達(dá)治療疾病目標(biāo)?；及肴樘茄Y患者，因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因缺點(diǎn)而缺乏半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶，使過多半乳糖在體內(nèi)積聚，引發(fā)肝、腦等功效受損。1971年，美國科學(xué)家在體外做了試驗(yàn)，用帶有半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因噬菌體侵染患者離體組織細(xì)胞，結(jié)果發(fā)覺這些組織細(xì)胞能夠利用半乳糖了。這表明，用基因替換方法治療這種遺傳病是可能?；蚬こ痰膽?yīng)用專業(yè)知識專家講座第23頁基因治療類型體外基因治療：先從病人體內(nèi)取得某種細(xì)胞，進(jìn)行培養(yǎng)，然后在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最終重新輸入患者體內(nèi)。體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移治病方法。（如將治療囊性纖維病正?；蜣D(zhuǎn)入患者肺組織）基因治療發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況：處于早期臨床試驗(yàn)階段用于基因治療基因種類：正?；?、反義基因和自殺基因基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第24頁用口徑為1μmDNA注射器，將大量目標(biāo)基因片段注入到受精卵核內(nèi)，然后把經(jīng)過注射受精卵移植到另一只雌性動物子宮內(nèi)，使受精卵發(fā)育為轉(zhuǎn)基因動物。什么叫顯微注射技術(shù)？基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第25頁基因工程與食品業(yè)基因工程為人類開辟新食物起源。1）雞蛋白基因在大腸桿菌和酵母菌中表示取得成功。這表明，未來能用發(fā)酵罐培養(yǎng)大腸桿菌或酵母菌來生產(chǎn)人類所需要卵清蛋白。2）用基因工程方法從微生物中取得人們所需要糖類、脂肪和維生素等產(chǎn)品?；蚬こ虨槭称饭I(yè)中提供了什么前景？基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第26頁基因工程與環(huán)境保護(hù)1）用于環(huán)境監(jiān)測。2）用于被污染環(huán)境凈化?；蚬こ淘诃h(huán)境保護(hù)方面有什么應(yīng)用？比如：用DNA探針能夠檢測飲用水中病毒含量。此方法特點(diǎn)是快速、靈敏，1噸水中有10個病毒也能檢測出來。經(jīng)過基因工程方法怎樣進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測？基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第27頁1）用基因工程產(chǎn)物——“超級細(xì)菌”分解石油，能夠大大提升細(xì)菌分解石油效率。詳細(xì)方法：將能分解三種烴類假單孢桿菌基因都轉(zhuǎn)移到能分解另一個烴類假單孢桿菌內(nèi)，創(chuàng)造出了能同時分解四種烴類“超級細(xì)菌”。2）用基因工程培養(yǎng)出“吞噬”汞和降解土壤中DDT細(xì)菌，以及能夠凈化鎘污染植物。3）經(jīng)過基因重組構(gòu)建新殺蟲劑，取代生產(chǎn)過程中耗能多、易造成環(huán)境污染農(nóng)藥，并試圖經(jīng)過基因工程回收和利用工業(yè)廢物。經(jīng)過基因工程方法怎樣凈化被污染環(huán)境？（二）基因操作工具基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第28頁1基因治療是指（

）A、把健康外源基因?qū)胗谢蛉秉c(diǎn)細(xì)胞中，到達(dá)治療疾病目標(biāo)B.

對有缺點(diǎn)細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常，到達(dá)治療疾病目標(biāo)C.

利用人工誘變方法，使有基因缺點(diǎn)細(xì)胞發(fā)生基因突變回復(fù)正常D.

利用基因工程技術(shù)，把有缺點(diǎn)基因切除，到達(dá)治療疾病目標(biāo)A基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第29頁2在人類染色體DNA不表示堿基對中，有一部分是串聯(lián)重復(fù)短序列，它們在個體之間有顯著差異性，這種短序列可用于A．生產(chǎn)基因工程藥品B．偵查罪犯C．遺傳病產(chǎn)前診療D．基因治療

B基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第30頁3基因探針組成不可能是A整個基因，或基因一部分；B能夠是DNA本身，C也能夠是由之轉(zhuǎn)錄而來RNA。D一條多肽D基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第31頁4我國科學(xué)家成功地將人抗病毒干擾素基因轉(zhuǎn)移到煙草DNA分子上，從而使煙草取得了抗病毒能力。這項(xiàng)技術(shù)所依據(jù)遺傳學(xué)原理主要是A．堿基互補(bǔ)配對標(biāo)準(zhǔn)B．中心法則C．基因分離定律D．基因重組

D基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第32頁5下列圖示一項(xiàng)主要生物技術(shù)關(guān)鍵步驟，字母X可能代表A.不能合成胰島素細(xì)菌細(xì)胞B．能合成抗體人類細(xì)胞；C．能合成胰島素細(xì)菌細(xì)胞； D．不能合成抗生素人類細(xì)胞

人胰島素基因切開質(zhì)粒酶插入細(xì)菌細(xì)胞細(xì)胞分裂C基因工程的應(yīng)用專業(yè)知識專家講座第33頁6上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶白蛋白轉(zhuǎn)基因牛