基因工程和发展ppt课件

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术或DNA重组技术。 这种技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人 工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新 组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组 基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因 产物。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生 物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到 另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状。 Date1 基因工程最基本的工具 n基因的剪刀 指限制性核酸内切 酶 一种限制性核酸内切酶只能识 别一种核甘酸序列并在特定的切 点上切割DNA 如 n基因的针线； DNA连接酶 n基因的运载体 目前常用的有质 粒 、 噬菌体和动植物病毒等 Date2 提取目的基因 2 基 因 工 程 基 本 操 作 步 骤 目的基因与 运载体结合 目的基因导 入受体细胞 目的基因的 检测和表达 同一种限制性内切酶切割质粒和目的基因 ，加入DNA连接酶，形成重组DNA分子 主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法 根据受体细胞是否具有某些 标记基因判断目的基因是否 导入 检测 表达受体细胞表现出特定的性状 Date3 基 因 工 程 的 成 果和发展前景 q基因工程与医药卫生 q基因工程与农牧业、食品工业 q基因工程与环境保护 Date4 基因工程与医药卫生 v 基因工程药品的生产 许多药品的生产是从生物组织中提取的许多药品的生产是从生物组织中提取的 。受材料来源限制产量有限，其价格往往十。受材料来源限制产量有限，其价格往往十 分昂贵。分昂贵。 微生物生长迅速，容易控制，适于大规微生物生长迅速，容易控制，适于大规 模工业化生产。若将生物合成相应药物成分模工业化生产。若将生物合成相应药物成分 的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应 的药物，不但能解决产量问题，还能大大降的药物，不但能解决产量问题，还能大大降 低生产成本。低生产成本。 Date5 基因工程胰岛素 n胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期 以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中 提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素 ，其产量之低和价格之高可想而知。 胰岛素分子结构胰岛素分子结构 Date6 基因工程胰岛素 n将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌， 每2000L培养液就能产生100g胰岛素！大 规模工业化生产不但解决了这种比黄金 还贵的药品产量问题，还使其价格降低 了30%-50%! 胰岛素生产车间胰岛素生产车间 Date7 基因工程干扰素 n干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵 药”！过去从人血中提取，300L血才提 取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。 干扰素生产车间干扰素生产车间 干扰素分子结构干扰素分子结构 Date8 基因工程干扰素 n基因工程人干扰素-2b（安达芬） 是我国第 一个全国产化基因工程人干扰素-2b，具有抗 病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能 的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤 的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的 首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。 Date9 其它基因工程药物 n人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等 通过基因工程实现工业化生产，均为解 除人类的病苦，提高人类的健康水平发 挥了重大的作用。 人造血液及其生产人造血液及其生产 Date10 基因诊断与基因治疗 n运用基因工程设计 制造的“DNA探针” 检测肝炎病毒等病毒 感染及遗传缺陷，不 但准确而且迅速。通 过基因工程给患有遗 传病的人体内导入正 常基因可“一次性” 解除病人的疾苦。 我国研究人员正在制备用于我国研究人员正在制备用于 基因治疗的基因工程细胞基因治疗的基因工程细胞 Date11 SCID的基因工程治疗 n重症联合免疫缺陷 （SCID）患者缺乏正 常的人体免疫功能， 只要稍被细菌或者病 毒感染，就会发病死 亡。这个病的机理是 细胞的一个常染色体 上编码腺苷酸脱氨酶 （简称ADA）的基因 （ada）发生了突变。 可以通过基因工程的 方法治疗。 SCIDSCID患者生存在无菌环境中患者生存在无菌环境中 Date12 基因治疗SCID的过 程 Date13 基因工程与农牧业、食品工业 运用基因工程技术，运用基因工程技术， 不但可以培养优质、高产不但可以培养优质、高产 、抗性好的农作物及畜、抗性好的农作物及畜、 禽新品种，还可以培养出禽新品种，还可以培养出 具有特殊用途的动、植物具有特殊用途的动、植物 。 Date14 转基因鱼 生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中 国) Date15 转基因牛 乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷 ) Date16 转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 Date17 转基因抗虫棉的培育 将苏云金芽孢杆菌中的 毒蛋白基因转移到棉花的细 胞中 使棉花的细胞中有毒 蛋白基因 ，毒蛋白基因表达 出毒蛋白后 使 棉铃虫被毒 蛋白毒死而不敢吃棉花的叶 子 ， 即转基因抗虫棉 Date18 转鱼抗寒基因的番茄 Date19 转黄瓜抗青枯病基因的 马铃薯 Date20 不会引起过敏的转基因大豆 Date21 超级动物 导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小 鼠 Date22 特殊动物 导入人基因具特殊用途的猪和小鼠 Date23 基因工程与环境监测 （一） n基因工程做成的DNA探针能够十分灵 敏地检测环境中的病毒、细菌等污染 。 1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来 Date24 基因工程与环境监测 （二） n利用基因工程培育的指示生物能十分 灵敏地反映环境污染的情况，却不易因 环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收 和转化污染物。 Date25 基因工程与环境污染治理 n基因工程做成的“超级细菌”能吞食和 分解多种污染环境的物质。 通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因 工程培育成功的工程培育成功的“超级细菌超级细菌”却能分解石油中的多种烃却能分解石油中的多种烃 类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解 DDTDDT等毒害物质。等毒害物质。 Date26 例题分析（一） 农业上大量使用化肥存在许多负面影响，生 物固氮已成为一项重要研究课题，实验证明， 生物固氮是某些微生物（如根瘤菌、蓝藻等） 将空气中的N2固定为NH3的过程。 （1）与人工合成NH3所需的高温、高压条件 相比，生物固氮的顺利进行是因为根瘤菌、蓝 藻体内含有特定的 ，这类物质的化学 本质是 。 酶酶 蛋白质蛋白质 Date27 例题分析（一 ） （2）人们正在着力研究转基因固氮植 物（如固氮水稻、固氮小麦等），某科学 家将根瘤菌、细胞中的固氮基因，通过基 因工程方法转移到水稻植株细胞中，经检 测，转基因水稻具备了固氮功能。据上述 材料分析： 固氮基因已经整合到水稻细胞的固氮基因已经整合到水稻细胞的 中。中。 写出水稻细胞中固氮基因得到表达的反应式写出水稻细胞中固氮基因得到表达的反应式 。 DNADNA DNA（固氮基因） RNA 蛋白质 转录 翻译 Date28 例题分析（二 ） 干扰素是治疗癌症的重要物质，人血液中每升 只能提取0.05g干扰素，因而其价格昂贵，平 民百姓用不起。但美国有一家公司用遗传工程方 法合成了价格低廉、药性一样的干扰素，其具体 做法是： （1）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合 成的_，并使之与一种叫做质粒的DNA结合 ，然后移植到酵母菌