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1、Life Science Life Science 瞳 祈 绎 雌 玫 古 挥 慈 逝 矿 俯 嘴 颐 痹 调 斑 享 褐 宽 淄 神 咏 驴 畸 挣 福 帘 屋 典 窒 兄 褐 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第八讲 基因工程 螟 幼 爵 然 洪 皆 梁 正 肄 疗 忻 孙 钩 肋 倾 村 辟 八 哦 试 品 叁 振 犬 浙 汪 射 瞳 功 警 铭 嗽 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 学习目标 1、掌握基因工程的原理和过程 2、了解基因工程在工农业、医药卫
2、生等的 应用 3、了解基因工程产品和食品的可能潜在风 险 4、了解生物制药的原理和方法 5、了解药物基因组学的内容 嘶 办 酸 弹 苯 富 谁 疽 舜 商 匡 积 罗 岩 烽 娇 惮 凰 踌 陈 颂 邵 奉 匝 憾 趟 谴 埋 注 剑 役 指 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 一、基因工程的概念 genetic engineering 定义： 又称为重组DNA技术，指将某些特定的基 因或DNA片断，通过载体或其它手段送入受体 细胞，使它们在受体细胞中增殖并表达的一种 遗传学操作。 目的: 是生产出符合人类需要的产品
3、或创造出生 物的新性状，并能稳定遗传。 梧 铺 与 踩 咙 瘦 确 飘 夷 执 奥 蕾 尹 谢 猴 帝 嗓 啼 坍 峪 陵 夕 羽 曹 塘 恭 菊 颓 蝴 弱 诅 敦 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 基因工程的概念 重要特征： 1、可把来自任何生物的基因转移到与其毫 无关系的任何其他受体细胞中，可以任意改造 生物的遗传特性，创造出生物的新性状 2、某一段DNA可在受体细胞内进行复制， 为制备大量纯化的DNA片段提供了可能 瞩 抵 姻 留 椿 西 愤 宪 途 蝴 掺 跳 嗜 娄 娄 抹 哪 式 死 拭 项 骄 猎
4、世 广 挥 峻 阀 洞 陨 聊 力 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 基因工程的概念 应用价值： 1、工业中的应用 2、在医学中的应用 3、农林牧渔业中的应用 4、生命科学基础理论研究 厢 李 滋 涨 属 贩 魄 毛 维 谚 消 绦 焚 滴 炼 郧 炕 沛 达 芥 悟 油 宣 拈 天 丝 胚 豁 昨 膳 舅 浊 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 二、基因工程技术路线 1、DNA片段的取得（目 的基因的分离和制备） 2、DNA片段和载体的
5、连 接重组体DNA 3、外源DNA片段引入受 体细胞基因克隆和基因 文库 4、选择基因（目的基因 ） 5、目的基因表达 切 接 转 选 表达 寿 娘 和 凛 尊 炎 吾 悦 枪 汪 值 晨 音 赶 已 槽 痞 娇 疥 铀 华 枣 盈 菊 洱 嵌 鸽 巧 某 置 葫 瓮 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science （一）DNA片段的获得 1、从基因所在的生物体直接取得 限制性内切酶（restriction enzymes） 2、人工合成DNA片段（DNA合成仪） 3、PCR反应合成DNA 4、 mRNA反转录成cDNA 5、用
6、机械的方法 超声波、 更 答 绷 脉 伪 搐 磐 永 剁 拎 入 涟 重 莹 蚁 土 饲 砸 烤 羌 册 抢 灰 丸 诧 匆 淬 瞪 霹 铀 聊 惫 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 粘性末端、平整末端 200多种限制性内切酶，切点各不相同 诛 君 寝 亲 彰 葬 决 孪 匝 服 粹 桥 锌 喀 烦 爹 茄 噎 雹 危 舀 冬 孟 盾 梢 锹 那 坪 果 逗 灰 跨 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science （二）DNA片段和载体的连接 重组体
7、DNA 载体：细菌中的质粒、温和噬菌体 重组体DNA：载体DNA+引入的DNA 粘性末端 平整末端 连接酶 陵 江 颇 震 董 撒 藩 由 耶 埃 康 哈 禾 兹 拉 厌 煽 匝 坟 丰 庸 钧 撤 故 蔡 墙 劲 拥 帕 荧 啃 坤 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 钢 峭 河 憋 荔 沽 丰 坑 肠 确 厅 观 槽 拎 蚁 栓 蔷 初 晚 膛 颐 日 掌 潦 角 梨 症 曳 近 垒 陈 昨 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science （三）重
8、组体DNA引入受体细胞 受体:大肠杆菌、真核细胞 转基因动物（transgenic animals）： 接受了外源基因，发生了性状改变的动物 克隆（clones）、无性繁殖系: 基因文库（gene library） 击 候 访 购 掷 惮 一 樱 乖 葵 庞 价 箩 纂 台 幻 芽 吮 置 光 附 荆 隅 靖 埋 绎 堤 苗 寝 佬 科 企 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 汛 扳 阶 半 竞 闰 悸 龄 泡 紧 震 黎 脉 挟 醒 防 既 葬 掂 钢 株 寅 蜂 疮 胃 眼 若 琵 懈 甘 误 醉 第 八 讲 道
9、 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science （四）选择基因 分子杂交（molecular hybridization） ：基因序列 遗传学方法：性能 免疫学方法：蛋白质 探针（probes）:根据所需基因的核苷酸顺 序制成一段与之互补的核苷酸短链，并用同位素 标记 合成，蛋白质核苷酸顺序 mRNAcDNA 原位分子杂交 遍 挥 蠕 豺 监 头 芳 豌 藉 框 柑 鼓 养 墙 昼 柬 瓮 砖 骂 舒 息 潘 谭 平 糟 掇 扳 手 坯 诉 佃 哉 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Lif
10、e Science 澈 捧 羚 邱 灵 辕 咨 畦 线 恐 收 褪 喻 芋 妈 些 小 吟 兜 挞 数 奉 峙 奥 颂 湿 们 酚 奴 把 毅 类 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science （五）目的基因的表达 目的基因在插入载体后，在其编 码顺序的5端有能被受体细胞识别的 启动基因顺序及能和核糖体结合的 顺序。则该目的基因就可以表达， 从而使是因工程得以实现。 诀 娩 惠 剐 厕 巢 贞 韶 亢 糠 寝 笑 仙 圃 谍 趣 袋 踌 物 昂 逻 敲 任 设 邯 获 具 帚 瓷 则 斥 卡 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因
11、 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 基因工程技术路线2 藏 锅 咆 滋 绽 翠 性 论 仿 期 才 帖 了 掂 檀 扑 读 梳 畦 兆 涨 贤 考 乳 绦 反 痹 冕 踊 茅 辆 捂 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 三、应用 生命科学基础理论研究中的应用 农林牧副渔中的应用 工业中的应用 在医学中的应用 提 败 洼 答 骂 嘘 鼻 曹 祝 祖 拭 梢 骗 怠 珠 证 辨 威 僵 白 继 起 弄 夹 草 碟 哮 堵 蚕 迟 末 余 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工
12、程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science （一）在基础研究中的应用 几乎在所有生命科学分支学科中得到应用 谊 徒 甩 祸 逼 鲁 嘘 咨 雄 挚 伞 公 悄 震 扒 驳 求 族 劲 选 径 张 蔓 藕 嫩 硝 嫡 瘪 袍 徒 词 盂 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science DNA computation Molecular Computation by DNA Hairpin Formation, by Kensaku Sakamoto, et al（ 2000） DNA-Based Co
13、mputer Takes Aim at Genes Dennis Normile（2002） 虹 兔 塑 札 驯 们 绝 毒 闯 奸 侈 椽 然 轴 肌 玫 乐 和 耳 丁 澎 贮 桐 氰 别 绒 杖 促 绍 纹 识 署 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science （二）在农业上的应用 1.增加农作物产品的营养价值，如：增加种子、块 茎的蛋白质含量，改变植物蛋白的必需氨基酸比例等 。 2.提高农作物抗逆性能如：抗病虫害、抗旱、抗涝 、抗除草剂等性能。 3.提高光合作用效率将是提高农作物产量的一个有 效方法。 4.生物固氮的基
14、因工程。若能把禾谷等非豆科植物 转变为能同根瘤菌共生，或具固氮能力，将代替无数 个氮肥厂。 5.增加植物次生代谢产物产率。植物次生代谢产物 构成全世界药物原料的 25% ，如治疗疟疾的奎宁、治 疗白血病的长春新碱、治疗高血压的东莨菪碱、作为 麻醉剂的吗啡等。 6.运用转基因动物的技术，可培育畜牧业新品种。 7.其它。 辗 舅 鬃 辑 嘲 烯 貌 彻 扁 批 洋 经 舒 尽 盲 膊 而 这 挚 仿 熏 名 岔 里 趴 澳 云 魔 叶 戏 杭 胜 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 趣 砚 颠 裴 莱 色 快 锯 一 抒
15、 功 澎 炕 逛 商 卵 抛 找 撬 仙 民 牺 他 绅 界 耗 拟 讨 膜 简 理 阐 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science （三）在工业中的应用 啤酒酿造 白酒和黄酒的酿造和酒精生产 干酪 “吃油”工程菌 纤维素酶 扫 石 漾 浊 疗 塘 摆 柞 樊 际 晴 菠 旗 友 唱 廖 子 赡 搔 伯 尚 后 站 喜 赚 褐 雕 贼 败 牵 菜 纠 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science （四）在医学中的应用 1.基因工程用于生产蛋白质类药物 治疗糖
16、尿病的胰岛素，是一种 51 个氨基酸残基组 成的蛋白质 1982 年美国 EliLilly 公司推出基因工程制造的人 胰岛素，商品名为(Humulin)。 干扰素用于治疗肝炎等病毒感染性疾病，有良好 疗效。 1 升发酵液中所得的干扰素相当于过去从 1000 升 人血中所得。生产成本也大为降低。 目前用基因工程生产的蛋白质药物已达数十种， 许多以前本不可能大量生产的生长因子，凝血因子等 蛋白质药物，现在用基因工程办法便可能大量生产。 钒 昔 俏 谢 镜 纠 距 宿 服 绞 锄 粗 榴 歧 喀 谎 库 块 烧 因 痊 垮 室 舆 昏 陋 庇 训 辈 铃 驭 咏 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因
17、工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 振 辙 祸 佰 堤 邀 破 憎 尊 萝 瘸 民 爷 吞 惮 赵 龚 徐 嵌 灸 物 罩 蓑 奢 貉 危 歉 隋 京 檄 酚 茫 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 铡 芍 打 袁 万 晰 妒 弃 锡 骄 谗 均 础 哥 剃 瑰 此 霍 困 骗 塌 耪 粕 而 场 挪 肪 并 赦 莲 时 历 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 正在开发的350种生物技术药物中，1/
18、3 以上用于肿瘤，其中有30种用于黑素瘤，20种 用于结直肠癌，13种用于乳腺癌，13种用于前 列腺癌。 正在开发的疫苗有77种，用于预防或治 疗HIV感染、AIDS、结直肠癌、胰腺癌、乳腺 癌、肺癌、结肠癌、前列腺癌、多发性硬化、 中风。 正在开发的生物技术药物中，有29种用 于HIV感染、AIDS和AIDS相关疾病；19种用 于自身免疫性疾病，其中11种用于类风湿性关 节炎、3种用于狼疮；8种用于血液疾病，其中 4种用于血友病，一种用于镰形细胞性贫血。 堡 雏 损 言 含 削 采 辆 享 唬 替 适 芭 司 原 烽 恍 甲 苦 踩 烘 嵌 应 舍 字 埠 懒 拷 据 旨 兑 森 第 八 讲
19、 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 2.基因工程用于疫苗生产 常用的制备疫苗的方法，一种是弱毒活疫苗，一 种是死疫苗。两种疫苗各有自身的弱点。活疫苗隐含 着感染的危险性。死疫苗免疫活性不高，需加大注射 量或多次接种。 利用基因工程制备重组亚基疫苗，可以克服上述 缺点，亚基疫苗指只含有病原物的一个或几个抗原成 分，不含病原物遗传信息。重组亚基疫苗就是用基因 工程方法，把编码抗原蛋白质的基因重组到载体上去 ，再送入细菌细胞或其他细胞中区大量生产。这样得 到的亚基疫苗往往效价很高，但决无感染毒性等危险 。 在酵母中表达乙型肝炎表面抗
20、原 HBsAg 产量可达 每升 2.5mg ，已于 1984 年问世。 基因工程生产疫苗有良好的发展前景。 沤 涛 乾 界 末 娱 棍 二 抹 岗 决 政 咖 料 练 反 谨 逼 弹 箔 贰 男 诀 檬 贞 泉 紧 售 藉 骋 孙 蓟 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 3. 基因工程用于基因治疗 人体基因的缺失，导致一些遗传疾病，应 用基因工程技术使缺失的基因归还人体，达到 治疗的目的，已成为基因工程在医学方面应用 的又一重要内容。 余 量 予 衣 抱 缆 渴 赏 渠 妻 醛 铀 喝 鼻 惨 亮 朔 柔 茂 瓢 蘸
21、 补 陆 铬 驰 这 晦 熟 悬 蔡 淌 幌 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 克隆羊试验成功打开了广泛应用的大门 1/ 蛋白质肽类药物的生产 2/ 器官移植 3/ 挽救珍稀濒危动物 4/ 良种牲畜的繁育 5/ 用于研究的动物模型的建立 克隆技术所带来的挑战 迟 照 蛊 尖 貌 点 科 柴 揭 卯 贬 荤 莉 唁 批 从 滤 彝 茵 黔 苯 渝 弘 送 而 凿 行 扒 汲 的 谱 队 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 四、负面效应 1、
22、伦理 2、不可预见性危害 靴 自 篷 冷 茫 味 泼 汀 园 器 圈 酣 技 妈 毗 辙 瘸 割 蚁 瘩 砸 抢 闲 阳 官 组 付 祖 削 悍 窟 肺 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 五、药物开发 （一）药物作用机制 （二）药物基因组学 超 饶 鄂 肚 蹭 皑 馒 混 伦 涅 撰 僚 干 兵 跪 赂 姜 惯 油 屠 霖 涡 辊 捡 商 享 捣 名 说 跺 叶 凡 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science (一)药物作用机制 1理化反应 2参
23、与或干扰细胞代谢 3影响生理物质转运 4对酶的影响 5作用于细胞膜的离子通道 6影响核酸代谢 7影响免疫机制 8受体 礁 腮 系 畴 销 智 绸 邵 燕 脚 缺 常 循 圭 灰 遇 浇 驳 劫 眉 琵 床 芹 吾 知 率 葱 庄 敦 侈 拙 墓 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 Life Science 思考？ 1、基因工程技术的发展给人类带来的影响 ？ 2、基因工程技术在应用中存在的主要问题 ？ 3、基因工程技术的发展方向？ 作业： 1、基因工程的基本过程？ 2、获取目的基因的方法？ 3、DNA片段如何与载体连接? 珠 押 溢 昨 为 昨 撤 硕 陈 羡 刨 义 揍 未 符 窘 邮 磨 捶 扎 需 扑 嗣 玩 谷 肌 寺 用 垣 画 祖 添 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程 第 八 讲 道 客 巴 巴 基 因 工 程