1、生物之所以体现出各种形态是基因表达的结果，各生物之所以体现出各种形态是基因表达的结果，各种生物间的性状千差万别这是为什么呢？种生物间的性状千差万别这是为什么呢？ 问题：问题：例：例：1青霉菌能产生对人类有用的抗生素青霉菌能产生对人类有用的抗生素青霉素。青霉素。2豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气。豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气。3人的胰岛人的胰岛B B细胞能分泌胰岛素调节血糖的浓度。细胞能分泌胰岛素调节血糖的浓度。 小结小结：这些性状都是基因特异性表达的结果：这些性状都是基因特异性表达的结果 人类能不能改造基因呢？能不能使本身没有某个性状人类能不能改造基因呢？能不能使本身没有某个性状的
2、生物具有某个特定性状呢？的生物具有某个特定性状呢？ 问题问题 ：标准概念标准概念：在在生物体外生物体外，通过对，通过对DNA分子分子进行人工进行人工“切割切割”和和“拼接拼接”，对生物的，对生物的基因基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞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，产生出人类所人类所需要的基因产物需要的基因产物。一、基因工程的概念一、基因工程的概念 通俗概念：通俗概念：按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来按照人们的意愿，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
3、胞里，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造定向地改造生物生物的遗传性状。的遗传性状。基因工程的别名基因工程的别名操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平基本过程基本过程结果结果剪切剪切拼接拼接导入导入表达表达人类需要的基因产物人类需要的基因产物DNA分子水平分子水平 基因基因 生物体外生物体外 基因拼接技术或基因拼接技术或DNA重组技术重组技术通过对基因工程概念的理解，我们知道其操作水平是在通过对基因工程概念的理解，我们知道其操作水平是在DNA分分子水平，用普通的操作工具能够在如此微观的条件下操作吗？子水平，用普通的操作工具能够在如此微观的条件下操作吗？ 问题：问题：二
4、、基因操作的工具二、基因操作的工具 例例：抗虫棉的培育是从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因，并使抗虫棉的培育是从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因，并使其与运载体结合，放入棉细胞中的其与运载体结合，放入棉细胞中的DNA结合起来，在棉细胞中结合起来，在棉细胞中发挥作用。问：在以上的基因工程中培育抗虫棉的过程中，关发挥作用。问：在以上的基因工程中培育抗虫棉的过程中，关键步骤和难点是什么？键步骤和难点是什么？关键步骤一关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取 关键步骤二关键步骤二：抗虫基因与运载体：抗虫基因与运载体DNA连接连接 关键步骤三关键步骤三：抗虫基因进入棉细
5、胞。：抗虫基因进入棉细胞。关键步骤一的关键步骤一的工具工具：基因的剪刀：基因的剪刀限制性内切酶限制性内切酶 关键步骤二的关键步骤二的工具工具：基因的针线：基因的针线DNA连接酶。连接酶。 关键步骤三的关键步骤三的工具工具：基因的运输工具：基因的运输工具运载体。运载体。 基因操作的工具基因操作的工具1. 1. 限制性内切酶（限制酶）限制性内切酶（限制酶）一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA 分子切断。、基因的针线、基因的针线DNADNA连接酶连接酶连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。3 3、基因的运输工具、基因的运输工具运
6、载体运载体能与目的基因结合；能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；比较容易得到；具有具有多个限制酶切点；多个限制酶切点；具有某些标记基因具有某些标记基因鸟枪法鸟枪法 分子杂交法分子杂交法 逆转录法逆转录法 人工合成法人工合成法基因工程基本步骤基因工程基本步骤1.1.获取目的基因获取目的基因2.2.目的基因与运载体结目的基因与运载体结合合3.3.目的基因的导入目的基因的导入4 4. .目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达基因操作的工具基因操作的工具1.1.基因的剪刀基因的剪刀限制性内切酶（限制酶）限制性内切酶（限制酶）一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序一种限制酶只能识别一种特定的
7、核苷酸序列，并在特定的切割点上将列，并在特定的切割点上将DNA DNA 分子切断。目分子切断。目前已发现的限制酶有前已发现的限制酶有200200多种。多种。重播重播DNADNA被限制酶切断后有两个反向互补的被限制酶切断后有两个反向互补的“黏黏性末端性末端”。被同一种限制切断的几个。被同一种限制切断的几个DNADNA具有相具有相同的黏性末端，能够通过互补进行配对。同的黏性末端，能够通过互补进行配对。（1）基因的剪刀）基因的剪刀限制性内切酶（简称限制性内切酶（简称限制酶限制酶） 分布分布 ：作用特点：作用特点： 结果：结果： 主要在微生物中主要在微生物中。 特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特异性
8、，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。特定切点。 产生黏性未端（碱基互补配对）。产生黏性未端（碱基互补配对）。 举例：大肠杆菌的一种限制酶能识别举例：大肠杆菌的一种限制酶能识别GAATTC序列，序列，并在并在G和和A之间切开。之间切开。 思考题思考题：要想获得某个特定性状的基因必须要用限制：要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性未端？酶切几个切口？可产生几个黏性未端？、基因的针线、基因的针线DNADNA连接酶连接酶连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的末端连接起来，使之成为一个完整的DNADNA分子。
9、分子。重播重播（2）基因的针线）基因的针线DNA连接酶（连接酶（图示图示）连接的部位：连接的部位： 结果：结果： 磷酸二酯键（梯子的扶手），不是氢磷酸二酯键（梯子的扶手），不是氢键（梯子的踏板）键（梯子的踏板）。两个相同的黏性未端的连接。两个相同的黏性未端的连接。思考题思考题： 用用DNA连接酶连接两个相同的黏性未端要连接几连接酶连接两个相同的黏性未端要连接几个磷酸二酯键？个磷酸二酯键？（3）基因的运输工具）基因的运输工具运载体（运载体（图示图示）作用：作用： 具备的条件：具备的条件： 种类：种类： 质粒的特点：质粒的特点： 将外源基因送入受体细胞。将外源基因送入受体细胞。 能在宿主细胞内复制
10、并稳定地保存。能在宿主细胞内复制并稳定地保存。具有多个限制酶切点。具有多个限制酶切点。具有某些标记基因。具有某些标记基因。 质粒、噬菌体和动植物病毒。质粒、噬菌体和动植物病毒。 存在于许多细菌及酵母菌等生物中。存在于许多细菌及酵母菌等生物中。质粒的存在对宿主细胞无影响。质粒的存在对宿主细胞无影响。质粒的复制只能在宿主细胞内完成。质粒的复制只能在宿主细胞内完成。细胞染色体外能自主主复制的小型环状细胞染色体外能自主主复制的小型环状DNA分子。分子。 思考题：思考题： 1、质粒上会存在某些标记基因，这些标记基因有什质粒上会存在某些标记基因，这些标记基因有什么用途？么用途？3 3、基因的运输工具、基因
11、的运输工具运载体运载体巩固练习：巩固练习：1、作为基因的运输工具、作为基因的运输工具运载体，必须具备的条件之一及理由是运载体，必须具备的条件之一及理由是（ ）A、具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达、具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达B、能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的、能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的 目的基因目的基因C、具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件、具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件D、能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选、能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选2、DNA连接酶的功能是
12、（连接酶的功能是（ ）A、子链与母链间形成氢键、子链与母链间形成氢键 B、粘性末端之间形成氢键、粘性末端之间形成氢键C、两、两DNA末端间的缝隙连接末端间的缝隙连接 D、A、B、C都对都对3、在基因工程中所先用的质粒，错误的是（、在基因工程中所先用的质粒，错误的是（ ）A、不能没有标记基因、不能没有标记基因 B、是小型链状、是小型链状DNA分子分子C、能够自我复制、能够自我复制 D、可与目的基因重组、可与目的基因重组BCB第一步：获取目的基因：第一步：获取目的基因：基因的直接分离或人工合成。即获取含有所需要的完整的遗传信息的DNA片段。鸟枪法分子杂交法逆转录法人工合成法目的基因获取方法基因工程
13、基本步骤基因工程基本步骤用限制用限制酶切断成酶切断成许多片段许多片段直接分离基因直接分离基因鸟枪法鸟枪法将供体生物的将供体生物的DNADNA用限制酶用限制酶切割为许多片段，再用运载体将切割为许多片段，再用运载体将这些片段都运载到受体生物的不这些片段都运载到受体生物的不同细胞中去。只要有一个细胞获同细胞中去。只要有一个细胞获得了需要的目的基因并得以表达，得了需要的目的基因并得以表达，基因工程就算成功了。基因工程就算成功了。该法最大的缺点是带有很大该法最大的缺点是带有很大的盲目性，工作量大，成功率低。的盲目性，工作量大，成功率低。且不能将真核生物的基因转移到且不能将真核生物的基因转移到原核生物中去
14、。原核生物中去。人工合成基因法人工合成基因法DNADNA合成仪合成仪直接合成法：根直接合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使推算出信使RNARNA核苷酸核苷酸顺序，再据此推算出基顺序，再据此推算出基因因DNADNA的脱氧核苷酸顺的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。直接合成相应的基因。 逆转录法：以信使逆转录法：以信使RNARNA为模板，在逆转录为模板，在逆转录酶的作用下将脱氧核苷酸合成合成酶的作用下将脱氧核苷酸合成合成DNA(DNA(基因基因) )。目的基因是指人们所需要的特定基因，有两条途径。目的基因是指人们所需要的特定基因，有两条
15、途径。鸟枪法鸟枪法，其过程是：，其过程是：此法的此法的优点优点：操作简便：操作简便 缺点缺点：工作量大，专一性较差，分离出来的有时：工作量大，专一性较差，分离出来的有时 并非一个基因，具有一定的盲目性。并非一个基因，具有一定的盲目性。人工合成基因法人工合成基因法1反转录法：目的基因反转录法：目的基因 mRNA 单链单链DNA 双链双链DNA转录转录逆转录逆转录互补合成互补合成供体细胞中的供体细胞中的DNA DNA片段片段 重组重组DNA 不同受体细胞不同受体细胞 DNA扩增扩增 目的基因的目的基因的 细胞细胞 分离目的基因分离目的基因限制酶限制酶运载体运载体找出找出2根据已知的氨基酸序列合成根
16、据已知的氨基酸序列合成DNA：由蛋白质中的氨基酸序列：由蛋白质中的氨基酸序列 mRNA中碱基序列中碱基序列 DNA碱基序列碱基序列 目的基因目的基因推出推出推测出推测出化学合成化学合成小结：小结：1 1能在宿主细胞内复制并稳定的保存能在宿主细胞内复制并稳定的保存2 2具有多个限制酶切点，具有多个限制酶切点，3 3具有某些标记基因具有某些标记基因运载体运载体的选择的选择第二步：目的基因与运载体结合第二步：目的基因与运载体结合2 2、目的基因与运载体结合、目的基因与运载体结合用与提取目用与提取目的基因相同的限的基因相同的限制酶切割质粒使制酶切割质粒使之出现一个切口，之出现一个切口，将目的基因插入将
17、目的基因插入切口处，让目的切口处，让目的基因的黏性末端基因的黏性末端与切口上的黏性与切口上的黏性末端互补配对后，末端互补配对后，在连拉酶的作用在连拉酶的作用下连接形成重组下连接形成重组DNADNA分子。分子。2、目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合步骤步骤： （1）用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有粘性末端的切口。）用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有粘性末端的切口。（2）用同种限制酶切断目的基因，产生相同的粘性末端。）用同种限制酶切断目的基因，产生相同的粘性末端。（3）将切下的目的基因片段，插入到质粒的切口处，再加入适量）将切下的目的基因片段，插入到质粒的切口处，再加入适量的的DN
18、A连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒思考题思考题：目的基因与运载体结合的结果可能有几种情况？：目的基因与运载体结合的结果可能有几种情况？（有三种情况：目的基因与目的基因结合，质粒与质粒结合，目（有三种情况：目的基因与目的基因结合，质粒与质粒结合，目的基因与质粒结合。的基因与质粒结合。 ）3 3、将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞 导入方法导入方法：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。导入过程导入过程：（运载体为质粒，受体细胞为细菌，一般是将细菌用：（运载体为质粒，受体细胞为细菌，一般是将细菌用 CaCl2CaCl2处
19、理，以增大细菌细胞壁的通透性，使含有目的处理，以增大细菌细胞壁的通透性，使含有目的 基因的重组质粒进入受体细胞）基因的重组质粒进入受体细胞）第三步：目的基因的导入和表达第三步：目的基因的导入和表达 通过运载体把目的基因带入某生物体内，并使目的基因在受体细胞内能准确地转录和翻译。导入导入扩增扩增 为使重组的为使重组的DNADNA分子更容易进入受分子更容易进入受体细胞，通常要用体细胞，通常要用CaClCaCl2 2对受体细菌对受体细菌进行处理，使受体进行处理，使受体细菌具有更大的通细菌具有更大的通透性。透性。4 4、目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达 检测检测：方法很多，通过检测运载体的标记
20、基因的有无，来判断：方法很多，通过检测运载体的标记基因的有无，来判断目的基因是否导入目的基因是否导入 表达表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。 问题问题：1、如何检测受体细胞是否真正导入了重组、如何检测受体细胞是否真正导入了重组DNA分子？分子？ 2、如何来确定目的基因是否得以表达？、如何来确定目的基因是否得以表达？例如例如：大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因，当这种质粒与：大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因，当这种质粒与外源外源DNA组合在一起形成重组质粒，并被转入受体细胞以后，就组合在一起形成重组质粒，并被转入受体细胞以后
21、，就可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因。了目的基因。例如例如：科学家最初做抗虫棉实验时，已经检测出棉的植株中含有：科学家最初做抗虫棉实验时，已经检测出棉的植株中含有抗虫基因，但却无抗虫效果，这说明了什么？科学家在研究的基抗虫基因，但却无抗虫效果，这说明了什么？科学家在研究的基础上对棉植株中的抗虫基因进行了修饰，结果很快出现了抗虫性础上对棉植株中的抗虫基因进行了修饰，结果很快出现了抗虫性状，这说明了什么？状，这说明了什么？4 4、目的基因的检测和表达、目的基因的检测和表达大量的受体细胞接受不多的目的基因。处大
22、量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。必须将它从中检测出来。 将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。研究。无表达产物无表达产物无表达产物无表达产物有表达产物有表达产物无表达产物无表达产物总结：总结：基因操作的基本步骤：基因操作的基本步骤：细菌细菌取出质粒取出质粒用相同的限制酶切出粘性末端用相同的限
23、制酶切出粘性末端供体细胞供体细胞取出取出DNA分子分子用限制酶切取目的基因用限制酶切取目的基因将目的基因插入质粒切口将目的基因插入质粒切口用连接酶将目的基因与质粒相连用连接酶将目的基因与质粒相连将重组将重组DNA分子导入受体细胞分子导入受体细胞重组重组DNA分子增殖、表达分子增殖、表达目的基因产物目的基因产物巩固练习：巩固练习：1、番茄在运输和储藏过程中，由于过早成熟而易腐烂，应用基因、番茄在运输和储藏过程中，由于过早成熟而易腐烂，应用基因工程技术，通过抑制某种促进果实成熟激素的合成能力，可使番茄工程技术，通过抑制某种促进果实成熟激素的合成能力，可使番茄储藏时间延长，培育成耐储藏的番茄新品种，
24、这种转基因番茄已于储藏时间延长，培育成耐储藏的番茄新品种，这种转基因番茄已于1993年在美国上市，请回答：年在美国上市，请回答：（1）促进果实成熟的重要激素是）促进果实成熟的重要激素是 。（2）在培育转基因番茄的基因操作，所用的基因的）在培育转基因番茄的基因操作，所用的基因的“剪刀剪刀” 是是 ，基因的基因的“针线针线”是是 ，基因的运输工基因的运输工具是具是 。（3）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的 主要优点是主要优点是 、 、 。乙烯乙烯限制性内切酶限制性内切酶连接酶连接酶运载体运载体目的性强目的性强 育种周期短育种
25、周期短克服远缘杂交障碍克服远缘杂交障碍2、采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正、采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正 确的是（确的是（ ） a将毒素蛋白注射到棉受精卵中将毒素蛋白注射到棉受精卵中 b将编码毒素蛋白的将编码毒素蛋白的DNA序列，注序列，注射到棉受精卵中射到棉受精卵中 c将编码毒素蛋白的将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导入序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养 d将编码毒素蛋将编码毒素蛋白的白的DNA序列，与细菌质粒重组注射到棉的子房并进入受精卵序列，与细菌质粒重组注
26、射到棉的子房并进入受精卵A.ab B.bc C. cd D. da3、下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是（、下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是（ ）a我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻 b我国科学家将我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉 c我国科学我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒 d我国科学家通过体细胞我国科学家通过体细胞克隆技术培养出太空牛克隆技术培养出太空牛A.a B.ab C.abc D.bcd4、我国科
27、学家成功地将人的抗病毒干扰素基因、我国科学家成功地将人的抗病毒干扰素基因“嫁接嫁接”到烟草的到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病能力。试问：分子上，使烟草获得了抗病能力。试问：（1）此）此“嫁接嫁接”实验的物质基础是实验的物质基础是 的结构组成相同的结构组成相同（2）烟草具有了抗病毒能力，表明烟草体内产生了）烟草具有了抗病毒能力，表明烟草体内产生了 。（3）以上事实告诉我们，人与植物合成蛋白质的方式）以上事实告诉我们，人与植物合成蛋白质的方式 。CB人与植物人与植物DNA抗病毒干扰素抗病毒干扰素相同相同课后复习题（简答题）课后复习题（简答题）1、提取目的基因：从小鼠的细胞内提取、提取目的基因
28、：从小鼠的细胞内提取DNA同时选择标记的大肠同时选择标记的大肠杆菌质粒，如选择能抗四环素的质粒，并将其提取出来；杆菌质粒，如选择能抗四环素的质粒，并将其提取出来；2、目的基因与运载体结合：用同一种限制酶分别切割小鼠细胞核、目的基因与运载体结合：用同一种限制酶分别切割小鼠细胞核中的中的DNA和质粒和质粒DNA，使其产生相同的粘性末端。将切下的目的，使其产生相同的粘性末端。将切下的目的基因与切割后的质粒混合，并加入适量的连接酶，获得含有小鼠基因与切割后的质粒混合，并加入适量的连接酶，获得含有小鼠-珠蛋白基因的重组质粒。珠蛋白基因的重组质粒。3、将目的基因导入受体细胞：将含有小鼠、将目的基因导入受体
29、细胞：将含有小鼠-珠蛋白基因的重组质珠蛋白基因的重组质粒导入到对四环素敏感的大肠杆菌中。粒导入到对四环素敏感的大肠杆菌中。4、对目的基因进行检测：将上述大肠杆菌放到加有四环素的培养、对目的基因进行检测：将上述大肠杆菌放到加有四环素的培养基上培养，能够正常生长的大肠杆菌就含有重组质粒，即含有目的基上培养，能够正常生长的大肠杆菌就含有重组质粒，即含有目的基因，反之则没有。基因，反之则没有。基因工程与农牧业、食品工业转基因鱼 生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)转基因牛 乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯不会引起过敏的
30、转基因大豆超级动物 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特殊动物 导入人基因具特殊用途的猪和小鼠美国转基因猪，其体内含有人类的基美国转基因猪，其体内含有人类的基因，乳汁含有人体蛋白因，乳汁含有人体蛋白fator。只。只需需300600只这样的母猪就能满只这样的母猪就能满足全世界对这种蛋白的需求。足全世界对这种蛋白的需求。 不易腐烂的番茄不易腐烂的番茄 抗虫植物抗虫植物 化学农药化学农药兔毛棉花在我国培育成功：用兔毛棉花在我国培育成功：用兔的一种角蛋白转化棉花，棉兔的一种角蛋白转化棉花，棉花纤维质量好，具有兔毛般的花纤维质量好，具有兔毛般的光泽。光泽。基因工程与医
31、药卫生v 基因工程药品的生产基因工程胰岛素（一） 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。基因工程胰岛素（二） 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%!基因工程干扰素（一） 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。基因工程干扰素( 二） 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-
32、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。其它基因工程药物 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。二、基因诊断的技术和方法二、基因诊断的技术和方法1.核酸分子杂交核酸分子杂交 实质上是用已知序列的实质上是用已知序列的DNA或或RNA片段作为探针与片段作为探针与待测样品的待测样品的DNA或或RNA序列进行核酸分子杂交。是基序列进行核酸分子杂交。是基因诊断最基本的技术之一。因诊断最基本的技术之一。2
33、.PCR法法3.分子探针：分子探针：核酸分子探针是指特定的已知核酸片段，核酸分子探针是指特定的已知核酸片段，能与互补核酸序列退火杂交，用于对待测核酸样品中特能与互补核酸序列退火杂交，用于对待测核酸样品中特定基因顺序的探测。定基因顺序的探测。 满足：（满足：（1）必须是单链，（）必须是单链，（2）带有容易被检测出来）带有容易被检测出来的标记物。的标记物。生物芯片 从正常人的基因组中分离出从正常人的基因组中分离出DNA与与DNA芯片杂交就可以芯片杂交就可以得出标准图谱。从病人的基因组中分离出得出标准图谱。从病人的基因组中分离出DNA与与DNA芯片杂芯片杂交就可以得出病变图谱。交就可以得出病变图谱。
34、 通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的DNA信息。信息。 基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。 基因诊断与基因治疗 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。SCID的基因工程治疗 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
35、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。3、人类基因治疗、人类基因治疗1990年年9月月14日美国政府首次批准了一项基因治疗临日美国政府首次批准了一项基因治疗临床研究计划：对一台患有腺苷脱氨酶（床研究计划：对一台患有腺苷脱氨酶（ADA）缺陷）缺陷的重度联合免疫缺陷症（的重度联合免疫缺陷症（SCID）4岁女童进行基因岁女童进行基因治疗并获得成功。该患者今年已经治疗并获得成功。该患者今年已经10岁了。从而开岁了。从而开创了医学界的新纪元。创了医学界的新纪元。基因治疗SCID的过程基因工程与环境监测（一） 基因工程做成的DN
36、A探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。1t1t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基因工程与环境监测（二） 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。基因工程与环境污染治理 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。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
37、为根瘤菌、蓝藻体内含有特定的 ，这类物质的化学本质是 。例题分析（一）续（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：DNADNA（固氮基因）固氮基因） RNA RNA 蛋白质蛋白质转录转录 翻译翻译例题分析（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
38、粒的DNA结合，然后移植到酵母菌内，从而用酵母菌来_。（2）酵母菌能用_方式繁殖，速度很快，所以，能在较短的时间内大量生产 。利用这种方法不仅产量高，并且成本也较低。5、科学家应用基因工程培育出了一种转基因抗虫棉，它能产生毒、科学家应用基因工程培育出了一种转基因抗虫棉，它能产生毒素杀死害虫，目前正在大面积推广种植。科学家还研究了害虫的遗素杀死害虫，目前正在大面积推广种植。科学家还研究了害虫的遗传基础，发现不抗毒素对抗毒素为显性（此处分别用传基础，发现不抗毒素对抗毒素为显性（此处分别用B和和b表示）。表示）。（1）种植抗虫棉，有利于生态环境保护，这是因为）种植抗虫棉，有利于生态环境保护，这是因为
39、 。（2）棉田不抗毒素害虫的基因型为）棉田不抗毒素害虫的基因型为 ；抗毒素害虫的基因型；抗毒素害虫的基因型为为 。（3）不抗毒素害虫与抗毒素害虫杂交，则子代的基因型为）不抗毒素害虫与抗毒素害虫杂交，则子代的基因型为 。（4）抗虫棉的抗害虫的遗传信息传递过程可以表示为）抗虫棉的抗害虫的遗传信息传递过程可以表示为 。（5）科学家预言，此种抗虫棉独立种植若干年后，也将出现不抗）科学家预言，此种抗虫棉独立种植若干年后，也将出现不抗虫的植株，此现象来源于虫的植株，此现象来源于 。可以减少或不再使用农药杀虫，从而避免农药对环境的污染可以减少或不再使用农药杀虫，从而避免农药对环境的污染BB或或BbbbBb或
40、或bb基因突变基因突变抗虫基因抗虫基因 mRNA 蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译6、昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫产生基因突变，导致酯酶活、昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫产生基因突变，导致酯酶活性升高，该酶可催化分解有机磷农药，近几年已将控制酯酶合成性升高，该酶可催化分解有机磷农药，近几年已将控制酯酶合成的基因分离出来，通过生物工程技术将它导入细菌体内，并与细的基因分离出来，通过生物工程技术将它导入细菌体内，并与细菌的菌的DNA分子结合起来。经过这样处理的细菌仍能分裂繁殖。请分子结合起来。经过这样处理的细菌仍能分裂繁殖。请据上述资料回答：据上述资料回答：（1）人工诱变在生产实践中已得到广泛的应用
41、，因为它能提高）人工诱变在生产实践中已得到广泛的应用，因为它能提高 ，通过人工选择获得，通过人工选择获得 。（2）酯酶的化学本质是）酯酶的化学本质是 ，基因控制酯酶合成要经过，基因控制酯酶合成要经过 和和 两个过程。两个过程。（3）通过生物工程产生的细菌，其后代同样能分泌酯酶，这是）通过生物工程产生的细菌，其后代同样能分泌酯酶，这是由于由于 。（4）请你具体说出一项上述科研成果的实际应用：）请你具体说出一项上述科研成果的实际应用： 。基因突变频率基因突变频率人们所需要的突变性状人们所需要的突变性状蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译控制酯酶合成的基因随着细菌控制酯酶合成的基因随着细菌DNA分子的复制而复制，并在后代中表达分子的复制而复制，并在后代中表达用于降解污水中的有机磷农药，以保护环境用于降解污水中的有机磷农药，以保护环境
