基因工程的应用(浙科版)

缺陷
严重联合免疫缺陷症 (SCID)
正常ADA基因 正常ADA基因 ADA
基因工程与环境保护
环境监测 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环 DNA 境中的病毒、细菌等污染。 境中的病毒、细菌等污染。
1吨水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来 吨水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来 10个病毒也能被DNA
基因工程与环境保护
环境的净化 科学家正在尝试用转基因植物的方法来生产聚羟基 烷酯(可降解塑料） 烷酯(可降解塑料） 创造能同时分解四种烃类的“超级细菌”。 创造能同时分解四种烃类的“超级细菌” 培养出吞噬汞和降解土壤中DDT的细菌。 培养出吞噬汞和降解土壤中DDT的细菌。 DDT的细菌 能净化镉污染的植物。 能净化镉污染的植物。 努力构建新杀虫剂，取代生产过程中耗能多， 努力构建新杀虫剂，取代生产过程中耗能多，又易 造成环境污染的农药。 造成环境污染的农药。
2.下列关于基因工程应用的叙述, 2.下列关于基因工程应用的叙述,错误的是 下列关于基因工程应用的叙述
( D )
A.基因治疗需要将正常基因导入有基因缺陷的细胞 A.基因治疗需要将正常基因导入有基因缺陷的细胞 B.基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 B.基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 基因诊断的基本原理是DNA C.一种基因探针只能检测水体中的一种病毒 C.一种基因探针只能检测水体中的一种病毒 D.原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良 D.原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良
1.我国科学家运用基因工程技术， 1.我国科学家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆 我国科学家运用基因工程技术 菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达， 菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出 了抗虫棉。 了抗虫棉。下列叙述不正确的是 ( D ) A.RNA RNA聚合酶对于抗虫基因在棉花细胞中的表达 A.RNA聚合酶对于抗虫基因在棉花细胞中的表达 不可缺少 B.重组DNA分子中增加一个碱基对 重组DNA分子中增加一个碱基对， B.重组DNA分子中增加一个碱基对，不一定导致 毒蛋白的毒性丧失 C.抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作 C.抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作 物，从而造成基因污染 D.转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花 D.转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花 对抗生素抗性来确定的
诊断步骤： 诊断步骤：
→ 抽取待测组织样品 样品DNA DNA分离 → 样品DNA分离 → 化学方法或热处理使样品DNA解旋 化学方法或热处理使样品DNA解旋 使样品DNA 引入DNA DNA探针 → 引入DNA探针 → 洗脱 检测是否遗留DNA探针 杂合状态） 遗留DNA探针（ → 检测是否遗留DNA探针（杂合状态）
Bubble Baby
15
基因治疗 1990年 1990年7月，美国国家卫生研究所首次批 SCID基因治疗方案。 基因治疗方案 一个年仅4 准SCID基因治疗方案。9月，一个年仅4岁的 小女孩艾姗蒂接受基因治疗并取得成功。 小女孩艾姗蒂接受基因治疗并取得成功。 艾姗蒂接受基因治疗并取得成功
腺苷脱氨酶 (ADA)基因 (ADA)基因
乙肝疫苗
——第一个使用的基因工程疫苗 利用基因工程技术，将病原体的某个或某几 个抗原基因转入适当的宿主细胞，进行表达， 获得的表达产物就可以作为疫苗使用。
乙肝疫苗
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
乙型肝炎病毒疫苗的生产方法： 将乙肝病毒表面抗原基因 转移到酵母细胞 酵母细胞中 转移到酵母细胞中，构建 工程菌 分离纯化得到 分离纯化得到 表面抗原蛋白 在发酵罐中 大规模培养
继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后, 继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后,膀胱生物 反应器的研究也取得了一定进展。最近, 反应器的研究也取得了一定进展。最近,科学家培 育出一种转基因小鼠, 育出一种转基因小鼠,其膀胱上皮细胞可以合成人 的生长激素并分泌到尿液中。请回答： 的生长激素并分泌到尿液中。请回答： (1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞中 将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞中, (1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞中,常用方 法是 显微注射 。 受精卵(或早期胚胎细胞 或早期胚胎细胞) 受精卵 或早期胚胎细胞 (2)进行基因转移时 进行基因转移时, (2)进行基因转移时,通常要将外源基因转入 细胞 受精卵具有全能性,可使外源基因在相应组织细胞中表达 受精卵具有全能性 可使外源基因在相应组织细胞中表达 中,原因是 。 分子杂交 (3)通常采用 (3)通常采用 DNA分子杂交 技术检测外源基因是否插 入了小鼠的基因组。 入了小鼠的基因组。 (4)在研制膀胱生物反应器时 在研制膀胱生物反应器时, (4)在研制膀胱生物反应器时,应使外源基因在小 膀胱上皮 鼠的 细胞中特异表达。 细胞中特异表达。
转基因植物产生的过程和转基因微生物的产 生过程有所不同 • 目的基因的载体不同： 目的基因的载体不同：
受体细胞是植物细胞时，通常使用农杆菌中的 质粒 受体细胞是植物细胞时，通常使用农杆菌中的Ti质粒
• 重组质粒导入受体细胞过程不同： 重组质粒导入受体细胞过程不同：
利用农杆菌的转化
• 一般要进行植物细胞培养
转基因动物 转基因动物在操作上具有更大的难度， 转基因动物在操作上具有更大的难度，其成 功率也较转基因植物要低。 功率也较转基因植物要低。 同转基因植物的过程类似，也要用到动物细 同转基因植物的过程类似，也要用到动物细 胞培养技术
基因工程育种与杂交育种、诱变育种比较， 基因工程育种与杂交育种、诱变育种比较， 有哪些优点？ 有哪些优点？ 杂交育种：周期长，只限于同种生物之间。 杂交育种：周期长，只限于同种生物之间。 诱变育种：有很大的盲目性。 诱变育种：有很大的盲目性。 基因工程：周期短，目的性强， 基因工程：周期短，目的性强，能定向改变生物 遗传特性，克服远缘亲本难以杂交的障碍。 遗传特性，克服远缘亲本难以杂交的障碍。
利用基因工程培育一些指示生物， 利用基因工程培育一些指示生物，能十分灵敏地 指示生物 反映环境污染的情况， 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。 死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。
基因工程的负面影响
安全性问题 用基因工程方法生产产品，特别是农产品，对人 用基因工程方法生产产品，特别是农产品， 体有无不良影响？重组DNA是否会使细菌、 体有无不良影响？重组DNA是否会使细菌、病毒发 DNA是否会使细菌 生突变而成为“超级细菌”，“超级病毒”？ 超级病毒” 生突变而成为“超级细菌” 生态环境影响 当某种基因被转移到作物或杂草中， 当某种基因被转移到作物或杂草中，是否会破坏 生态环境（出现“超级杂草”）。 生态环境（出现“超级杂草”
第三节、 第三节、基因工程的应用
基因工程与遗传育种
转基因植物和转基因动物 转基因植物 目的基因的种类：抗除草剂基因，抗虫抗病毒基 目的基因的种类：抗除草剂基因，
抗逆性基因等。 因，抗逆性基因等。
原理：将特殊功能的基因转入到受体植物体内， 原理：将特殊功能的基因转入到受体植物体内， 使之获得优良的性状。 技术手段：转基因技术、 技术手段：转基因技术、植物组织培养技术
基因治疗 向目标细胞中引入正常功能的基因， 向目标细胞中引入正常功能的基因，以纠 正或补偿基因缺陷，达到治疗的目的。 正或补偿基因缺陷，达到治疗的目的。 基因缺陷 患者体内的缺陷基因还存在吗？ 患者体内的缺陷基因还存在吗？
SCID的基因治疗 SCID的基因治疗
重症联合免疫缺陷症（SCID） 重症联合免疫缺陷症（SCID） 患者缺乏正常的人体免疫功能， 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， 只要稍被细菌或者病毒感染，就会发 病死亡。 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（ 色体上编码腺苷酸脱氨酶（ADA） 腺苷酸脱氨酶 ） 的基因（ 的基因（ada）发生了突变。 ）发生了突变。
DNA杂交原理： DNA杂交原理： 杂交原理
不同的DNA探针具有不同的核苷酸序列， 不同的DNA探针具有不同的核苷酸序列，用其 DNA探针具有不同的核苷酸序列 杂合分子双链的程度确定 与被测样品杂交，根据杂合分子双链的程度 与被测样品杂交，根据杂合分子双链的程度确定 被测样品与探针碱基序列的相似程度
用福尔马林和Al(OH)3 用福尔马林和 吸附，即制成疫苗 吸附，
基因诊断 用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA 用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA 标记的 分子做探针（一般为单链） 利用DNA DNA分子杂 分子做探针（一般为单链） ，利用DNA分子杂 原理，鉴定被检测标本上遗传信息， 交原理，鉴定被检测标本上遗传信息，达到检 测疾病的目的。 测疾病的目的。
基因工程与基因治疗
生产基因工程药品 基因诊断 基因治疗
生产基因工程药品
胰岛素： 胰岛素：激素类药物 干扰素： 干扰素：免疫活性物质
乙型肝炎疫苗： 乙型肝炎疫苗：乙肝抗原
干扰素： 干扰素：
是由病毒侵入细胞后， 是由病毒侵入细胞后，刺激细胞产生的一种 糖蛋白。 糖蛋白。 具有抗病毒 抗肿瘤及免疫调节功能 抗病毒、 功能。 具有抗病毒、抗肿瘤及免疫调节功能。 干扰素与细胞表面受体结合， 干扰素与细胞表面受体结合，诱导细胞产生 多种抗病毒蛋白，抑制病毒在细胞内繁殖， 多种抗病毒蛋白，抑制病毒在细胞内繁殖，提高 免疫功能，包括增强巨噬细胞的吞噬功能， 免疫功能，包括增强巨噬细胞的吞噬功能，增强 淋巴细胞对靶细胞的细胞毒性和天然杀伤性细胞 的功能。 的功能。