基因工程基本概念与基本原理

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1、第十一章基因工程基本概念和基本原理第二节、基因工程的基本概念第三节、基因工程的基本原理第一节、基因工程的成果和发展前景1第一节基因工程的成果和发展前景一、基因工程与医药卫生二、基因工程与农牧业、食品工业三、基因工程与环境保护2一、　引　言（一）历史1917：提出1953：基因的奠基人－詹姆斯.沃森和弗朗西斯.克里克，他们发现DNA的双螺旋结构。－－DNA之父。DNA之母：罗莎琳德.富兰克林，她用X射线衍射DNA晶体得到了影像，从而分辨出这种分子的维度、角度和形状；她发现DNA是螺旋结构，至少两股，其化学“信息”面向进里面。1973：第一个成功的克隆转化实验，

2、第一个有目的的基因重组实验，是现代生物技术的标志。1997：英培育出世界上第一例体细胞克隆动物“多莉”羊，2003年2月14日去世。1998：日本培育出体细胞克隆动物8头牛犊。3一、　引　言2000：果蝇的基因组图谱绘制完成；人类基因组图谱的绘制工作完成。2002：疟原虫、按蚊的基因组图谱完成；完成水稻、小鼠的基因组图谱。2003：意大利培育出第一匹克隆马，人类基因组序列基本完成。42005年：全球首只克隆狗在韩国公开露面一、　引　言“斯纳皮”与“父母”5DNA的双螺旋结构世界首只克隆羊“多莉”一、　引　言6一、基因工程与医药卫生基因工程药品的生产许多药品的

3、生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。7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。胰岛素分子结构8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

4、其价格降低了30%-50%!胰岛素生产车间9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。干扰素生产车间干扰素分子结构10基因工程干扰素(二）基因工程人干扰素α-2b（安达芬）是我国第一个全国产化基因工程人干扰素α-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。11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

5、高人类的健康水平发挥了重大的作用。人造血液及其生产12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。我国研究人员正在制备用于基因治疗的基因工程细胞13SCID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。SCID患者生存在无菌环境中14基因治疗SC

6、ID的过程15二、基因工程与农牧业、食品工业运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。16转基因鱼生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)17转基因牛乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)18转黄瓜抗青枯病基因的甜椒19转鱼抗寒基因的番茄20转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯21不会引起过敏的转基因大豆22超级动物导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠23特殊动物导入人基因具特殊用途的猪和小鼠24三、基因工程与环境保护基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。1t水中只有1

7、0个病毒也能被DNA探针检测出来基因工程在环境监测上的应用25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。基因工程在环境监测上的应用地衣苔藓26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。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“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。27四、基因工程的基本形式第二节、基因工程的基本概念三、重组DNA技术与基因工程的基本用途二、基因工程的基本定义一

8、、重组DNA技术的基本定义28一、重组DNA技术的基