任传 第7章第23节

1、第第7 7章章 生物技术在医学生物技术在医学领域的应用领域的应用 信阳职业技术学院 任传忠19:46第一节 生物技术概论 第三节 细胞工程与应用 第四节 克隆技术与应用 第二节 基因工程与应用 第五节 生物芯片与应用 19:46 学学 习习 目目 标标 简述生物技术的发展史简述生物技术的发展史解释生物技术的概念解释生物技术的概念解释基因工程的概念解释基因工程的概念简述基因工程的步骤简述基因工程的步骤解释细胞工程的概念解释细胞工程的概念了解细胞工程技术内容了解细胞工程技术内容19:46一、生物技术的定义 是应用现代生命科学原理和信息及化工等技术，利用活细胞或其产生的酶来对廉价原材料进行不同程度的

2、加工，提供大量有用产品的综合性工程技术。 第一节第一节 生物技术概论生物技术概论 19:46二、生物技术的种类及其相互关系二、生物技术的种类及其相互关系 生物技术种类：生物技术种类：1 1基因工程（基因工程（gene engineering） 2细胞工程（细胞工程（cell engineering） 3酶工程（酶工程（enzyme engineering） 4. 发酵工程（发酵工程（fermentation engineering） 5蛋白质工程（蛋白质工程（protein engineering） 19:46各项生物技术之间相互关系各项生物技术之间相互关系 ：彼此之间是互相联系、互相渗透的。

3、彼此之间是互相联系、互相渗透的。 基因工程、细胞工程所需的酶往往要依基因工程、细胞工程所需的酶往往要依靠酶工程获得，酶工程中的酶制剂主要靠酶工程获得，酶工程中的酶制剂主要是通过发酵工程生产的，发酵工程中的是通过发酵工程生产的，发酵工程中的菌种选育会用到基因工程或细胞工程的菌种选育会用到基因工程或细胞工程的方法。其中基因工程技术是核心技术，方法。其中基因工程技术是核心技术，它能带动其他技术的发展。它能带动其他技术的发展。19:46西方：公元前6000年 苏美尔人和巴比伦人在就巴开始啤酒发酵公元前4000年 埃及人则在就开始制作面包。三、生物技术的发展史三、生物技术的发展史（一）传统生物技术的发展

4、（一）传统生物技术的发展 我国： 石器时代后期 我国人民利用谷物造酒周代后期 我国人民能制作豆腐、酱和醋公元10世纪 我国就有了预防天花的活疫苗 19:46 （二）现代生物技术的发展二）现代生物技术的发展 标志 ：dna重组技术的建立 过程：1944年：avery等阐明了dna是遗传信息的携带者。1953年：watson和crick提出了dna的双螺旋结构模型，阐明了dna的半保留复制模式1961年:khorana和nirenberg破译了遗传密码1972年:berg首先实现了dna体外重组技术，标志着生物技术的核心技术基因工程技术的开始。以基因工程为核心，带动了现代发酵工程、现代酶工程、现代

5、细胞工程以及蛋白质工程的发展，形成了具有划时代意义和战略价值的现代生物技术。19:46一、a1型题1生物技术的核心是( )a基因工程 b细胞工程 c酶工程 d发酵工程 e蛋白质工程2现代生物技术的标志是( )a发酵技术 b酶的修饰改造技术 cdna重组技术 d克隆技术 e抗生素生产技术二、b1型题aavery bwatson和crick cnirenberg dkhorana eberg1提出了dna的双螺旋结构模型的是( )2实现了dna体外重组的是( )3阐明了dna是遗传信息的携带者的是( )目标检测目标检测acbea19:46第二节 基因工程与应用 一、基因工程的概念 基因工程是指按照

6、人们的设计，将某种特定的基因，通过载体或其他手段送入受体细胞，使它们在受体细胞中增殖并表达的一种遗传学操作。 19:46二、基因工程技术和步骤二、基因工程技术和步骤1.dna的重组技术：基因工程的核心技术。即利用供体生物的遗传物质或人工合成的基因，经过限制性内切酶切割后，与适当的载体连接起来形成重组dna分子，然后再将重组dna分子导入到受体细胞或受体生物，构建转基因生物，该种生物就可以按人们事先设计好的蓝图表现出另外一种生物的某种性状。2.基因的表达技术3.基因的突变技术4.基因的导入技术（一）、基因工程技术（一）、基因工程技术19:46dna 的重组步骤dna19:46三、基因工程在医药领

7、域的应用三、基因工程在医药领域的应用 （一）开发制造新型药品（一）开发制造新型药品 1977年，美国首先采用大肠杆菌生产了人类第一个基因工程药物人生长激素释放抑制激素 。1982年重组胰岛素批准上市以来，现已有近40种基因工程蛋白质药物投放市场， 400多种生物制剂正在进行临床试验，2000多种处于前期的实验室研究阶段。 19:46经济效益：经济效益：世界世界: :19931993年：年：1010种主要基因工程药品的销售额接近种主要基因工程药品的销售额接近7777亿亿 美元；美元；20012001年：基因药物的年销售额为年：基因药物的年销售额为250250亿美元，全球亿美元，全球 基因工程药物

8、产值每年以基因工程药物产值每年以2020的速度增长。的速度增长。 我国我国: :19901990年：生物技术药品产值为年：生物技术药品产值为1818亿元亿元19971997年：生物技术药品产值超过年：生物技术药品产值超过3030亿元亿元20002000年：生物技术药品产值已达年：生物技术药品产值已达100100亿元亿元20062006年年1111月：生物药品当年销售收入月：生物药品当年销售收入347.38347.38亿元，亿元， 比上年同期增长比上年同期增长25.04%25.04%。19:46（二）疾病的预防和诊断（二）疾病的预防和诊断 公元公元1010世纪，我国人民就已经开始种痘预防天花世纪

9、，我国人民就已经开始种痘预防天花现已经上市或已进入临床试验的疫苗有：病毒性现已经上市或已进入临床试验的疫苗有：病毒性肝炎疫苗肝炎疫苗( (包括甲型和乙型肝炎等包括甲型和乙型肝炎等) )、肠道传染病、肠道传染病疫苗（包括霍乱、痢疾等）、寄生虫疫苗（包括疫苗（包括霍乱、痢疾等）、寄生虫疫苗（包括血吸虫、疟疾等）、流行性出血热疫苗、血吸虫、疟疾等）、流行性出血热疫苗、ebeb病毒病毒疫苗等疫苗等疾病的预防疾病的预防疾病的诊断疾病的诊断 dnadna探针探针: :主要用来诊断遗传性疾病和传染性疾病。主要用来诊断遗传性疾病和传染性疾病。基因芯片基因芯片: :广泛用于遗传性疾病、传染性疾病及肿广泛用于遗传

10、性疾病、传染性疾病及肿瘤等疾病的诊断、瘤等疾病的诊断、dnadna序列分析、药物筛选、基因序列分析、药物筛选、基因表达水平的测定等领域表达水平的测定等领域 19:46（三）基因治疗（三）基因治疗 1990年年9月，美国月，美国fad批准了用批准了用ada（腺苷脱氨腺苷脱氨酶基因）基因治疗严重联合型免疫缺陷病（一种单酶基因）基因治疗严重联合型免疫缺陷病（一种单基因遗传病），并取得了较满意的结果。这标志着基因遗传病），并取得了较满意的结果。这标志着人类疾病基因治疗的开始。人类疾病基因治疗的开始。 目前已有涉及到恶性肿瘤、遗传病、代谢性疾目前已有涉及到恶性肿瘤、遗传病、代谢性疾病、传染病等多个治疗方

11、案正在实施中。我国则有病、传染病等多个治疗方案正在实施中。我国则有包括血友病、地中海贫血、恶性肿瘤等多个基因治包括血友病、地中海贫血、恶性肿瘤等多个基因治疗方案正在实施中。疗方案正在实施中。 19:46一、一、a1a1型题型题1基因工程技术中核心技术是（ ）adna重组技术 b基因表达技术 c基因突变技术 d基因导入技术 e基因分离技术2下列哪个选项中的结构可作为基因工程技术中的运载体（ ）a质粒和病毒 b质粒和大肠杆菌 c病毒和大肠杆菌 d质粒、病毒和大肠杆菌 e大肠杆菌二、b1型题a dna聚合酶 b限制性内切酶 c dna连接酶drna聚合酶 erna连接酶1基因工程技术中，“分子剪刀”

12、是指( )2基因工程技术中，“分子针线” 是指( ) 目标检测目标检测aabc19:46第三节细胞工程与应用第三节细胞工程与应用 一、细胞工程的概念一、细胞工程的概念 是指应用细胞生物学和分子生物学的方法，在细胞整体是指应用细胞生物学和分子生物学的方法，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质以获得新型生物或细胞产品的技术。物质以获得新型生物或细胞产品的技术。 二、细胞工程技术二、细胞工程技术 细胞拆合技术细胞融合技术细胞组织培养技术染色体导入技术胚胎移植技术 19:46细胞融合技术细胞融合技术 指把两个细胞（可以是

13、同种细胞，也可以是异种细胞）指把两个细胞（可以是同种细胞，也可以是异种细胞）在融合剂的作用下，融合成一个细胞的技术。在融合剂的作用下，融合成一个细胞的技术。 应用细胞融合技术进行细胞杂交，能够克服远缘杂交不应用细胞融合技术进行细胞杂交，能够克服远缘杂交不育的缺陷，对培育新品种具有广阔的应用前景。育的缺陷，对培育新品种具有广阔的应用前景。概念优点19:46两种不同动物细胞融合示意图19:46 将细胞核和细胞质用某种方法拆开，然后再把分离的细将细胞核和细胞质用某种方法拆开，然后再把分离的细胞核和细胞质重新组合成一个新细胞。胞核和细胞质重新组合成一个新细胞。 概念优点 把从细胞中分离出来的染色体或基

14、因转入另一个细胞中，把从细胞中分离出来的染色体或基因转入另一个细胞中，赋予重建的细胞以某种新的功能。赋予重建的细胞以某种新的功能。细胞拆合技术细胞拆合技术19:46细胞培养技术细胞培养技术 将生物体内的某一组织分散成单个细胞，接种在人工配将生物体内的某一组织分散成单个细胞，接种在人工配制的适于细胞生长发育的培养基上，然后在适当的无菌的生制的适于细胞生长发育的培养基上，然后在适当的无菌的生长条件下（如一定的光照、温度或长条件下（如一定的光照、温度或phph值等）进行培养，使细值等）进行培养，使细胞能够生长和不断增殖的技术。胞能够生长和不断增殖的技术。 能快速、大量繁殖一些有价值的苗林、花卉、药材

15、和濒能快速、大量繁殖一些有价值的苗林、花卉、药材和濒危植物等。危植物等。 概念优点19:46胚胎移植技术胚胎移植技术 将一个生物体内的胚胎移植到另一个生物体内繁殖的技将一个生物体内的胚胎移植到另一个生物体内繁殖的技术。术。 能大量繁殖优良的品种：先注射雌性激素在雌性动物的体能大量繁殖优良的品种：先注射雌性激素在雌性动物的体内，促使其大量排卵，然后在体外人工受精后发育成为胚胎，内，促使其大量排卵，然后在体外人工受精后发育成为胚胎，而后再植入其它同类动物的子宫内使其发育成为个体。而后再植入其它同类动物的子宫内使其发育成为个体。 优点概念19:46染色体导入技术染色体导入技术 概念 是利用染色体替换来改变生物遗传特性，如利用染色体的易位、缺体、三体等方法，获得新的染色体组合。 19:46三、细胞工程在医药领域的应用三、细胞工程在医药领域的应用 制备单克隆抗体制备单克隆抗体 1克隆动物克隆动物 3 试管婴儿试管婴儿 219:46单克隆抗体制备示意图19:46 吸取精子显微注射 受精 移植试管婴儿技术示意图19:46克隆羊（多莉）的诞生过程19:46b1b1型题型题a a细胞融合技术细胞融