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1、基因工程的应用基因工程的应用一、基因工程与遗传育种一、基因工程与遗传育种1、传统的遗传育种方法有哪些？、传统的遗传育种方法有哪些？杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种优点：优点：缺点：缺点：时间长、时间长、远缘亲本难以杂交（优良性状的重组远缘亲本难以杂交（优良性状的重组只能限制于同种生物之间）只能限制于同种生物之间）2、基因工程技术如何解决不同生物之间优、基因工程技术如何解决不同生物之间优良性状的重组？良性状的重组？3、到目前为止，基因工程技术解决了哪些不、到目前为止，基因工程技术解决了哪些不同生物之间优良性状的重组？同生物之间优良性状的重组？转基因植物：转
2、基因植物：1 1）高产、优质的农作物；）高产、优质的农作物；2 2）抗逆性品种抗逆性品种 抗盐碱、抗寒、抗干旱抗盐碱、抗寒、抗干旱3 3）提高农作物的营养价值。）提高农作物的营养价值。提高动物生长速度提高动物生长速度生长快、耐不良环境、肉质生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼好的转基因鱼(中国中国)转基因动物：转基因动物：乳汁中含有人生长激素的转乳汁中含有人生长激素的转基因牛基因牛(阿根廷阿根廷)转基因的动物生产药物转基因的动物生产药物导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠超级超级动物动物改善畜产品的品质改善畜产品的品质导入人基因具特殊用途的猪和小鼠导入人基因具特
3、殊用途的猪和小鼠转基因的动物作器官移植的供体转基因的动物作器官移植的供体二、基因工程与疾病治疗二、基因工程与疾病治疗1 1、基因工程生产药物、基因工程生产药物2 2、基因治疗、基因治疗胰岛素从猪、牛等动物的胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，胰腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能胰腺只能提取提取4 45g5g的胰岛素，其产量的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每导入大肠杆菌，每2000L2000L培养液就能产生培养液就能产生100g100g胰岛素！使其价格胰岛素！使其价格降低了降低了30%-50%!30%-50%!胰
4、岛素胰岛素通过基因工程的方通过基因工程的方式创造了能合成人干扰式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，每素的大肠杆菌，每1Kg1Kg的的培养液可提取培养液可提取204204mgmg干扰素。干扰素。干扰素治疗病毒感染简直干扰素治疗病毒感染简直是是“万能灵药万能灵药”！过去从！过去从人血中提取，人血中提取，300L300L血才提血才提取取1mg1mg！其！其“珍贵珍贵”程度程度自不用多说。自不用多说。干扰素干扰素 我国第一个基因重组新药我国第一个基因重组新药-干扰素（安达干扰素（安达芬），安达芬具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节芬），安达芬具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病
5、毒性疾病治疗和多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。首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。我国生产的基因工程药品我国生产的基因工程药品乙肝疫苗乙肝疫苗白细胞介素白细胞介素-2-2干扰素干扰素人生长激素等人生长激素等 1 1、乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体、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内循环，不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。反应。2 2、从乳汁中获取目的基因产物，产量高，、从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提
6、纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，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。具有稳定的生物活性。3 3、从乳汁中源源不断获得目的基因的产物、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。的同时，转基因动物又可无限繁殖。为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？所呢？2 2、基因治疗、基因治疗（1 1）概念：向目标细胞引入正常功能的基因，）概念：向目标细胞引入正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。（2 2）实例：）实例：19901990年，美国年，美国 重
7、度免疫缺陷症的临床基因治疗重度免疫缺陷症的临床基因治疗 1990 1990年年9 9月月1414日，安德森对一例患腺甘脱氨酶缺乏日，安德森对一例患腺甘脱氨酶缺乏症（症（ADAADA缺乏症）的缺乏症）的4 4岁女孩进行基因治疗。这个岁女孩进行基因治疗。这个4 4岁岁女孩由于遗传基因有缺陷，自身不能生产女孩由于遗传基因有缺陷，自身不能生产ADAADA，先天，先天性免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他们性免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他们将这个女孩的白血球进行基因改造，使有缺陷的基因将这个女孩的白血球进行基因改造，使有缺陷的基因被健康的基因替代，然后把含正常白血球的血液输入被健康的基
8、因替代，然后把含正常白血球的血液输入她左臂的一条静脉血管中。在以后的她左臂的一条静脉血管中。在以后的1010个月内她又接个月内她又接受了受了7 7次这样的治疗，同时也接受酶治疗。后来，她次这样的治疗，同时也接受酶治疗。后来，她的免疫功能日趋健全，能够走出隔离帐，过上了正常的免疫功能日趋健全，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活，并进入普通小学上学。人的生活，并进入普通小学上学。ADA ADA缺乏症：一种严重的免疫缺陷症缺乏症：一种严重的免疫缺陷症,腺苷脱氨酶腺苷脱氨酶的缺乏可使的缺乏可使T T淋巴细胞因代谢产物的累积而死亡淋巴细胞因代谢产物的累积而死亡,从而从而导致严重的联合性免疫缺陷症导致严重
9、的联合性免疫缺陷症(SCID)(SCID)。通常导致婴儿。通常导致婴儿出生几个月后死亡。出生几个月后死亡。取患者骨髓取患者骨髓分离干细胞分离干细胞运载体病毒运载体病毒正常基因正常基因导入正常基因的干细胞导入正常基因的干细胞注入患者体内注入患者体内ADAADA缺乏症的基因治疗缺乏症的基因治疗基因诊断：基因诊断：（1 1）概念：）概念：用放射性同位素（用放射性同位素（3232P P）、荧光分子等标记的）、荧光分子等标记的DNADNA分子做探针，利用分子做探针，利用DNADNA分子杂交原理，鉴定被检测标分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。
10、（2）原理：）原理：DNA分子杂交。分子杂交。（3 3）DNADNA探针的必备条件：探针的必备条件：A A、必、必须是单链；须是单链；B B、带、带有容易被检测出来的标记物。有容易被检测出来的标记物。（5）实例：实例：病毒的检测：病毒的检测：肝炎病毒、肠道病毒、单纯孢疹肝炎病毒、肠道病毒、单纯孢疹病毒等；病毒等；遗传性疾病的检测：遗传性疾病的检测：镰刀型细胞贫血症、苯丙酮镰刀型细胞贫血症、苯丙酮尿症等；尿症等；A A、制作基因探针；、制作基因探针；（4）基因诊断的过程基因诊断的过程B B、将待测基因加热成单链；、将待测基因加热成单链；C C、两者混合杂交。、两者混合杂交。三、基因工程与生态环境
11、保护三、基因工程与生态环境保护1 1、环境监测：、环境监测：基因工程做成的基因工程做成的DNADNA探针能够十分灵敏地探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。检测环境中的病毒、细菌等污染。1t 1t水中只有水中只有1010个病毒也能被个病毒也能被DNADNA探针检测出来探针检测出来2 2、环境污染治理：、环境污染治理：基因工程做成的基因工程做成的“超级细菌超级细菌”能吞食和能吞食和分解多种污染环境的物质。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因工程培育成功的“超级细菌超级细菌”却能分解石油中的却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解属，分解DDTDDT等毒害物质。等毒害物质。可降解的新型塑料带可降解的新型塑料带