第三節(jié)基因工程的應(yīng)用

第三節(jié)基因工程的應(yīng)用第1頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一第三節(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)境保護第2頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一方法原理原因?qū)嵗齼?yōu)點無性繁殖有絲分裂遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變無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)制過程發(fā)生差錯青霉素高產(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棉1.常見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)新性狀縮短育種進程，得到純合體器官大，營養(yǎng)成分含量高目的性強，打破物種界限第3頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一“超級植物”第4頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一第5頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

轉(zhuǎn)基因工程技術(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：第6頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一抗蟲轉(zhuǎn)基因植物第7頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一抗蟲棉普通棉

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)入棉細胞內(nèi)使之合成毒蛋白。第8頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一轉(zhuǎn)魚抗寒基因

的番茄轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒第9頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一第10頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

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)基因動物。3、轉(zhuǎn)基因動物：

該過程的重要步驟是通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。第11頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

用口徑為1μm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)過注射的受精卵移植到另一只雌性動物的子宮內(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)？第12頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚

(中國)第13頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛。

(阿根廷)第14頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一1）乳腺是一個外分泌器官，乳汁不進入體內(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。為什么動物的乳腺細胞能成為基因藥物最理想的表達場所呢？第15頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一第16頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一二、基因工程與疾病治療1）生產(chǎn)基因藥品2）基因診斷3）基因治療第17頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一傳統(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。

在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素、生長激素等是直接從生物體的組織、細胞或血液中提取得到的。第18頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

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。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%?；蚬こ趟幤贰葝u素第19頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

干擾素是病毒侵入細胞后產(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?；蚬こ趟幤贰蓴_素

傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法是從人血液中的白細胞內(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。第20頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一

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?；蚬こ趟幤贰L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。第21頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一基因診斷：

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行診斷?；蛱结槪?/p>

基因探針就是一段與目的基因或DNA互補的特異核苷酸序列。它包括整個基因，或基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之轉(zhuǎn)錄而來的RNA。原理：利用DNA分子雜交原理。第22頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一基因診斷技術(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)可以對幾十種遺傳病進行產(chǎn)前診斷。1）β—珠蛋白的DNA探針→鐮刀狀細胞貧血癥

2）苯丙氨酸羧化酶基因探針→苯丙酮尿癥

3）白血病患者細胞中分離出的癌基因制備的

DNA探針→白血病舉例第23頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一基因治療：

是指是把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎校_到治療疾病的目的。

患半乳糖血癥的患者，由于細胞內(nèi)半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因缺陷而缺少半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶，使過多的半乳糖在體內(nèi)積聚，引起肝、腦等功能受損。

1971年，美國科學(xué)家在體外做了試驗，用帶有半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因的噬菌體侵染患者的離體組織細胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些組織細胞能夠利用半乳糖了。這表明，用基因替換的方法治療這種遺傳病是可能的。第