基因工程的成果與發(fā)展前景

在目的基因的檢測(cè)過程中，檢測(cè)的對(duì)象是什么？思考4.目的基因的檢測(cè)和表達(dá)第一頁(yè)，共三十三頁(yè)。檢測(cè)：通過檢測(cè)標(biāo)記基因的有無，來判斷目的基因是否導(dǎo)入。表達(dá)：通過特定性狀的產(chǎn)生與否來確定目的基因是否表達(dá)。4.目的基因的檢測(cè)和表達(dá)第二頁(yè)，共三十三頁(yè)?！纠肯聢D是將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)爰?xì)菌D細(xì)胞內(nèi)，產(chǎn)生“工程菌”的示意圖。所用的載體為質(zhì)粒A。已知細(xì)菌D細(xì)胞內(nèi)不含質(zhì)粒，也不含質(zhì)粒A上的基因，質(zhì)粒A導(dǎo)入細(xì)菌后，其上的基因能得到表達(dá)。第三頁(yè)，共三十三頁(yè)。（1）圖中A和B產(chǎn)生的C叫

，它通常在體外完成，此過程必須用到的工具酶為

。（2）目前把C導(dǎo)入細(xì)菌時(shí)效率不高，在導(dǎo)入前一般要用

處理細(xì)菌，以增大細(xì)菌細(xì)胞細(xì)胞壁的通透性。重組DNA（質(zhì)粒）限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶CaCl2第四頁(yè)，共三十三頁(yè)。（3）在導(dǎo)入完成后得到的細(xì)菌，實(shí)際上有的根本沒有導(dǎo)入質(zhì)粒，有的導(dǎo)入了普通質(zhì)粒，只有少數(shù)導(dǎo)入的是C。所以在基因工程的操作步驟中必須要有

這一步驟。

目的基因的檢測(cè)與表達(dá)第五頁(yè)，共三十三頁(yè)。（4）如何鑒別得到的細(xì)菌是否導(dǎo)入了質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一簡(jiǎn)單方案。（5）若把已導(dǎo)入了普通質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒的細(xì)菌放在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，含普通質(zhì)粒A的細(xì)菌

；含重組質(zhì)粒的細(xì)菌

。原因

。

將得到的細(xì)菌接種在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能生長(zhǎng)的就導(dǎo)入了，反之則沒有。能生長(zhǎng)不能生長(zhǎng)目的基因的導(dǎo)入，破壞了四環(huán)素抗性基因。第六頁(yè)，共三十三頁(yè)。（6）若將C導(dǎo)入細(xì)菌D后，目的基因在“工程菌”中表達(dá)成功的標(biāo)志是

。（7）目的基因表達(dá)成功后，“工程菌”明顯不同于細(xì)菌D。從變異的來源看，此變異屬于

。合成生長(zhǎng)激素基因重組第七頁(yè)，共三十三頁(yè)。高三年級(jí)生物

第三章第三節(jié)授課者:楊群英基因工程的成果與發(fā)展前景第八頁(yè)，共三十三頁(yè)?；蚬こ膛c醫(yī)藥衛(wèi)生生產(chǎn)基因工程藥品

生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史

1.天然藥物，如中草藥、中成藥

2.化學(xué)方法合成新的藥物

3.基因工程藥物

第九頁(yè)，共三十三頁(yè)。基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生我國(guó)生產(chǎn)的部分基因

工程疫苗和藥物1、生產(chǎn)基因工程藥品

微生物生長(zhǎng)迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。如利用大腸桿菌生產(chǎn)胰島素、干擾素、白細(xì)胞介素—2等。既增加產(chǎn)量，又降低成本。第十頁(yè)，共三十三頁(yè)。生產(chǎn)基因工程產(chǎn)品的生物反應(yīng)器第十一頁(yè)，共三十三頁(yè)。

生產(chǎn)基因工程藥品細(xì)菌基因工程細(xì)胞基因工程轉(zhuǎn)基因動(dòng)物第十二頁(yè)，共三十三頁(yè)。動(dòng)物乳房生物反應(yīng)器

同大腸桿菌生產(chǎn)系統(tǒng)相比，動(dòng)物乳房反應(yīng)器系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)。第一，動(dòng)物的基因形式和人類相同，從人類染色體上切下來的任何基因都可以直接轉(zhuǎn)移到動(dòng)物體內(nèi)，使分離和克隆基因的手續(xù)相對(duì)簡(jiǎn)單一些。第二，用動(dòng)物乳房生產(chǎn)外源蛋白質(zhì)，產(chǎn)量很高。目前在初乳中已經(jīng)達(dá)到70g/L，在常乳中達(dá)到35g/L。第十三頁(yè)，共三十三頁(yè)。

第三，動(dòng)物乳腺細(xì)胞可以使任何基因正確表達(dá)，并正確進(jìn)行后加工。因此，動(dòng)物乳腺細(xì)胞所生產(chǎn)出來的蛋白質(zhì)與天然產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上沒有區(qū)別，活性也沒有區(qū)別。 此外，乳房是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，血液中的蛋白質(zhì)有時(shí)可以進(jìn)入奶中，但奶中的蛋白質(zhì)永遠(yuǎn)不會(huì)進(jìn)入血液。因此，在乳房中生產(chǎn)的任何蛋白質(zhì)，即使是生理功能很強(qiáng)的激素類蛋白質(zhì)，也不會(huì)影響動(dòng)物本身的健康。第十四頁(yè)，共三十三頁(yè)。

第四，乳中的蛋白質(zhì)種類較少，主要是酪蛋白、乳球蛋白、白蛋白和從血液中擴(kuò)散而來的少量血清蛋白及免疫球蛋白。因此，提純重組基因在奶中表達(dá)的目標(biāo)蛋白，相對(duì)要容易一些。第五，用乳房生產(chǎn)同類產(chǎn)品是一個(gè)農(nóng)業(yè)過程，如果不考慮產(chǎn)品提純，則不需要復(fù)雜設(shè)備，也不需要素質(zhì)很高的操作人員。牛、羊吃的是草料，生產(chǎn)的是奶，奶中的珍貴蛋白完全是常規(guī)奶的高附加值產(chǎn)品，其生產(chǎn)成本之低沒有其他系統(tǒng)可以相比。第十五頁(yè)，共三十三頁(yè)。

第六，用乳房生物反應(yīng)器生產(chǎn)產(chǎn)品可以對(duì)市場(chǎng)做出靈活反應(yīng)。由于牛、羊體內(nèi)重組的外源基因是可以遺傳給后代的，因此，在市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品需求旺盛時(shí)可擴(kuò)大畜群；市場(chǎng)縮小時(shí)可以減少畜群頭數(shù)；需要等待市場(chǎng)時(shí)可以用保存精液或胚胎的方法保種，使所受經(jīng)濟(jì)損失不大。第七，該系統(tǒng)可以充分利用可再生產(chǎn)的天然資源，對(duì)環(huán)境造成的不良影響很輕微。第八，該系統(tǒng)除了可用來生產(chǎn)藥物外，也可用來生產(chǎn)食品和保健品，其他系統(tǒng)則不行。第十六頁(yè)，共三十三頁(yè)?；蚬こ膛c醫(yī)藥衛(wèi)生

2.用于基因診斷與基因治療

基因診斷：用放射性同位素、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子做探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測(cè)標(biāo)本上的遺傳信息，達(dá)到檢測(cè)疾病的目的。

基因治療：把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。第十七頁(yè)，共三十三頁(yè)。DNA探針（DNAprobe）

定義：帶有特殊堿基序列的單鏈DNA或RNA分子，可以用放射性物質(zhì)或免疫性物質(zhì)標(biāo)記，通過雜交，DNA探針常用于檢測(cè)互補(bǔ)的堿基序列。

第十八頁(yè)，共三十三頁(yè)。第十九頁(yè)，共三十三頁(yè)?；蛑委?實(shí)例）1990年9月14日，一名4歲的美國(guó)小姑娘成為聯(lián)邦政府批準(zhǔn)的接受基因療法的第一個(gè)病人。她患有一種遺傳病——重癥復(fù)合免疫缺損癥（SCID），原因是她的腺苷脫氨酶基因缺陷，不能產(chǎn)生腺苷脫氨酶。導(dǎo)致出現(xiàn)免疫細(xì)胞發(fā)育障礙，免疫功能低下，極易感染，不治療通常難活過1周歲。第二十頁(yè)，共三十三頁(yè)?；蛑委熯^程簡(jiǎn)析第二十一頁(yè)，共三十三頁(yè)。

基因工程在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用一是通過基因工程技術(shù)獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物；二是用基因工程的方法培育出具有各種抗逆性的作物新品種?；蚬こ膛c農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)

植物基因的轉(zhuǎn)移方法農(nóng)桿菌的質(zhì)粒、顯微注射法、基因槍法第二十二頁(yè)，共三十三頁(yè)。

基因工程在畜牧業(yè)上的應(yīng)用一方面是培育體型巨大品質(zhì)優(yōu)良的動(dòng)物更重要的是利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)獲得人類所需的各類物質(zhì)。第二十三頁(yè)，共三十三頁(yè)。基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)第二十四頁(yè)，共三十三頁(yè)。基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄第二十五頁(yè)，共三十三頁(yè)?；蚬こ膛c農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)生長(zhǎng)快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國(guó))乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)第二十六頁(yè)，共三十三頁(yè)?；蚬こ膛c農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)第二十七頁(yè)，共三十三頁(yè)?；蚬こ膛c環(huán)境保護(hù)1、環(huán)境監(jiān)測(cè)基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測(cè)環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染。2、環(huán)境污染治理基因工程做成的“超級(jí)細(xì)菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。第二十八頁(yè)，共三十三頁(yè)。噴灑工程菌清除石油污染第二十九頁(yè)，共三十三頁(yè)。1、有些轉(zhuǎn)基因食物含的一些物質(zhì)，可能會(huì)影響人體健康。2、大量的轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)入自然界后很可能會(huì)與野生物種進(jìn)行雜交，產(chǎn)生一些超級(jí)生物，從而造成基因污染。3、如有些作物插入抗蟲基因，殺死環(huán)境中有益的生物?；蚬こ痰谋锥说谌?yè)，共三十三頁(yè)。基因芯片

基因芯片是最重要的一種生物芯片，是指將大量探針分子固定于支持物上，然后與標(biāo)記的樣品進(jìn)行雜交，通過雜交信號(hào)的強(qiáng)弱判斷靶分子的數(shù)量。 用該技術(shù)可將大量的探針同時(shí)固定于支持物上，所以一次可對(duì)大量核酸分子進(jìn)行檢測(cè)分析，解決了傳統(tǒng)核酸雜交技術(shù)操作復(fù)雜、自動(dòng)化程度低、檢測(cè)目的分子數(shù)量少、效率低等不足。它能在同一時(shí)間內(nèi)分析大量的基因，使人們準(zhǔn)確高效地破譯遺傳密碼。第三十一頁(yè)，共三十三頁(yè)。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。基因芯片診斷技術(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)。

第三十二頁(yè)，共三十三頁(yè)。內(nèi)容總結(jié)在目的基因的檢測(cè)過程中，檢測(cè)的對(duì)象是什么。在目的基因的檢測(cè)過程中，檢測(cè)的對(duì)象是什么。表達(dá)：通過特定性狀的產(chǎn)生與否來確定目的基因是否表達(dá)?！纠肯聢D是將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)爰?xì)菌D細(xì)胞內(nèi)，產(chǎn)生“工程菌”的示意圖。將得到的細(xì)