基因工程簡介2

基因工程簡介第三章第四節(jié)基因工程的成果與發(fā)展前景主要內(nèi)容1）基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生2）基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)3）基因工程與環(huán)境保護(hù)（一）基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生1）生產(chǎn)基因藥品2）基因診斷與基因治療基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素直接生物體的哪些結(jié)構(gòu)中提??？藥品直接從生物的組織、細(xì)胞或血液中提取。（一）基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的缺點由于受原料來源的限制，價格十分昂貴?？衫檬裁捶椒▉斫鉀Q上述問題？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。（一）基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生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4~5g胰島素。用該方法生產(chǎn)的胰島素產(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)的胰島素基因與大腸桿菌DNA分子重組，并在大腸桿菌內(nèi)實現(xiàn)了表達(dá)。1982年，美國一家基因公司用基因工程方法生產(chǎn)的胰島素投入市場，售價降低了30%~50%。基因工程藥品——胰島素（一）基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生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。此外干擾素對治療某些癌癥和白血病也有一定療效。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。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)獲得了干擾素，是傳統(tǒng)的生產(chǎn)量的12萬倍。1987年上述干擾素大量投放市場?；蚬こ趟幤贰蓴_素（一）基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生

治療侏儒癥的唯一方法，是向人體注射生長激素。而生長激素的獲得很困難。以前，要獲得生長激素，需解剖尸體，從大腦的底部摘取垂體，并從中提取生長激素。現(xiàn)可利用基因工程方法，將人的生長激素基因?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)液中提取的生長激素，相當(dāng)于6萬具尸體的全部產(chǎn)量?；蚬こ趟幤贰L激素（一）基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生轉(zhuǎn)基因動物的乳腺。就基因藥物而言，最理想的表達(dá)場所是哪里？是指把人或哺乳動物的某種基因?qū)氲讲溉閯游?如鼠、兔、羊和豬)的受精卵里，目的基因若與受精卵染色體DNA整合，細(xì)胞分裂時，該基因隨染色體的倍增而倍增，使每個細(xì)胞中都帶有目的基因，使性狀得以表達(dá)，并穩(wěn)定地遺傳給后代，從而獲得基因產(chǎn)品。這樣一種新的個體，稱為轉(zhuǎn)基因動物。什么叫轉(zhuǎn)基因動物？（一）基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生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，轉(zhuǎn)基因動物又可無限繁殖。為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達(dá)場所呢？（一）基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生基因診斷：也稱為DNA診斷或基因探針技術(shù)，即在DNA水平分析檢測某一基因，從而對特定的疾病進(jìn)行診斷。探針制備：放射性同位素(如32P)、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子；原理：利用DNA分子雜交原理；（一）基因工工程與醫(yī)藥衛(wèi)衛(wèi)生基因探針：基因探針就是是一段與目的的基因或DNA互補的特異核苷酸序序列。它包括整個個基因，或基基因的一部分分；可以是DNA本身，，也可以是由由之轉(zhuǎn)錄而來來的RNA。。（一））基因因工程程與醫(yī)醫(yī)藥衛(wèi)衛(wèi)生DNA分子子雜交交原理理：DNA分子子雜交交是基基因診診斷最最基本本的方方法之之一。。其基基本原原理是是：互補的的DNA單單鏈能夠在在一定定條件件下結(jié)合成成雙鏈鏈，即能能夠進(jìn)進(jìn)行雜雜交。。這種種結(jié)合合是特異的，即即嚴(yán)格格按照照堿基基互補補配對對進(jìn)行行。因因此，，當(dāng)用用一段段已知基基因的的核苷苷酸序序列作作為探探針，與被被測基基因進(jìn)進(jìn)行接接觸，，若兩兩者的的堿基基完全全配對對成雙雙鏈，，則表表明被被測基基因中中含有有已知知的基基因序序列。。（一））基因因工程程與醫(yī)醫(yī)藥衛(wèi)衛(wèi)生基因診診斷技技術(shù)在在什么么方面面發(fā)展展迅速速？在診斷遺遺傳性性疾病病方面發(fā)發(fā)展迅迅速。。目前前已經(jīng)經(jīng)可以以對幾幾十種種遺傳傳病進(jìn)進(jìn)行產(chǎn)前診診斷。1）ββ—珠珠蛋白白的DNA探針針→→鐮鐮刀狀狀細(xì)胞胞貧血血癥2）苯苯丙氨氨酸羧羧化酶酶基因因探針針→→苯苯丙酮酮尿癥癥3）白血病病患者細(xì)胞胞中分離出出的癌基因因制備的DNA探針針→白白血病舉例（一）基因因工程與醫(yī)醫(yī)藥衛(wèi)生基因治療：：是指是把健康的外源源基因?qū)肴胗谢蛉比毕莸募?xì)胞胞中，達(dá)到治治療疾病的的目的?；及肴樘茄Y的患者者，由于細(xì)細(xì)胞內(nèi)半乳乳糖苷轉(zhuǎn)移移酶基因缺陷而缺少半乳乳糖苷轉(zhuǎn)移移酶，使過過多的半乳乳糖在體內(nèi)內(nèi)積聚，引引起肝、腦腦等功能受受損。1971年年，美國科科學(xué)家在體體外做了試試驗，用帶有半乳糖糖苷轉(zhuǎn)移酶酶基因的噬噬菌體侵染染患者的離離體組織細(xì)細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)這些組織織細(xì)胞能夠夠利用半乳乳糖了。這這表明，用用基因替換換的方法治治療這種遺遺傳病是可可能的。（二）基因因工程與農(nóng)農(nóng)牧業(yè)基因工程在在農(nóng)業(yè)上的的應(yīng)用：1））高產(chǎn)產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)和具具優(yōu)良良品品質(zhì)質(zhì)的品品種種用基基因因工工程程的的方方法法可可以以改改善善糧糧食食作作物物的的蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)含含量量。。如如““向向日日葵葵豆豆””植植株株。。2））抗逆逆性性品種種將細(xì)細(xì)菌菌的的抗抗蟲蟲、、抗抗病病毒毒、、抗抗除除草草劑劑、、抗抗鹽鹽堿堿、、抗抗干干旱旱、、抗抗高高溫溫等等抗抗性性基基因因轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移到到作作物物體體內(nèi)內(nèi)，，將將從從根根本本上上改改變變作作物物的的特特性性。。如如轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基基因因抗抗蟲蟲棉棉。。（二二））基基因因工工程程與與農(nóng)農(nóng)牧牧業(yè)業(yè)繁殖殖具具有有抗病病能能力力、高產(chǎn)產(chǎn)仔仔率率、高產(chǎn)產(chǎn)奶奶率率和高質(zhì)質(zhì)量量的的皮皮毛毛等優(yōu)優(yōu)良良品品質(zhì)質(zhì)的的轉(zhuǎn)基基因因動動物物。該過過程程的的重重要要步步驟驟是是通通過過感染染或顯微微注注射射技技術(shù)術(shù)將重重組組DNA轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移到到動動物物受受精精卵卵中中。。基因因工工程程在在畜畜牧牧養(yǎng)養(yǎng)殖殖業(yè)業(yè)上上的的應(yīng)應(yīng)用用主主要要是是什什么么？？將人人的的生長長激激素素基基因因和牛牛的的生生長長素素基基因因分分別別注注射射到到小小白白鼠鼠受受精精卵卵中中，，得得到到的的““超級級小小鼠鼠”。。（二二））基基因因工工程程與與農(nóng)農(nóng)牧牧業(yè)業(yè)用口口徑徑為為1μμm的的DNA注射射器器，將將大大量量的的目目的的基基因因片片段段注注入入到到受精精卵卵的的核核內(nèi)，，然然后后把把經(jīng)經(jīng)過過注注射射的的受受精精卵卵移植植到另另一一只只雌雌性性動動物物的的子宮宮內(nèi)，，使使受精卵發(fā)育為轉(zhuǎn)基因動物物。什么叫顯微注注射技術(shù)？（二）基因工工程與食品業(yè)業(yè)基因工程為人人類開辟新的食物來源源。1）雞蛋白基因在大腸桿菌和和酵母菌中表表達(dá)獲得成功功。這表明，，未來能用發(fā)發(fā)酵罐培養(yǎng)的的大腸桿菌或或酵母菌來生生產(chǎn)人類所需需要的卵清蛋白。2））用用基基因因工工程程的的方方法法從微微生生物物中中獲獲得得人們們所所需需要要的的糖類類、脂肪肪和維生生素素等產(chǎn)產(chǎn)品品。。基因因工工程程為為食食品品工工業(yè)業(yè)中中提提供供了了什什么么前前景景？？（三三））基基因因工工程程與與環(huán)環(huán)境境保保護(hù)護(hù)1））用用于于環(huán)境境監(jiān)監(jiān)測測。2））用用于于被被污污染染環(huán)境境的的凈凈化化?；蛞蚬すこ坛淘谠诃h(huán)環(huán)保保方方面面有有什什么么應(yīng)應(yīng)用用？？例如如：：用用DNA探探針針可以以檢檢測測飲用用水水中中病病毒毒的含含量量。。此此方方法法的的特特點點是是快速速、靈敏敏，1噸噸水水中中有有10個個病病毒毒也也能能檢檢測測出出來來。。通過過基基因因工工程程方方法法怎怎樣樣進(jìn)進(jìn)行行環(huán)環(huán)境境監(jiān)監(jiān)測測？？1））用用基基因因工工程程產(chǎn)產(chǎn)物物————““超級級細(xì)細(xì)菌菌”分分解解石石油油，，可可以以大大大大提提高高細(xì)細(xì)菌菌分分解解石石油油的的效效率率。。具具體體方方法法：：將將能能分分解解三三種種烴烴類類的的假單孢桿菌菌的基因都轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到能分分解另一種種烴類的假假單孢桿菌菌內(nèi)，創(chuàng)造造出了能同同時分解四四種烴類的的“超級細(xì)細(xì)菌”。2）用基因因工程培養(yǎng)養(yǎng)出“吞噬”汞汞和降解土土壤中DDT的細(xì)菌，以及能夠夠凈化鎘污染染的植物。3）通過基基因重組構(gòu)構(gòu)建新的殺蟲劑，取代生產(chǎn)產(chǎn)過程中耗耗能多、易易造成環(huán)境境污染的農(nóng)農(nóng)藥，并試試圖通過基基因工程回收和利用用工業(yè)廢物物。通過基因工工程方法怎怎樣凈化被被污染的環(huán)環(huán)境？（二）基因因操作的工工具9、靜夜四無無鄰，荒居居舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Friday,December23,202210、雨雨中中黃黃葉葉樹樹，，燈燈下下白白頭頭人人。。。。06:02:0906:02:0906:0212/23/20226:02:09AM11、以以我我獨獨沈沈久久，，愧愧君君相相見見頻頻。。。。12月月-2206:02:0906:02Dec-2223-Dec-2212、故故人人江江海海別別，，幾幾度度隔隔山山川川。。。。06:02:0906:02:0906:02Friday,December23,202213、乍見見翻疑疑夢，，相悲悲各問問年。。。12月月-2212月月-2206:02:0906:02:09December23,202214、他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生白白發(fā)，，舊國國見青青山。。。23十十二二月20226:02:09上上午06:02:0912月月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月226:02上上午午12月月-2206:02December23,202216、行動動出成成果，，工作作出財財富。。。2022/12/236:02:0906:02:0923December202217、做前，，能夠環(huán)環(huán)視四周周；做時時，你只只能或者者最好沿沿著以腳腳為起點點的射線線向前。。。6:02:09上午午6:02上午午06:02:0912月-229、沒有失敗，，只有暫時停停止成功！。。12月-2212月-22Friday,December23,202210、很多事情努努力了未必有有結(jié)果，但是是不努力卻什什么改變也沒沒有。。06:02:0906:02:0906:0212/23/20226:02:09AM11、成成功功就就是是日日復(fù)復(fù)一一日日那那一一點點點點小小小小努努力力的的積積累累。。。。12月月-2206:02:0906:02Dec-2223-Dec-2212、世世間間成成事事，，不不求求其其絕絕對對圓圓滿滿，，留留一一份份不不足足，，可可得得無無限限完完美美。。。。06:02:0906:02:0906:02Friday,December23,202213、不知知香積積寺，，數(shù)里里入云云峰。。。12月月-2212月月-2206:02:0906:02:09December23,202214、意志志堅強(qiáng)強(qiáng)的人人能把把世界界放在在手中中像泥泥塊一一樣任任意揉揉捏。。23十十二二月20226:02:09上上午06:02:0912月月-2215、楚塞塞三湘湘接，，荊門門九派派通。。。。十二月月226:02上上午午12月月-2206:02December23,202216、少年十五五二十時，，步行奪得得胡馬騎。。。2022/12/236:02:0906:02:0923December202217、空山新雨雨后，天氣氣晚來秋。。。6:02:09上上午6:02上上午06:02:0912月-229、楊柳柳散和和風(fēng)，，青山山澹吾吾慮。。。12月月-2212月月-22Friday,December23,202210、閱閱讀讀一一切切好好書書如如同同和和過過去去最最杰杰出出的的人人談?wù)勗捲??！?6:02:1006:02:1006:0212/23/20226:02:10AM11、越越是是沒沒有有本本領(lǐng)領(lǐng)的的就就越越加加自自命命不不凡凡。。12月月-2206:02:1006:02Dec-2223-Dec-2212