基因工程的主要成果及发展前景
基因工程的成果与发展前景
3、基因治疗
基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞 中，达到治疗疾病的目的。
取患者 骨髓
分离干 细胞
病毒
正常基因
注入患 者体内
并入正常基因 的干细胞
基因工程与农牧业、食品工业
生长快、肉质好的转基 乳汁中含有人生长激素
因鱼(中国)
的转基因牛(阿根廷)
基因工程与农牧业、食品工业
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
生物芯片
从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以 得出标准图谱。从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂 交就可以得出病变图谱。
通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的DNA 信息。
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。
基因工程与医药卫生
基因工程与医药卫生
1、基因工程药品的生产
微生物生长迅 速，容易控制，适 于大规模工业化生 产。如利用大肠杆 菌生产胰岛素、干 扰素、白细胞介 素—2等。既增加 产量，又降低成本。
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
基因工程与医药卫生
2、基因诊断
基因诊断是用放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记 的DNA分子做探针，利用DNA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。
2、环境污染治理
基因工程做成的“超级细菌”能些转基因食物含的一些物质，可 能会影响人体健康。
2、大量的转基因生物进入自然界后很 可能会与野生物种进行杂交，产生 一些超级生物，从而造成基因污染。
3、如有些作物插入抗虫基因，杀死环 境中有益的生物。
转鱼抗寒基因的番茄
基因工程与农牧业、食品工业
基因工程与农牧业、食品工业
基因工程的成果和发展前景
• 基因工程药品 —— 生长激素
治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射 生长激素。而生长激素的获得很困难。以前， 要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底 部摘取垂体，并从中提取生长激素。 现可利用基因工程方法，将人的生长激素基 因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。人 们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激 素，相当于6万具尸体的全部产量。
作业布置
《高考直通车》能力提升题1—7题
DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的
疾病进行诊断。
探针制备：放射性同位素(如32P)、荧光
分子等标记的DNA分子；
原
理：利用DNA分子杂交原理；
• DNA分子杂交原理： DNA分子杂交是基因诊断最基本的方 法之一。其基本原理是：互补的DNA单链 能够在一定条件下结合成双链，即能够进行 杂交。这种结合是特异的，即严格按照碱基 互补配对进行。因此，当用一段已知基因的 核苷酸序列作为探针，与被测基因进行接触， 若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测 基因中含有已知的基因序列。
• 基因工程为食品工业中提供了什么前景？ 基因工程为人类开辟新的食物来源。
1）鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中 表达获得成功。这表明，未来能用发酵罐 培养的大肠杆菌或酵母菌来生产人类所需 要的卵清蛋白。
2）用基因工程的方法从微生物中获得 人们所需要的糖类、脂肪和维生素等产品。
3、基因工程与环境保护 ⑴ 环境监测： 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。
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转黄瓜抗青引起过敏的转基因大豆
• 基因工程在畜牧养殖业上的应用
繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶 率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。 该过程的重要步骤是通过感染或显微注 射技术将重组DNA转移到动物受精卵中。
生物基因工程技术的发展及应用前景
生物基因工程技术的发展及应用前景随着科技的迅猛发展，生物基因工程技术也越来越受到人们的关注。
生物基因工程技术是指利用生物学、化学、物理学等知识，对生物体的基因进行操作和改变，从而达到改变其遗传性状的目的。
这种技术已经不仅仅停留在实验室中，而是开始应用于工业、医学、环保等领域，取得了一定的成就。
一、生物基因工程技术的发展1. 历史概述生物基因工程技术起源于 1972 年，当时美国的一位科学家 Stanley Cohen 和Herbert Boyer 合作成功构建了第一份重组 DNA。
从此之后，基因工程的技术不断得到提升和发展，形成了现在的生物基因工程技术。
2. 技术体系生物基因工程技术主要包含以下方面的技术：（1）基因克隆技术这是建立生物基因工程技术的基础，其核心是将目标 DNA 片段克隆到载体DNA 上，构建出重组 DNA 分子。
（2）基因转导技术基因转导技术用于将构建好的重组 DNA 分子导入到宿主细胞中，使其成为可表达特定基因的转基因生物。
（3）基因编辑技术现代基因编辑技术比前人所用的限制性酶、连锁酶和聚合酶等方法更为精准，更快速地进行 DNA 片段定位和切割。
经常被应用于基因疾病的治疗和转基因作物的产生。
二、生物基因工程技术的应用前景1. 农业领域生物基因工程技术可以使植物在短时间内快速成长，同时防治病虫害、提高植物抗逆能力、增加作物产量和改进品质等，从而满足人类粮食需求。
目前世界上已经有不少转基因作物上市，例如转基因大豆、转基因玉米等。
2. 医学领域生物基因工程技术可以用于生产基因药物，该类药物通过人体自我机制产生神经上的调整，对药物的疗效更加稳定。
例如，单抗药物治疗晚期乳腺癌等疾病，已取得了良好的效果。
3. 环保领域生物基因工程技术可以利用微生物生产丰富的有机化合物来代替合成环境药物、处理污染物、生成生物燃料等。
例如，利用基因工程合成菌株可将淀粉制品转化为生物燃料，具有未来潜力大的发展前景。
基因工程的发展现状和应用前景
基因工程的发展现状和应用前景基因工程是生物技术领域中的重要分支，通过对生物体基因的修改和调控，可以产生具有特定功能和性状的生物体。
随着科技的不断发展，基因工程正逐渐成为改变人类生活的重要力量。
下面将从基因工程的发展现状和应用前景两个方面进行介绍。
基因工程的发展现状。
随着基因测序技术的快速发展，人类对基因的认识越来越深入。
现在已经能够准确地读取和解析生物体的基因序列，从而揭示出基因在生物体发育、生长和功能表达中的重要作用。
同时，基因编辑技术的突破也为基因工程的发展提供了强大的工具。
CRISPR-Cas9技术的出现，使得基因编辑变得更加简单、快捷和精确。
这些技术的进步不仅推动了基因工程的发展，也为科学家们探索基因的奥秘提供了强大的支持。
基因工程的应用前景。
基因工程在医学领域具有巨大潜力。
通过基因编辑技术，科学家们可以修复人类遗传疾病的基因突变，为患者提供更有效的治疗方法。
例如，基因工程可以用于治疗血液病、遗传性疾病等，为患者带来新的希望。
此外，基因工程还可以应用于生物农业领域。
通过基因编辑技术，科学家们可以改良作物的抗病性、耐旱性和产量，提高农作物的质量和产量，从而解决全球粮食安全问题。
此外，基因工程还可以用于环境保护和资源利用方面，例如通过基因编辑改良微生物来处理污水和废弃物，提高能源利用效率等。
基因工程作为生物技术领域的重要分支，具有广阔的发展前景。
随着科技的不断进步，基因工程将在医学、农业和环境保护等领域发挥越来越重要的作用。
然而，基因工程的发展也面临着伦理和安全等问题，需要科学家们和社会各界共同努力，制定相应的规范和政策，确保基因工程的应用能够真正造福人类，并避免潜在的风险和问题。
相信在未来，基因工程将为人类带来更多的福祉。
基因工程技术的发展现状与未来趋势探析
基因工程技术的发展现状与未来趋势探析近年来，基因工程技术在医学、农业和环境保护等领域取得了巨大的进展。
本文将对基因工程技术的发展现状以及未来的趋势进行深入探讨。
一、基因工程技术的发展现状基因工程技术是一项能够改变生物体基因组的技术，它通过改变生物体的基因组来改变其性状和特征。
目前，基因工程技术已经在医学领域取得了显著成果。
例如，基因工程技术被用于生产重组人胰岛素，使糖尿病患者得到了有效的治疗。
此外，基因工程技术还被用于制造疫苗、药物和基因诊断工具，进一步提高了医疗水平。
在农业领域，基因工程技术被广泛应用于作物的选育和改良。
通过将耐旱、耐病、高产等基因导入作物，提高了作物的抗逆性和产量。
例如，转基因植物玉米能够抵御害虫侵袭，减少农药的使用，从而保护了生态环境。
此外，基因工程技术还被用于生物柴油的生产，使得能源更加可持续。
另外，在环境保护领域，基因工程技术为污染物的治理提供了新思路。
生物修复技术，例如利用转基因微生物来分解有害物质，被广泛应用于水体和土壤的污染治理。
这种技术不仅高效，而且能够降低成本和减少对环境的二次污染。
二、基因工程技术的未来趋势随着科学技术的不断进步，基因工程技术在未来将有更广阔的应用前景。
首先，基因修饰技术的研究将进一步加深。
目前，科学家们已经能够通过基因编辑技术CRISPR-Cas9来精确修改基因，这为治疗遗传性疾病提供了新的途径。
未来，科学家们有望通过进一步研究基因编辑技术，实现针对更多疾病的精准治疗。
其次，人类基因组学的发展将推动个性化医疗的实现。
随着人类基因组计划的完成，人类基因组的信息爆发式增长，这为个性化医疗提供了巨大的机遇。
未来，基因工程技术将被广泛应用于个体的基因组学研究，以预测和预防疾病的发生，并为患者量身定制治疗方案。
此外，基因工程技术还将在农业领域取得更大的突破。
传统农作物的培育需要花费较长时间，而基因工程技术可以大大加快这一过程。
未来，我们可以预见，基因工程技术将被广泛应用于作物的品种改良和功能培育，以满足不断增长的食品需求和环境压力。
人类基因工程技术的现状和未来前景
人类基因工程技术的现状和未来前景随着科技的不断发展，人类基因工程技术也在快速的发展。
基因工程技术是一种能够改变生物体基因序列和表达的技术，其在医学、农业、工业等领域中都有广泛的应用。
本文将从现状和未来前景两个方面来探讨人类基因工程技术的发展状况。
一、人类基因工程技术现状人类基因工程技术已经有了很多研究成果。
例如，人类基因组测序技术已经完成了对人类基因组的测序，并对人类基因组上的每一个基因进行了注释。
这为后续研究奠定了坚实的基础。
另外，人类基因编辑技术的应用也在不断推进。
以CRISPR/Cas9技术为例，它是一种高效、简便、准确的基因编辑技术，已经成功用于细胞和动物的基因编辑，并在临床试验中取得了一些初步的成果。
在医学领域方面，人类基因工程技术也得到了广泛应用。
例如，基因诊断技术已经能够对某些常见疾病的遗传风险进行描述，为病人制定个性化的治疗方案提供了依据。
此外，针对一些常见疾病的基因疗法也在不断研究中。
例如，针对遗传性脆性X综合症的基因治疗已经在实验中取得了一定的成果。
此外，人类基因工程技术在农业和工业领域也有广泛的应用。
例如，通过基因编辑技术，研发的抗虫、抗病、耐逆性等特性的作物已经被成功应用于农业生产中。
同时，基因工程技术也为新型材料、生物燃料等领域的研究提供了技术渠道。
二、人类基因工程技术未来前景尽管人类基因工程技术在上述领域中已经有了广泛的应用，但是人类基因工程技术的未来前景依然广阔。
首先，人类基因工程技术将会进一步推进医学领域的发展。
例如，针对一些罕见病的基因治疗研究已经取得了一定的进展。
另外，对于癌症等疾病的特异性治疗也是人类基因工程技术的一个重要应用方向。
其次，人类基因工程技术将会应用于更广泛的群体中。
例如，基于人类基因组的个性化药物研发将使得药物研发更加精准，为不同患者提供更为个性化的治疗方案。
同时，基于人类基因组的营养干预等研究也将为预防和治疗疾病提供新的思路和方向。
最后，人类基因工程技术将会对农业、工业等领域带来更为深入的应用。
基因工程行业发展趋势分析
基因工程行业发展趋势分析近年来，基因工程行业迅速发展，并在医学、农业、环境保护等领域取得了重要突破。
本文将对基因工程行业的发展趋势进行分析。
一、技术革新推动行业发展随着科技的进步，基因工程技术不断创新和突破，推动了基因工程行业的快速发展。
研究人员通过CRISPR-Cas9技术等方法实现基因编辑，为人类治疗疾病、改良植物品质等提供了新的手段和途径。
随着技术水平的提升，基因工程行业的应用领域将进一步扩展。
二、医学领域的应用前景广阔基因工程在医学领域有着广泛的应用前景。
个体化医疗正在兴起，基因检测和基因治疗成为了新的治疗方式。
通过分析个体基因信息，医生可以制定更加精准的治疗方案，提高治疗效果。
基因工程技术的发展将进一步推动医学领域的创新与进步。
三、农业领域的应用将提高粮食产量与品质农业是基因工程的另一个重要应用领域。
通过基因工程技术改良作物，可以提高作物的抗病虫害能力和产量，减少对化肥和农药的需求，实现农业的可持续发展。
随着全球人口的增加，农业领域对基因工程的需求将进一步增长。
四、环境保护的关键手段之一基因工程技术在环境保护领域也发挥着重要的作用。
通过改良菌种和植物基因，可以有效清除土壤和水体中的污染物，降低环境污染对生态系统的影响。
基因工程为环境保护提供了新的手段和途径，有望解决重大环境问题。
五、伦理和监管问题亟待解决随着基因工程行业的迅猛发展，涉及伦理和监管问题亟待解决。
在基因编辑和基因改良领域，如何平衡科学研究和伦理原则之间的关系是一个巨大挑战。
同时，建立健全的监管机制，保障公众健康和环境安全也是基因工程行业发展的关键。
六、人才培养是行业可持续发展的关键基因工程行业需要大量专业人才的支持，人才培养是保证行业可持续发展的关键。
政府应该加大对基因工程领域的人才培养力度，加强高等教育和科研机构的合作，培养出更多具备创新精神和实践能力的优秀人才。
七、行业监管应强化随着基因工程行业的快速发展，行业监管应当与时俱进。
基因工程发展现状及前景展望
基因工程发展现状及前景展望基因工程是一门基于现代分子生物学、遗传学、生物化学、微生物学等多个学科交叉的新兴领域。
它的出现，旨在利用现代技术手段对生物体的遗传信息进行修改、调控、修复等，以实现对生物体的治疗、改良、提高等目的。
可以说，基因工程在医学、环保、农业、工业等众多领域里都起到着至关重要的作用。
本文主要探讨基因工程的发展现状及前景展望。
一、基因工程的历史背景基因工程的发展与20世纪50年代发现DNA双螺旋结构有着密切的关系。
1961年，美国生物学家马修·梅塞尔森首次提出了“转化”概念，即将一种细胞群体转化成具遗传活性的细胞。
1969年，哈佛大学的桥助教和詹姆斯成功将病毒DNA片段移植至其它细胞。
这是基因工程的雏形。
1972年，美国生物学家卡瑞斯堪神经系统疾病问题堪神经系统疾病问题获得了基因重组方面的专利。
此后，基因工程一直处于快速发展的阶段，极大地推动了生命科学的进步。
二、基因工程的发展现状1、基因药物：基因药物是基因工程技术应用的重要领域。
它们在治疗癌症、糖尿病、慢性病等一系列疾病中起到了关键作用。
在国内外众多的研究机构里，我们可以看到许多基因药物监管、研发等相关部门的出现，这预示着基因药物领域前景广阔。
2、生物农药：生物农药是指利用微生物、植物、昆虫、真菌等自然物质或其代谢产物，控制农业害虫和病原体的农药治理方式。
它具有高效、环保、安全等优点，不会对环境造成不良影响。
随着技术的发展，生物农药的质量和效果大大提升，有望建成化肥与生物农药互补的生态农业体系。
3、基因改良：基因改良的技术在农作物中广泛应用。
通过人工干预不同品种生物的基因表达，实现农作物的抗病抗虫、质量改良、增产等方面的目的。
基因改良内容很广，目前出现了利用基因编辑技术改变亩地内的寿命，使用基因编辑技术进行人工粗控，利用基因编辑改变农用物质腐烂的速度，以及常规的基因改良等等方法。
三、基因工程的应用前景基因工程技术在人类诸多领域里的应用前景十分广泛。
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基 因 工 程 的主要 成 果
1. 基因工程与医药卫生 2. 基因工程与食品工业 3. 基因工程与农牧业 4. 基因工程与环境保护 5. 基因工程与生物能源的开发
6
基因工程与医药卫生
1、基因工程制药
我国基因工程制药实施产业化始 于上世纪80年代末期，目前基因工 程制药主要瞄准一些重大的常见疾 病，如艾滋病、癌症、糖尿病、抑 郁症、心脏病、老年性痴呆症、中 风、骨质疏松症等严重危害人类健 康并流行范围较广的病症。
重组葡激酶、抗血栓多肽、重组水蛭素组织血栓溶酶 活化蛋白（T-PA）、凝血因子Ⅷ； 转化生长因子（TGF）、白血病抑制因子（LIF）等、 毒素、单抗、受体及粘附分子
基因工程药物
（2）核酸类药物 包括DNA药物、反义RNA、RNAi药物、核
酶等。通过基因工程方法制备的药物通常是与天 然蛋白质具有相同结构和活性的重组蛋白或多肽。 这类产品多为人工设计，在生理活性、血液中稳 定性、耐热性及耐蛋白酶影响等方面性能优于天 然型蛋白质。
1994年，美国农业部（USDA）和美国食品与药品管理局 （FDA）批准第一个转基因作物产品——延熟保鲜转基因番茄 进入市场之后，大量的转基因生物作为食品进入人们的生活。
1995年，自然杂志汇集发表了人基因组全物理图，以及3号、 16号和22号人染色体的保密度物理图。
1997年，中国科学院国家基因研究中心以洪国藩教授为首的科 学家小组，在世界上首次成功构建了高分辨率的水稻基因组物 理图；英国爱丁堡罗斯林研究院首次克隆成功多莉羊，引起世 界轰动。
1973年，美国斯坦福大学和旧金山大学Coken和Boyer两位 科学家成功地进行了DNA分子重组试验，揭开了基因工程 发展的序幕。
1975年，F.Sanger以及A.Maxam和W.Gilbert发明了快速的 DNA序列测定技术。
1977年，第一个全长5387bp的噬菌体φX174基因组测定完 成。
1978年，首次实现了通过大肠杆菌生产由人工合成基因表 达的人脑激素和人胰岛素。
1981年，R.D.Palmiter和R.L.Brinster成功获得第一个转 基因小鼠；A.c.Spradling和G.M.Rubin培育出转基因果蝇。
1982年，第一个由基因工程菌生产的药物——胰岛素，在 4 美国和英国获准使用。
基因工程的发展简史
1984年，Bevan报告了从粪链球菌中提取的基因植入烟草（N icotina plum bag inifolia）的基因组，开创了转基因生物时代。
1988年，J.D.watson出任“人类基因组计划”首席科学家，协 调举世瞩目的人类基因组测序工作的进行。
1989年，我国首个基因工程药物IFN-aI 1989年经卫生部批准获 新药证书。
7
基因工程制药的技术路线
基因工程细菌发酵制药 基因工程动物细胞培养制药 转基因动物生物反应器制药 转基因植物生物反应器制药
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基因工程与医药卫生
基因工程制药的主要流程：
获得目的基因（DNA特定片段）→ 选择基因的合适运载体（另一种DNA分 子）组建重组质粒→（将重组DNA引入 细菌或动植物细胞并使其增殖）构建工 程菌（或细胞）→培养工程菌→（蛋白 质、多肽、酶、激素、疫苗、细胞生长 因子及单克隆抗体等）产物分离纯化→ 除菌过滤→半成品检定→成品检定→包 9 装。
13
基因诊断
应用基因工程诊断疾病即基因诊 断，又称DNA诊断，是利用DNA重组 技术，直接从DNA水平来检测人类疾 病的新的诊断手段。
14
基因诊断
（1）基因诊断遗传疾病，人体基因组的类型早在受精 卵开始时就已形成，因此在人体发育的任何时期，只要获 得受检者的基因DNA，应用恰当的DNA分析技术，便能鉴 定出缺陷的基因。
主要内容
基因工程概述 基因工程的发展简史 基因工程的主要成果 基因工程的发展前景
1
基因工程的定义
基因工程（genetic engineering）技 术是指按照预先设计好的蓝图，利用现 代分子生物学技术，特别是酶学技术， 对遗传物质DNA直接竞相体外重组操 作与改造，将一种生物（供体）的基因 转移到另外一种生物（受体）中去，从 而实现受体生物的定向改造与改良。
基因工程药物
（1）重组蛋白质或多肽类药物
分类 细胞因子
蛋白质激素 溶血Leabharlann 药物 其他10品种代表
1、集落刺激因子（CSF）：GM-CSF、G-CSF 2、干细胞因子（SCF） 3、肿瘤坏死因子（TNF） 4、白细胞介素（IL） 5、干扰素（IFN） 6、促红细胞生成素（EPO）等 人胰岛素、胰高血糖素、人生长激素降钙素、生长激 素
例如α-地中海贫血的Bart’s综合征是由于编码α-珠蛋白 的α1和α2基因缺失引起的，应用聚合酶链式反应-等位基因 寡核苷酸（PCR-ASO）技术，可以判断是否患有该病；镰 刀型细胞贫血症患者珠蛋白Bs基因第6个密码子突变，可以 应用限制酶MstⅡ识别法予以诊断；通过限制性片段长度多 态（RFLP）的连锁分析，可推测一个家庭成员和胎儿是否 携带有遗传病，这一技术已成功应用于地中海贫血病、苯 丙酮尿症等多种遗传病的基因诊断。
2
①
3
基因工程的基本程序
①从细胞中分 离出DNA
③
②
④
②限制酶截取 DNA片断
③分离大肠杆 菌中的质粒
⑤ ⑥
④ DNA重组
⑤用重组质粒 转化大肠杆菌
⑥培养大肠杆菌 克隆大量基因
基因工程的发展简史
1972年，以H.Boyer，P.Berg等人为代表的一批美国科学家 发展了关于重组DNA技术。并于1972年得到了第一个重组 的DNA分子，1973年完成头一个细菌基因的克隆。
我国目前已有乳铁蛋白、白蛋白、凝血因子等进入 临床试验阶段。在上海奉贤的奉新动物试验场，转基因 羊的乳汁中已有了治疗B型血友病的凝血因子Ⅸ，研究 工作正在顺利展开。
12
基因工程与医药卫生
2、基因工程在医学临床上的应用主要包括基因 诊断和基因治疗。它们为人类及时、有效治 疗恶性肿瘤和心血管等重大疾病和防治肝炎、 艾滋病等大规模流行病带来希望。
11
基因工程与医药卫生
在转基因动物制药方面，普遍认为乳腺是最佳“厂 址”，因为乳汁不会进入体内循环，不会影响转基因动 物本身的新陈代谢，而且从转基因动物乳汁中提取蛋白， 产量高、生物活性稳定。
英国罗斯林研究所研制成功的转基因羊的乳汁中含 有可治疗肺气肿病的抗胰蛋白酶；荷兰的PHP公司用转 基因牛生产具有抗菌作用的乳铁蛋白。