第三節(jié)基因工程的應用及前景

遺傳工程（基因工程）研究的意義（1）說明兩種能力A.基因工程，它超越生物種屬界限,具有跨越天然物種屏障的能力.B.把來自任何一種生物的基因，放置在與其毫無親緣關系的新的寄主生物細胞中的能力。（2）表明一種創(chuàng)造性應用這一技術，有可能按照人們的主觀愿望，創(chuàng)造出自然界中原先并不存在的新的生物類型。（3）簡化生物物種進化程序，加快生物物種進化速度.（4）強調(diào)了一種事實：確定的DNA小片段在新寄主細胞中進行擴增的事實—可以制備到大量純化的DNA片段.（5）從而拓寬了分子生物學的研究領域。現(xiàn)在是1頁\一共有32頁\編輯于星期四第三節(jié)基因工程的應用及前景現(xiàn)在是2頁\一共有32頁\編輯于星期四一、基因工程與遺傳育種傳統(tǒng)的育種方法：雜交育種、單倍體育種、誘變育種、多倍體育種缺點：培育時間長，遠緣親本難以雜交基因工程技術如何解決不同種生物之間優(yōu)良性狀的重組問題？1、轉基因植物現(xiàn)在是3頁\一共有32頁\編輯于星期四將目的基因導入植物細胞的方法：農(nóng)桿菌轉化農(nóng)桿菌：土壤中的細菌，在自然條件下感染雙子葉植物和裸子植物，當植物體受到損傷時，傷口處的細胞會分泌大量酚類物質，吸引農(nóng)桿菌移向植物細胞，農(nóng)桿菌的Ti質粒上的T-DNA可轉移到受體細胞并整合到受體細胞的染色體DNA上。侵染雙子葉植物農(nóng)桿菌的Ti質粒現(xiàn)在是4頁\一共有32頁\編輯于星期四切下的葉片重組的Ti質粒重組的Ti質粒大量擴增現(xiàn)在是5頁\一共有32頁\編輯于星期四轉基因植物：抗除草劑抗蟲抗植物病毒抗鹽堿抗旱耐貯存高營養(yǎng)改變花色現(xiàn)在是6頁\一共有32頁\編輯于星期四2、轉基因動物傳統(tǒng)的動物育種方法：雜交育種將目的基因導入動物細胞（1）方法：顯微注射法（2）程序：

目的基因

已交配的受體動物供體動物受精卵輸卵管轉基因動物取出移植顯微注射現(xiàn)在是7頁\一共有32頁\編輯于星期四目的基因導入動物細胞現(xiàn)在是8頁\一共有32頁\編輯于星期四轉基因動物提高生長速度：外源生長激素基因轉基因鯉魚轉基因綿羊：比一般生長提高30%，體型大50%改善畜產(chǎn)品的品質：腸乳糖酶基因（分解乳糖）生產(chǎn)藥物：生物反應器，生產(chǎn)價廉質優(yōu)的蛋白質藥物現(xiàn)在是9頁\一共有32頁\編輯于星期四現(xiàn)在是10頁\一共有32頁\編輯于星期四從轉基因羊中提取治療心臟病的tPA藥物現(xiàn)在是11頁\一共有32頁\編輯于星期四練習：1下列轉基因動物的獲得，不需胚胎移植的是A轉基因羊B“超級鼠”C轉基因良種雞D轉基因兔2下列現(xiàn)代生物技術成果，必須通過胚胎移植的是A轉基因良種雞B重組酵母乙肝疫苗C單克隆抗體D試管嬰兒現(xiàn)在是12頁\一共有32頁\編輯于星期四二、基因工程與疾病治療胰島素：轉基因的大腸桿菌（含人胰島素基因）干擾素：轉基因的大腸桿菌及酵母菌（含人白細胞干擾素基因）乙肝疫苗轉基因藥物：大批量，低成本現(xiàn)在是13頁\一共有32頁\編輯于星期四資料干擾素：動物或人體的淋巴細胞受到病毒侵染后產(chǎn)生的一種糖蛋白，幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，如水痘、肝炎、狂犬病等病毒引起的感染，是一種抗病毒的特效藥。此外，干擾素對于癌癥也有一定療效。傳統(tǒng)干擾素的生產(chǎn)方法是從血液中的白細胞提取，1mg/300ml血液；1980-1982年，科學家用基因工程方法從大腸桿菌和酵母菌中獲得了干擾素，提取量約20~40mg/1000g培養(yǎng)液?，F(xiàn)在是14頁\一共有32頁\編輯于星期四干擾素生產(chǎn)車間基因工程干擾素現(xiàn)在是15頁\一共有32頁\編輯于星期四將外源基因導入到基因缺陷的細胞中，以糾正或補償基因的缺陷。三、基因治療現(xiàn)在是16頁\一共有32頁\編輯于星期四SCID嚴重聯(lián)合免疫缺陷癥患者細胞的腺苷酸脫氨酶（ADA）基因突變；治療方案：先克隆正常人的ada基因→與載體（逆轉錄病毒）結合→構建重組載體→分離患者有免疫缺陷的T淋巴細胞→重組載體感染T淋巴細胞，使正常ada基因插入到T淋巴細胞的基因組中→檢測是否轉入→把重組T淋巴細胞注射入患者的骨髓中現(xiàn)在是17頁\一共有32頁\編輯于星期四現(xiàn)在是18頁\一共有32頁\編輯于星期四選擇治療基因治療基因與載體結合治療基因正常表達基因治療過程現(xiàn)在是19頁\一共有32頁\編輯于星期四基因治療對癌癥的治療方案抑制癌細胞增生基因導入癌細胞抑制癌細胞轉錄DNA片斷導入癌細胞提高機體免疫力基因導入免疫系統(tǒng)阻斷癌細胞繁殖提高免疫力現(xiàn)在是20頁\一共有32頁\編輯于星期四四基因工程與環(huán)境保護轉基因植物：聚羥基烷酯，可降解生物塑料的原料轉基因細菌：提高分解石油的能力轉基因微生物：吸收重金屬、降解有毒化合物、處理工業(yè)廢水現(xiàn)在是21頁\一共有32頁\編輯于星期四基因工程的發(fā)展前景現(xiàn)在是22頁\一共有32頁\編輯于星期四光合作用：改造二磷酸核酮糖羧化酶生物固氮：具有固氮能力的非豆科作物生物反應器：轉基因植物和動物生產(chǎn)藥物蛋白質工程：通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有的蛋白質進行改造，或制造出新的蛋白質，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。現(xiàn)在是23頁\一共有32頁\編輯于星期四蛋白質工程的目標：根據(jù)對蛋白質的特定需求，對蛋白質的結構進行分子設計。由于基因決定蛋白質，所以最終必須通過改造基因結構來改造蛋白質的結構。現(xiàn)在是24頁\一共有32頁\編輯于星期四蛋白質工程與基因工程的區(qū)別：前者是通過對基因結構的改造而改造或創(chuàng)造蛋白質；后者主要是把外源的基因插入到受體生物細胞中，并沒有改造蛋白質的結構?，F(xiàn)在是25頁\一共有32頁\編輯于星期四現(xiàn)在是26頁\一共有32頁\編輯于星期四現(xiàn)在是27頁\一共有32頁\編輯于星期四3、將目的基因導入微生物細胞（1）原核生物特點：繁殖快、單細胞、遺傳物質少（2）方法：用Ca2+處理細胞感受態(tài)細胞表達載體與感受態(tài)細胞混合感受態(tài)細胞吸收DNA分子現(xiàn)在是28頁\一共有32頁\編輯于星期四(三)將目的基因導入受體細胞轉化——方法將目的基因導入植物細胞將目的基因導入動物細胞將目的基因導入微生物細胞農(nóng)桿菌轉化法基因槍法花粉管通道法——顯微注射法——感受態(tài)細胞目的基因進入_________內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)維持_____和_____的過程受體細胞穩(wěn)定表達現(xiàn)在是29頁\一共有32頁\編輯于星期四基因槍法打一槍即可10000個整合細胞/槍火藥、氣壓等300-600米/秒DNA隨機插入，原理不明現(xiàn)在是30頁\一共有32頁\編輯于星期四農(nóng)桿菌不易侵染單子葉植物根瘤農(nóng)桿菌具有趨化性，即植