基因工程和發(fā)展

1基因工程的概念基因工程的概念基因工程又叫基因拼接技術或DNA重組技術。這種技術是在生物體外，通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內表達，產生出人類所需要的基因產物。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的個別基因復制出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向改造生物的遺傳性狀。6/21/20231基因工程最基本的工具

基因的剪刀指限制性核酸內切酶一種限制性核酸內切酶只能識別一種核甘酸序列并在特定的切點上切割DNA如基因的針線；DNA連接酶基因的運載體目前常用的有質粒、噬菌體和動植物病毒等6/21/20232提取目的基因2基因工程基本操作步驟目的基因與運載體結合目的基因導入受體細胞目的基因的檢測和表達同一種限制性內切酶切割質粒和目的基因，加入DNA連接酶，形成重組DNA分子

主要是借鑒細菌或病毒侵染細胞的方法

根據受體細胞是否具有某些標記基因判斷目的基因是否導入檢測表達受體細胞表現出特定的性狀

6/21/20233基因工程的成果和發(fā)展前景基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生基因工程與農牧業(yè)、食品工業(yè)基因工程與環(huán)境保護6/21/20234基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生基因工程藥品的生產許多藥品的生產是從生物組織中提取的。受材料來源限制產量有限，其價格往往十分昂貴。微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產。若將生物合成相應藥物成分的基因導入微生物細胞內，讓它們產生相應的藥物，不但能解決產量問題，還能大大降低生產成本。6/21/20235基因工程胰島素胰島素是治療糖尿病的特效藥，長期以來只能依靠從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產量之低和價格之高可想而知。胰島素分子結構6/21/20236基因工程胰島素將合成的胰島素基因導入大腸桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產生100g胰島素！大規(guī)模工業(yè)化生產不但解決了這種比黃金還貴的藥品產量問題，還使其價格降低了30%-50%!胰島素生產車間6/21/20237基因工程干擾素干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”！過去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說。干擾素生產車間干擾素分子結構6/21/20238基因工程干擾素基因工程人干擾素α-2b（安達芬）是我國第一個全國產化基因工程人干擾素α-2b，具有抗病毒，抑制腫瘤細胞增生，調節(jié)人體免疫功能的作用，廣泛用于病毒性疾病治療和多種腫瘤的治療，是當前國際公認的病毒性疾病治療的首選藥物和腫瘤生物治療的主要藥物。6/21/20239其它基因工程藥物人造血液、白細胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實現工業(yè)化生產，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用。人造血液及其生產6/21/202310基因診斷與基因治療運用基因工程設計制造的“DNA探針”檢測肝炎病毒等病毒感染及遺傳缺陷，不但準確而且迅速。通過基因工程給患有遺傳病的人體內導入正?；蚩伞耙淮涡浴苯獬∪说募部?。我國研究人員正在制備用于基因治療的基因工程細胞6/21/202311SCID的基因工程治療重癥聯合免疫缺陷（SCID）患者缺乏正常的人體免疫功能，只要稍被細菌或者病毒感染，就會發(fā)病死亡。這個病的機理是細胞的一個常染色體上編碼腺苷酸脫氨酶（簡稱ADA）的基因（ada）發(fā)生了突變。可以通過基因工程的方法治療。SCID患者生存在無菌環(huán)境中6/21/202312基因治療SCID的過程6/21/202313基因工程與農牧業(yè)、食品工業(yè)運用基因工程技術，不但可以培養(yǎng)優(yōu)質、高產、抗性好的農作物及畜、禽新品種，還可以培養(yǎng)出具有特殊用途的動、植物。6/21/202314轉基因魚生長快、耐不良環(huán)境、肉質好的轉基因魚(中國)6/21/202315轉基因牛乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根廷)6/21/202316轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒6/21/202317

轉基因抗蟲棉的培育將蘇云金芽孢桿菌中的毒蛋白基因轉移到棉花的細胞中使棉花的細胞中有毒蛋白基因，毒蛋白基因表達出毒蛋白后使棉鈴蟲被毒蛋白毒死而不敢吃棉花的葉子，即轉基因抗蟲棉6/21/202318轉魚抗寒基因的番茄6/21/202319轉黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯6/21/202320不會引起過敏的轉基因大豆6/21/202321超級動物導入貯藏蛋白基因的超級羊和超級小鼠6/21/202322特殊動物導入人基因具特殊用途的豬和小鼠6/21/202323基因工程與環(huán)境監(jiān)測（一）基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測環(huán)境中的病毒、細菌等污染。1t水中只有10個病毒也能被DNA探針檢測出來6/21/202324基因工程與環(huán)境監(jiān)測（二）利用基因工程培育的指示生物能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉化污染物。6/21/202325基因工程與環(huán)境污染治理基因工程做成的“超級細菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質。通常一種細菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級細菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質。6/21/202326例題分析（一）農業(yè)上大量使用化肥存在許多負面影響，生物固氮已成為一項重要研究課題，實驗證明，生物固氮是某些微生物（如根瘤菌、藍藻等）將空氣中的N2固定為NH3的過程。（1）與人工合成NH3所需的高溫、高壓條件相比，生物固氮的順利進行是因為根瘤菌、藍藻體內含有特定的

，這類物質的化學本質是

。酶蛋白質6/21/202327例題分析（一）（2）人們正在著力研究轉基因固氮植物（如固氮水稻、固氮小麥等），某科學家將根瘤菌、細胞中的固氮基因，通過基因工程方法轉移到水稻植株細胞中，經檢測，轉基因水稻具備了固氮功能。據上述材料分析：①固氮基因已經整合到水稻細胞的

中。②寫出水稻細胞中固氮基因得到表達的反應式。DNADNA（固氮基因）RNA蛋白質轉錄翻譯6/21/202328例題分析（二）干擾素是治療癌癥的重要物質，人血液中每升只能提取0.05μg干擾素，因而其價格昂貴，平民百姓用不起。但美國有一家公司用遺傳工程方法合成了價格低廉、藥性一樣的干擾素，其具體做法是：（1）從人的淋巴細胞中提取能指導干擾素合成的_______，并使之與一種叫做質粒的DNA結合，然后移植到酵母菌內，從而用酵母菌來_________。（2）酵母菌