第三节基因工程的应用

第三节基因工程的应用第一页，共二十七页，编辑于2023年，星期一第三节基因工程的应用一、基因工程与遗传育种二、基因工程与疾病治疗三、基因工程与生态环境保护第二页，共二十七页，编辑于2023年，星期一方法原理原因实例优点无性繁殖有丝分裂遗传物质没有发生改变无核蜜桔杂交基因重组非同源染色体上的非等位基因自由组合抗倒伏抗锈病小麦诱变基因突变人工使DNA复制过程发生差错青霉素高产菌株单倍体染色体倍减秋水仙素处理单倍体使其染色体加倍小麦新品种多倍体染色体倍增秋水仙素处理使染色体加倍无籽西瓜基因工程DNA拼接将不同物种的基因拼接在一起抗虫棉1.常见育种方式比较保持优良性状组合优良性状提高变异频率，出现新性状缩短育种进程，得到纯合体器官大，营养成分含量高目的性强，打破物种界限第三页，共二十七页，编辑于2023年，星期一“超级植物”第四页，共二十七页，编辑于2023年，星期一第五页，共二十七页，编辑于2023年，星期一

转基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力，以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。2、转基因植物：第六页，共二十七页，编辑于2023年，星期一抗虫转基因植物第七页，共二十七页，编辑于2023年，星期一抗虫棉普通棉

科学家从苏云金芽孢杆菌中提取出毒蛋白基因，并成功的导入棉细胞内使之合成毒蛋白。第八页，共二十七页，编辑于2023年，星期一转鱼抗寒基因

的番茄转黄瓜抗青枯病基因的甜椒第九页，共二十七页，编辑于2023年，星期一第十页，共二十七页，编辑于2023年，星期一

繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。3、转基因动物：

该过程的重要步骤是通过感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中。第十一页，共二十七页，编辑于2023年，星期一

用口径为1μm的DNA注射器，将大量的目的基因片段注入到受精卵的核内，然后把经过注射的受精卵移植到另一只雌性动物的子宫内，使受精卵发育为转基因动物。什么叫显微注射技术？第十二页，共二十七页，编辑于2023年，星期一

生长快、肉质好的转基因鱼

(中国)第十三页，共二十七页，编辑于2023年，星期一

乳汁中含有人生长激素的转基因牛。

(阿根廷)第十四页，共二十七页，编辑于2023年，星期一1）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。

2）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。

3）从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可无限繁殖。为什么动物的乳腺细胞能成为基因药物最理想的表达场所呢？第十五页，共二十七页，编辑于2023年，星期一第十六页，共二十七页，编辑于2023年，星期一二、基因工程与疾病治疗1）生产基因药品2）基因诊断3）基因治疗第十七页，共二十七页，编辑于2023年，星期一传统生产方法的缺点由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。可利用什么方法来解决上述问题？

利用基因工程方法制造“工程菌”，可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。

在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素、生长激素等是直接从生物体的组织、细胞或血液中提取得到的。第十八页，共二十七页，编辑于2023年，星期一

胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4~5g胰岛素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。1979年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，并在大肠杆菌内实现了表达。1982年，美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市场，售价降低了30%~50%。基因工程药品——胰岛素第十九页，共二十七页，编辑于2023年，星期一

干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对治疗某些癌症和白血病也有一定疗效。基因工程药品——干扰素

传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提取，每300L血液只能提取出1mg干扰素。1980~1982年，科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，是传统的生产量的12万倍。1987年上述干扰素大量投放市场。第二十页，共二十七页，编辑于2023年，星期一

治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体，并从中提取生长激素。基因工程药品——生长激素

现可利用基因工程方法，将人的生长激素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。人们从450L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于6万具尸体的全部产量。第二十一页，共二十七页，编辑于2023年，星期一基因诊断：

也称为DNA诊断或基因探针技术，即在DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。基因探针：

基因探针就是一段与目的基因或DNA互补的特异核苷酸序列。它包括整个基因，或基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之转录而来的RNA。原理：利用DNA分子杂交原理。第二十二页，共二十七页，编辑于2023年，星期一基因诊断技术在什么方面发展迅速？

在诊断遗传性疾病方面发展迅速。目前已经可以对几十种遗传病进行产前诊断。1）β—珠蛋白的DNA探针→镰刀状细胞贫血症

2）苯丙氨酸羧化酶基因探针→苯丙酮尿症

3）白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的

DNA探针→白血病举例第二十三页，共二十七页，编辑于2023年，星期一基因治疗：

是指是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。

患半乳糖血症的患者，由于细胞内半乳糖苷转移酶基因缺陷而缺少半乳糖苷转移酶，使过多的半乳糖在体内积聚，引起肝、脑等功能受损。

1971年，美国科学家在体外做了试验，用带有半乳糖苷转移酶基因的噬菌体侵染患者的离体组织细胞，结果发现这些组织细胞能够利用半乳糖了。这表明，用基因替换的方法治疗这种遗传病是可能的。