基因工程應(yīng)用

基因工程應(yīng)用第一頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五思考：1.細(xì)菌的基因之所以能“嫁接”到棉花細(xì)胞內(nèi)，原因是

。組成細(xì)菌和棉花的DNA分子的空間結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成相同

2.利用基因工程培育抗蟲棉，與誘變育種和雜交育種相比，有什么優(yōu)點(diǎn)？是屬于哪種變異？3.抗蟲棉能抗病嗎？第二頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五

（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。為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達(dá)場(chǎng)所呢？用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物第三頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五將

基因與

等調(diào)控組件重組在一起，通過

等方法，導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的

中，將其送入母體，使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌乳期后，可以通過分泌乳汁生產(chǎn)所需要的藥品，稱為乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器。乳腺生物反應(yīng)器乳腺生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)：①產(chǎn)量高；②質(zhì)量好；③成本低；④易提取。藥物蛋白乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子顯微注射受精卵第四頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五①獲取目的基因（例如血清白蛋白基因）②構(gòu)建基因表達(dá)載體（在血清白蛋白基因前加特異表達(dá)的啟動(dòng)子）③顯微注射導(dǎo)入哺乳動(dòng)物受精卵中④形成胚胎⑤將胚胎送入母體動(dòng)物⑥發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（只有在產(chǎn)下的雌性個(gè)體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)）。思考:用基因工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器的操作過程是怎樣的？第五頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五繼哺乳動(dòng)物乳腺發(fā)生器研發(fā)成功后，膀胱生物發(fā)生器的研究也取得了一定進(jìn)展。最近，科學(xué)家培養(yǎng)出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長(zhǎng)激素并分泌到尿液中。請(qǐng)回答：（1）將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈笫荏w細(xì)胞，常用方法是___________。（2）進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移時(shí)，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入_______中，原因是_____________。（3）通常采用_DNA雜交______技術(shù)檢測(cè)外源基因是否插入了小鼠的基因組（4）在研制膀胱生物反應(yīng)器時(shí)，應(yīng)使外源基因在小鼠的_膀胱上皮細(xì)胞_______細(xì)胞中特異表達(dá)。顯微注射法受精卵具全能性，可使外源基因在相應(yīng)的組織細(xì)胞中表達(dá)第六頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五小結(jié)：基因工程的應(yīng)用植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉(zhuǎn)基因植物，利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。動(dòng)物基因工程：提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物。第七頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五利用基因工程方法制造轉(zhuǎn)基因的工程菌，可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。工程菌:用基因工程方法，使外源基因得到高效率表達(dá)的菌類細(xì)胞株系?；蚬こ趟幤钒ǎ杭?xì)胞因子（即淋巴因子如白細(xì)胞介素—2、干擾素）、抗體、疫苗、激素等三、基因工程藥品第八頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五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(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%?；蚬こ趟幤贰?/p>

胰島素第九頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五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。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450L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?；蚬こ趟幤贰?/p>

生長(zhǎng)激素第十頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五干擾素是動(dòng)物或人體細(xì)胞受到病毒侵染后產(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)治療癌癥和某些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(wàn)倍。1987年上述干擾素大量投放市場(chǎng)?；蚬こ趟幤贰?/p>

干擾素第十一頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五1、基因治療概念：四、基因治療曙光初照把正常基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的，是治療遺傳病的最有效的手段。（把特定的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，從而達(dá)到治療疾病的目的）2、實(shí)例：將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入取自患者的淋巴細(xì)胞中，再將這種淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)。(1)對(duì)嚴(yán)重復(fù)合型免疫缺陷癥的治療第十二頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五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的離體組織細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些組織細(xì)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。(2)半乳糖血癥第十三頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五3、基因治療的類型體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種細(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)移的細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移的治病方法。（如將治療囊性纖維病的正?；蜣D(zhuǎn)入患者肺組織）4、基因治療的發(fā)展現(xiàn)狀：處于初期的臨床試驗(yàn)階段5、用于基因治療的基因種類：正?；?、反義基因和自殺基因第十四頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五DNA分子雜交是基因診斷最基本的方法之一。當(dāng)用一段已知基因的核苷酸序列作為探針，與被測(cè)基因進(jìn)行接觸，若兩者的堿基完全配對(duì)成雙鏈，則表明被測(cè)基因中含有已知的基因序列。知識(shí)回顧：基因診斷原理：利用DNA分子雜交原理第十五頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五1、基因診斷：用放射性同位素、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子作探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被測(cè)標(biāo)本上的遺傳信息?！瘭?珠蛋白的DNA探針——檢測(cè)鐮刀型細(xì)胞貧血癥●苯丙氨酸羥化酶基因探針——檢測(cè)苯丙酮尿癥●腫瘤診斷：白血病癌基因制備的探針——檢測(cè)白血病第十六頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五五、基因芯片從正常人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出標(biāo)準(zhǔn)圖譜；從病人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出病變圖譜。通過比較、分析這兩種圖譜，就可以得出病變的DNA信息?；蛐酒\斷技術(shù)以其快速、高效、敏感、經(jīng)濟(jì)、平行化、自動(dòng)化等特點(diǎn)，將成為一項(xiàng)現(xiàn)代化診斷新技術(shù)。第十七頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五基因工程與食品業(yè)基因工程為人類開辟新的食物來(lái)源。

1）雞蛋白基因在大腸桿菌和酵母菌中表達(dá)獲得成功。這表明，未來(lái)能用發(fā)酵罐培養(yǎng)的大腸桿菌或酵母菌來(lái)生產(chǎn)人類所需要的卵清蛋白。

2）用基因工程的方法從微生物中獲得人們所需要的糖類、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？第十八頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五基因工程與環(huán)境保護(hù)1）用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。2）用于被污染環(huán)境的凈化?；蚬こ淘诃h(huán)保方面有什么應(yīng)用？例如：用DNA探針可以檢測(cè)飲用水中病毒的含量。此方法的特點(diǎn)是快速、靈敏，1噸水中有10個(gè)病毒也能檢測(cè)出來(lái)。通過基因工程方法怎樣進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)？第十九頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期五

1）用基因工程產(chǎn)物——“超級(jí)細(xì)菌”分解石油，可以大大提高細(xì)菌分解石油的效率。具體方法：將能分解三種烴類的假單孢桿菌的基因都轉(zhuǎn)移到能分解另一種烴類的假單孢桿菌內(nèi)，創(chuàng)造出了能同時(shí)分解四種烴類的“超級(jí)細(xì)菌”。

2）用基因工程培養(yǎng)出“吞噬”汞和降解土壤中DDT的細(xì)菌，以及能夠凈化鎘污染的植物。

3）通過