生物基因工程

1、生物基因工程第三節(jié) 基因工程的應(yīng)用一、基因工程與遺傳育種二、基因工程與疾病治療三、基因工程與生態(tài)環(huán)境保護(hù)方法原理原因?qū)嵗齼?yōu)點(diǎn)無(wú)性繁殖有絲分裂遺傳物質(zhì)沒(méi)有發(fā)生改變無(wú)核蜜桔雜交基因重組非同源染色體上的非等位基因自由組合抗倒伏抗銹病小麥誘變基因突變?nèi)斯な笵NA復(fù)制過(guò)程發(fā)生差錯(cuò)青霉素高產(chǎn)菌株單倍體染色體倍減秋水仙素處理單倍體使其染色體加倍小麥新品種多倍體染色體倍增秋水仙素處理使染色體加倍無(wú)籽西瓜基因工程DNA拼接將不同物種的基因拼接在一起抗蟲(chóng)棉1.常見(jiàn)育種方式比較保持優(yōu)良性狀組合優(yōu)良性狀提高變異頻率，出現(xiàn)新性狀縮短育種進(jìn)程，得到純合體器官大，營(yíng)養(yǎng)成分含量高目的性強(qiáng)，打破物種界限“超級(jí)植物” 轉(zhuǎn)基因工程

2、技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力，以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物等方面。2、轉(zhuǎn)基因植物：抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物抗蟲(chóng)棉普通棉 科學(xué)家從蘇云金芽孢桿菌中提取出毒蛋白基因，并成功的導(dǎo)入棉細(xì)胞內(nèi)使之合成毒蛋白。轉(zhuǎn)魚(yú)抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒 繁殖具有抗病能力、高產(chǎn)仔率、高產(chǎn)奶率和高質(zhì)量的皮毛等優(yōu)良品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。3、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物： 該過(guò)程的重要步驟是通過(guò)感染或顯微注射技術(shù)將重組DNA轉(zhuǎn)移到動(dòng)物受精卵中。 用口徑為1m的DNA注射器，將大量的目的基因片段注入到受精卵的核內(nèi)，然后把經(jīng)過(guò)注射的受精卵移植到另一只雌性動(dòng)物的子宮內(nèi)，使受精卵發(fā)育為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。什么叫顯微注射技術(shù)？ 生長(zhǎng)快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基

3、因魚(yú) (中國(guó)) 乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛。(阿根廷) 1）乳腺是一個(gè)外分泌器官，乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會(huì)影響轉(zhuǎn)基因動(dòng)物本身的生理代謝反應(yīng)。 2）從乳汁中獲取目的基因產(chǎn)物，產(chǎn)量高，易提純，表達(dá)的蛋白質(zhì)已經(jīng)過(guò)充分的修飾加工，具有穩(wěn)定的生物活性。 3）從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產(chǎn)物的同時(shí)，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物又可無(wú)限繁殖。為什么動(dòng)物的乳腺細(xì)胞能成為基因藥物最理想的表達(dá)場(chǎng)所呢？二、基因工程與疾病治療1）生產(chǎn)基因藥品2）基因診斷3）基因治療傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的缺點(diǎn)由于受原料來(lái)源的限制，價(jià)格十分昂貴?？衫檬裁捶椒▉?lái)解決上述問(wèn)題？ 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、低成本的藥品。 在傳

4、統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素、生長(zhǎng)激素等是直接從生物體的組織、細(xì)胞或血液中提取得到的。 胰島素是治療糖尿病的特效藥。一般臨床上使用的胰島素主要從豬、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取45g胰島素。用該方法生產(chǎn)的胰島素產(chǎn)量低，價(jià)格昂貴，遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)需要。1979年，科學(xué)家將動(dòng)物體內(nèi)的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)了表達(dá)。1982年，美國(guó)一家基因公司用基因工程方法生產(chǎn)的胰島素投入市場(chǎng)，售價(jià)降低了30%50%。 基因工程藥品 胰島素 干擾素是病毒侵入細(xì)胞后產(chǎn)生的一種糖蛋白。干擾素幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一種抗病毒的特效藥。此外干擾素對(duì)治療某些

5、癌癥和白血病也有一定療效?；蚬こ趟幤?干擾素 傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法是從人血液中的白細(xì)胞內(nèi)提取，每300L血液只能提取出1mg干擾素。19801982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)獲得了干擾素，是傳統(tǒng)的生產(chǎn)量的12萬(wàn)倍。1987年上述干擾素大量投放市場(chǎng)。 治療侏儒癥的唯一方法，是向人體注射生長(zhǎng)激素。而生長(zhǎng)激素的獲得很困難。以前，要獲得生長(zhǎng)激素，需解剖尸體，從大腦的底部摘取垂體，并從中提取生長(zhǎng)激素。基因工程藥品 生長(zhǎng)激素 現(xiàn)可利用基因工程方法，將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長(zhǎng)激素。人們從 450 L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長(zhǎng)激素，相當(dāng)于6萬(wàn)具尸體的全部產(chǎn)量。 基因

6、診斷： 也稱為DNA診斷或基因探針技術(shù)，即在DNA水平分析檢測(cè)某一基因，從而對(duì)特定的疾病進(jìn)行診斷?；蛱结槪?基因探針就是一段與目的基因或DNA互補(bǔ)的特異核苷酸序列。它包括整個(gè)基因，或基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之轉(zhuǎn)錄而來(lái)的RNA。原理：利用DNA分子雜交原理?；蛟\斷技術(shù)在什么方面發(fā)展迅速？ 在診斷遺傳性疾病方面發(fā)展迅速。目前已經(jīng)可以對(duì)幾十種遺傳病進(jìn)行產(chǎn)前診斷。 1）珠蛋白的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)胞中分離出的癌基因制備的 DNA探針 白血病舉例基因治療： 是指是把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。 患半乳糖血癥的患者，由于細(xì)胞內(nèi)半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因缺陷而缺少半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶，使過(guò)多的半乳糖在體內(nèi)積聚，引起肝、腦等功能受損。 1971年，美國(guó)科學(xué)家在體外做了試驗(yàn)，用帶有半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因的噬菌體侵染患者