现代生物技术【优制材料】

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1、现代生物技术与人类现代生物技术与人类健康健康1相关知识第一节 现代生物技术发展趋势2相关知识人类文明发展的三次技术革命人类文明发展的三次技术革命生物技术革命生物技术革命2121世纪：世纪：创造生命创造生命 ！信息革命信息革命2020世纪：世纪：解放大脑解放大脑工业革命工业革命1919世纪：世纪：解放双手解放双手 3相关知识传统生物技术传统生物技术 传统生物技术主要是通过传统生物技术主要是通过微生物微生物的初级发酵生的初级发酵生产商品。产商品。上游处理过程发酵和转化下游处理过程4相关知识现代生物技术现代生物技术 DNA DNA重组技术重组技术的发展改变了生物技术的本质的发展改变了生物技术的本质，

2、现代生物技术应运而生。，现代生物技术应运而生。现代生物技术生命科学工程技术其他相关学科5相关知识( (一一) ) 基因工程基因工程1. 1. 对象对象: : 在核酸分子在核酸分子 (DNA(DNA或或RNA) RNA) 或基因上操作。或基因上操作。2. 2. 定义定义: : 在体外对在体外对DNADNA进行切割、拼接进行切割、拼接, , 使遗传物质重使遗传物质重新组合新组合, , 经载体转移到细胞中扩增表达经载体转移到细胞中扩增表达, , 获得人获得人类所需产品类所需产品, , 或组建新生物类型的技术。或组建新生物类型的技术。6相关知识 目的基因目的基因基因载体基因载体重组体重组体分切接转筛表

3、基基本本技技术术路路线线7相关知识8相关知识9相关知识基因工程胰岛素基因工程胰岛素n胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来依靠从猪、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。胰胰胰胰岛岛岛岛素素素素分分分分子子子子结结结结构构构构10相关知识n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%!胰胰岛岛素素生生产产车车间间11相关知识( (二二) )细胞工程细胞工程 1.1.对象对象: : 细胞细胞, , 在细胞水平上实现基因转移或改变生

4、在细胞水平上实现基因转移或改变生物学性状。物学性状。细胞工程包括：细胞工程包括： 细胞融合技术细胞融合技术 工程细胞移植工程细胞移植, , 即有目的地改造细胞即有目的地改造细胞 遗传特性后遗传特性后, , 植入机体。植入机体。 细胞折合细胞折合, , 染色体导入及细胞器导入技术染色体导入及细胞器导入技术, , 胚胎细胞植入。胚胎细胞植入。12相关知识操作对象细胞细胞 培养、增殖、改造细胞操作环节新性状新产品细胞或其组成部分和构成的组织、器官等如染色体、细胞核、原生质体、整个细胞、受精卵、胚胎、组织或器官细胞工程细胞工程13相关知识细胞工程细胞工程授体基因授体基因(大肠杆菌大肠杆菌)(干扰素基因

5、干扰素基因)受体基因受体基因重组基因重组基因植入受体细胞核植入受体细胞核(大肠杆菌，酵母菌大肠杆菌，酵母菌)发酵发酵分离分离 生物药剂生物药剂（干扰素、胰岛素等）（干扰素、胰岛素等）废液废液14相关知识15相关知识 ( (三三) ) 酶工程酶工程 1.1.对象对象: : 酶分子修饰、生产应用和酶的固定化酶分子修饰、生产应用和酶的固定化16相关知识操作对象 酶酶 酶的固定化、分离纯化、酶的改造操作环节酶制剂由生物活细胞由生物活细胞产生的生物催产生的生物催化剂化剂酶工程酶工程17相关知识18相关知识( (四四) ) 发酵工程发酵工程 1.1.对象对象: : 微生物微生物, , 在常规发酵工艺上发展

6、而成。有时也称微生物在常规发酵工艺上发展而成。有时也称微生物工程。工程。2. 2. 定义定义: : 利用微生物特定性状（生长快、培养简单和代利用微生物特定性状（生长快、培养简单和代谢过程特殊等）谢过程特殊等）, , 通过现代化工程技术通过现代化工程技术, , 快速、快速、连续生产人类所需物质的技术。连续生产人类所需物质的技术。19相关知识操作对象 微生物微生物 发酵培养发酵培养操作环节产品产品产物产物真菌、细菌、真菌、细菌、放线菌等放线菌等发酵工程发酵工程20相关知识 ( (五五) ) 蛋白质工程蛋白质工程 1.1.对象对象: : 基因序列基因序列DNADNA分子中改造分子中改造, , 最终导

7、致最终导致蛋白分子氨基酸序列改变。蛋白分子氨基酸序列改变。21相关知识操作对象 蛋白质蛋白质 对应基因的修饰和合成操作环节蛋白质定向蛋白质定向改造改造DNARNA 蛋白质蛋白质蛋白质工程蛋白质工程具有优良特具有优良特性的蛋白质性的蛋白质分子分子22相关知识生物技术的发展n转基因技术n基因组技术23相关知识1.1.转转基因技术基因技术24相关知识转基因动物研究与应用方向转基因动物研究与应用方向 提高生长速率提高生长速率提高生长速率提高生长速率异种器官移植异种器官移植异种器官移植异种器官移植 减少排污减少排污减少排污减少排污 生物反应器生物反应器生物反应器生物反应器 改善肉质成份改善肉质成份改善肉

8、质成份改善肉质成份提高抗病能力提高抗病能力提高抗病能力提高抗病能力医学疾病模型医学疾病模型医学疾病模型医学疾病模型 提高瘦肉率提高瘦肉率提高瘦肉率提高瘦肉率 生物材料生产生物材料生产生物材料生产生物材料生产改善奶品质改善奶品质改善奶品质改善奶品质25相关知识转基因动物转基因动物转基因动物：转基因动物：是指人类按照自己的意愿有目的、有计划、有根据、有预见地将外源基因导入动物细胞内，通过与染色体基因组进行稳定的整合，将生物性状传递给后代动物。转基因动物的应用转基因动物的应用利用转基因动物改良动物品种利用转基因动物改良动物品种转基因动物作为生物反应器转基因动物作为生物反应器转基因动物筛选药物转基因动

9、物筛选药物26相关知识27相关知识转转基基因因小小鼠鼠28相关知识动物改良培养出超级动物美研究小组培育出超凡嗅觉能力的转基因鼠美研究小组培育出超凡嗅觉能力的转基因鼠29相关知识转基因鱼转基因鱼生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)转基因转基因鲑鱼鲑鱼30相关知识含有荧光水母基因的小猪含有荧光水母基因的小猪美国密苏里大学最近通过克隆技术美国密苏里大学最近通过克隆技术培育出四只含有荧光水母基因的小猪。培育出四只含有荧光水母基因的小猪。左为荧光小猪，右为正常小猪左为荧光小猪，右为正常小猪悠游的奇幻精灵悠游的奇幻精灵水母水母 31相关知识观赏荧光鱼32相关知识转基因荧光鼠33相关知识生物反应器n

10、一般把目的片段在器官或组织中表达的转基因动物叫动物生物反应器，几乎任何有生命的器官、组织或其中一部分都可经过人为驯化为生物反应器，从生产的角度考虑，生物反应器选择的组织和器官要方便产物的获得，例如，乳腺、膀胱、血液等34相关知识n乳腺生物反应器：乳腺生物反应器：就是通过基因转移就是通过基因转移技术，将外源基因技术，将外源基因导入动物体内，通导入动物体内，通过乳腺特异启动子过乳腺特异启动子的控制，获得乳腺的控制，获得乳腺生产外源蛋白质的生产外源蛋白质的转基因动物。转基因动物。35相关知识转基因山羊活动的制药厂转基因山羊活动的制药厂 n工作人员从转工作人员从转基因山羊身上基因山羊身上挤出了羊奶。挤

11、出了羊奶。在貌似平凡的在貌似平凡的羊奶中，含有羊奶中，含有价值不菲的药价值不菲的药用蛋白质用蛋白质 36相关知识转基因牛转基因牛乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)37相关知识从转基因羊的羊奶中提取从转基因羊的羊奶中提取出治疗心脏病的药物出治疗心脏病的药物tPAtPA38相关知识转基因技术还可以生产出人的器官 n实验室的科学家们实验室的科学家们已经成功研究出人已经成功研究出人工心脏，并且运用工心脏，并且运用胚胎干细胞成功培胚胎干细胞成功培育出了肝脏、大脑、育出了肝脏、大脑、软骨、鼻子等人体软骨、鼻子等人体器官。只要一切条器官。只要一切条件适合，他们可以件适合，他们可以培育出任何人体组培育出

12、任何人体组织。织。39相关知识 1997年年2月，英国罗月，英国罗斯林研究所的胚胎学家伊斯林研究所的胚胎学家伊恩恩维尔穆特博士宣布他维尔穆特博士宣布他用一只用一只6岁母羊的乳腺细岁母羊的乳腺细胞与去核羊的卵母细胞融胞与去核羊的卵母细胞融合，这一卵细胞经诱导形合，这一卵细胞经诱导形成胚胎，然后移入母羊子成胚胎，然后移入母羊子宫内，结果产下宫内，结果产下6岁母羊岁母羊的复制品的复制品“多莉多莉”。 克隆羊克隆羊“多莉多莉”和它生下的小羊和它生下的小羊40相关知识 体细胞克隆羊与克隆鼠诞生后，科学家就计划克隆猪。猪易于繁殖，而且其器官在大小和功能上与人体器官较为接近，为成千上万等待器官移植的病人带来

13、希望。首批体细胞克隆猪共5只，出生于2000年3月5日。 41相关知识抗病、抗虫、抗逆作物抗病、抗虫、抗逆作物n基因工程为培育抗病虫的作物提供了新的手段目前，已经获得的转基因抗虫农作物包括烟草、番茄、马铃薯、棉花、玉米等n在抗逆境育种上的应用为克服干旱、盐碱等提供新思路美国斯坦福大学把仙人掌基因导入小麦、大豆等作物，育成抗旱、抗逆的新品种。我国已克隆了耐盐碱相关基因， 通过遗传转化已获得了耐盐烟草、 水稻、西红柿、草莓等。 42相关知识抗除草剂作物抗除草剂作物43相关知识不会引起过敏的转基因大豆不会引起过敏的转基因大豆44相关知识转基因抗虫番茄转基因抗虫番茄45相关知识普通棉花普通棉花 转兔毛

14、基因棉花转兔毛基因棉花46相关知识彩色马蹄莲47相关知识蓝色玫瑰一直是人类美丽的梦想蓝色玫瑰一直是人类美丽的梦想基因工程正在将它变为现实基因工程正在将它变为现实48相关知识 “转基因与生物武器转基因与生物武器”o转基因技术蕴含着的一些特殊性技术，比如转基因技术蕴含着的一些特殊性技术，比如“启动开关启动开关”技术（现在已技术（现在已经用到植物上了），一旦用到动物身上，就很容易演变成生物武器。经用到植物上了），一旦用到动物身上，就很容易演变成生物武器。o因此因此, ,我们不仅需要关注转基因技术在民用领域的应用，同时也要关注国我们不仅需要关注转基因技术在民用领域的应用，同时也要关注国外转基因技术在军

15、事领域的应用，要警惕国外运用转基因技术来制造生外转基因技术在军事领域的应用，要警惕国外运用转基因技术来制造生物武器。物武器。 -文化学者刘仰文化学者刘仰 49相关知识染色体染色体DNADNA3030亿对核苷酸亿对核苷酸基因基因 功能功能？ 1990 1990年启动，共计六个国家年启动，共计六个国家1616个基因组中心个基因组中心参与中国承担参与中国承担3 3号染色体约号染色体约30003000万万bpbp的测序，约占整的测序，约占整个计划的个计划的1%1%。“读出读出” 碱基测序碱基测序(2000(2000年年6 6月月) )“读懂读懂” 基因的功能基因的功能农业基因组计划农业基因组计划2.2

16、.基因组学技术基因组学技术50相关知识人类的染色体组人类的染色体组51相关知识已完成测序工作的生物已完成测序工作的生物52相关知识第二节第二节 现代生物技术的应用现代生物技术的应用53相关知识为解决人类面临的重大问题提供新途径为解决人类面临的重大问题提供新途径, , 带来了希望带来了希望 ： 人口问题人口问题: : A) A) 节育节育: : 药、疫苗药、疫苗, , B) B)优生优生: : 遗传病基因治疗。遗传病基因治疗。 粮食问题粮食问题: : 绿色革命绿色革命, ,高产、优质、抗病新品种高产、优质、抗病新品种 , , 单细胞蛋白单细胞蛋白, , 农药、肥料。农药、肥料。54相关知识 能源

17、、资源问题能源、资源问题: : 生物电池、光合菌、乙醇生物电池、光合菌、乙醇生产、石油采集菌、生物冶炼。生产、石油采集菌、生物冶炼。 环境污染环境污染: : 石油、污水石油、污水, , 有害金属污染有害金属污染, , 特特嗜菌的构建。嗜菌的构建。 医疗保健医疗保健: : 抗衰老、防治心血管病、疟疾、抗衰老、防治心血管病、疟疾、传染病、遗传病传染病、遗传病( (见下见下) )。 战争等灾害：生物战剂、生物恐怖。战争等灾害：生物战剂、生物恐怖。55相关知识1. 1. 疾病诊断疾病诊断 分子水平的诊断向更特异、敏感、分子水平的诊断向更特异、敏感、 快速、简单、稳定方向发展。如快速、简单、稳定方向发展

18、。如: : McAb McAb运用运用: ELISA: ELISA、IFAIFA、ELAELA、 RIARIA、蛋白质免疫诊断。、蛋白质免疫诊断。 核酸水平本质上诊断核酸水平本质上诊断: REA: REA、RFLPRFLP、 核酸杂交、核酸杂交、PCRPCR。 新仪器新仪器: : 生物传感器、成像系统、生物传感器、成像系统、 监护康复系统等。监护康复系统等。56相关知识基因诊断基因诊断n运用基因工程技术，设计制造“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒性流行病及某些严重遗传疾病，不但准确而且迅速。我国研究人员正在制备用于我国研究人员正在制备用于基因治疗的基因工程细胞基因治疗的基因工程细胞57相关知识2

19、. 2. 基因治疗基因治疗 从基因水平上对疾病基因进行修复、替从基因水平上对疾病基因进行修复、替 代。如基因工程构建病毒载体导入正常基代。如基因工程构建病毒载体导入正常基 因治疗先天遗传病。因治疗先天遗传病。3. 3. 疾病预防疾病预防: : 基因工程疫苗、多价疫苗基因工程疫苗、多价疫苗, , 安全、价低安全、价低 易大量制。易大量制。 抗独特型抗体疫苗抗独特型抗体疫苗, , 多肽疫苗多肽疫苗( (表达表达) )。 58相关知识追溯疾病的起源追溯疾病的起源 n无论多么凶险难无论多么凶险难治的疾病，只要治的疾病，只要找到了病因，就找到了病因，就为征服这种疾病为征服这种疾病奠定了基础奠定了基础 n

20、科学家绘出用于疾病研究的人类变异科学家绘出用于疾病研究的人类变异基因图谱基因图谱 59相关知识 1990 1990年年9 9月月1414日美国第一例临日美国第一例临床基因治疗申请获得批准：床基因治疗申请获得批准： 国立卫生研究院国立卫生研究院NIHNIH，重组，重组DNADNA顾问委员会顾问委员会RACRAC。 SCID SCID患者患者：缺乏腺苷酸脱：缺乏腺苷酸脱氨酶，氨酶，adaada基因缺失基因缺失。 将正常基因转入患者将正常基因转入患者(4(4岁的岁的女孩女孩) )淋巴细胞，再将改造细胞送回淋巴细胞，再将改造细胞送回患者体内。患者体内。基因治疗基因治疗重症联合免疫缺陷病重症联合免疫缺陷

21、病 ：60相关知识基因探明人类老化原因，长命千岁不是梦61相关知识环境污染治理：环境污染治理：基因工程构建的基因工程构建的“超级细菌超级细菌”能吞食和分能吞食和分解多种污染环境的物质。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工程培育成功的“超级细菌超级细菌”却能分解石油中的多种烃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，分解类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDTDDT等毒害物质。等毒害物质。62相关知识新型药物的生产新型药物的生产63相关知识1. 1. 改造、促进抗生素工业改

22、造、促进抗生素工业, , 除固定化酶、细胞技术除固定化酶、细胞技术, , 包括对酶的更新。例如包括对酶的更新。例如: : 基因工程可生产强有力的新酰化酶基因工程可生产强有力的新酰化酶, , 可大量制备新可大量制备新抗生素抗生素( (如头孢毒素等如头孢毒素等) )。2. 2. “生物导弹生物导弹”药物药物: : McAb McAb毒素蛋白、抗癌药、毒素蛋白、抗癌药、 TNFTNF、酶等。、酶等。 AbzymeAbzyme、特异结合酶切分解。、特异结合酶切分解。 受体药物受体药物“爱国者导弹爱国者导弹”: CD4: CD4受体受体HIV HIV 等。等。64相关知识3. 3. 超级药物超级药物 人

23、工设计、合成分子药物人工设计、合成分子药物: : 反义核酸、基因封条、阻止转录、翻译反义核酸、基因封条、阻止转录、翻译, , 酶性酶性RNARNA切掉有害基因。切掉有害基因。4. 4. 酶制剂基因工程酶制剂基因工程: : 如如: tPA(: tPA(组织纤维蛋白溶酶原激活因子组织纤维蛋白溶酶原激活因子), ), 链激酶链激酶等。等。65相关知识基因工程试剂的高回报基因工程试剂的高回报n碱性成纤维细胞生长因子碱性成纤维细胞生长因子 231元元/ugn红细胞生成素红细胞生成素 1072元元/ugn白细胞介素白细胞介素-2 410元元/ugn巨细胞粒细胞集落刺激因子巨细胞粒细胞集落刺激因子 1960

24、元元/ugn胰岛素胰岛素 10.2元元/mg66相关知识转基因生物与普通非转基因生物相比的优、缺点转基因生物与普通非转基因生物相比的优、缺点(1)(1)优点：优点：提高粮食产量，解决粮食短缺问题。提高粮食产量，解决粮食短缺问题。减少农药使用，从而减少环境污染。减少农药使用，从而减少环境污染。节省生产成本，降低粮食售价。节省生产成本，降低粮食售价。增加食物营养，提高我们的健康水平。增加食物营养，提高我们的健康水平。增加食物种类，丰富我们的餐桌。增加食物种类，丰富我们的餐桌。促进生产效率，带动相关产业发展。促进生产效率，带动相关产业发展。67相关知识(2)(2)缺点：缺点：可能产生新的过敏原。可能

25、产生新的过敏原。可能产生抗除草剂的杂草。可能产生抗除草剂的杂草。可能使疾病的传播跨越物种障碍。可能使疾病的传播跨越物种障碍。可能会损害农作物的生物多样性。可能会损害农作物的生物多样性。可能干扰生态系统的稳定性。可能干扰生态系统的稳定性。68相关知识转基因的安全性争论转基因的安全性争论n支持派认为支持派认为n如果转基因农业生物技术得不到社会支如果转基因农业生物技术得不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且强调，迄持，这一研究将被扼杀，并且强调，迄今为止并没有发现转基因食品危害人体今为止并没有发现转基因食品危害人体健康和环境的确切证据。健康和环境的确切证据。n美国人食用转基因食品已美国人食用转基因食品

26、已多年，超级市多年，超级市场上有场上有40004000多种商品是含有转基因植物多种商品是含有转基因植物成分的，还没有事例证明人吃了以后会成分的，还没有事例证明人吃了以后会得病，甚至会引起死亡。得病，甚至会引起死亡。加拿大、澳大利亚也是转基因食品的生加拿大、澳大利亚也是转基因食品的生产大国，均有几千万人在吃，到现在为产大国，均有几千万人在吃，到现在为止也没有止也没有个案例说明它有问题个案例说明它有问题 。69相关知识反对派的观点反对派的观点n一英国科学家声称，转基因马铃薯会减弱老鼠免疫系统功能；一英国科学家声称，转基因马铃薯会减弱老鼠免疫系统功能；n美国康乃尔大学也发现，转基因玉米会危害蝴蝶幼虫

27、及其相美国康乃尔大学也发现，转基因玉米会危害蝴蝶幼虫及其相关生态环境。关生态环境。n环保团体认为这种违反自然的转基因作物及产品，未经长期安全测试，环保团体认为这种违反自然的转基因作物及产品，未经长期安全测试，长期食用可能对人类及生态环境造成负面影响。长期食用可能对人类及生态环境造成负面影响。n尤其是注重环境和生态保护的欧盟国家，对转基因作物更加排斥，因而尤其是注重环境和生态保护的欧盟国家，对转基因作物更加排斥，因而抵制美国抵制美国GMOGMO产品的进口。产品的进口。70相关知识花花粉粉BtBt玉米玉米马利筋马利筋斑蝶幼虫死斑蝶幼虫死亡亡44%44%（室（室内）内）斑蝶事件斑蝶事件71相关知识各

28、种奇形怪状的动物将不再是科幻？各种奇形怪状的动物将不再是科幻？72相关知识创造生命创造生命选择性基因？选择性基因？人畜合体？人畜合体？73相关知识干细胞技术干细胞技术n干细胞干细胞 干干细细胞胞是是具具有有无无限限期期产产生生各各种种分分化化细细胞胞能能力力的细胞。通常认为干细胞有几个主要特征：的细胞。通常认为干细胞有几个主要特征：n 未分化的早期细胞；未分化的早期细胞；n 具有分化成各种特定细胞的能力；具有分化成各种特定细胞的能力；n 可无限地分裂增值，产生大量后裔可无限地分裂增值，产生大量后裔; ;n 其其子子细细胞胞有有两两种种命命运运，保保持持为为干干细细胞胞或或分分化化 为特定细胞。

29、为特定细胞。74相关知识干细胞的分类干细胞的分类n全能干细胞全能干细胞n多能干细胞多能干细胞n单能干细胞单能干细胞按按分化潜能分化潜能按发育状态按发育状态胚胎干细胞胚胎干细胞成体干细胞成体干细胞75相关知识76相关知识77相关知识胚胎干细胞体外诱导分化胚胎干细胞体外诱导分化78相关知识干细胞的用途干细胞的用途n治疗遗传性疾病和恶性肿瘤。治疗遗传性疾病和恶性肿瘤。n以干细胞为种子培育成某些组织和器官，以干细胞为种子培育成某些组织和器官，用于移植医学。用于移植医学。n抗衰老，延年益寿。抗衰老，延年益寿。79相关知识血液病的细胞治疗血液病的细胞治疗如白血病的细胞治疗如白血病的细胞治疗 造血干细胞移植

30、：造血干细胞移植： 自体移植（脐带血造血干细胞）自体移植（脐带血造血干细胞） 无排斥反应无排斥反应 同系移植（同卵孪生之间骨髓同系移植（同卵孪生之间骨髓 造血干细胞）造血干细胞） 一般无排斥反应一般无排斥反应 同种移植（人与人之间骨髓造血干细胞）同种移植（人与人之间骨髓造血干细胞） 有排斥反应（供、受者组织相容性抗原不同）有排斥反应（供、受者组织相容性抗原不同） 需组织配型、选择供者（骨髓库）；需组织配型、选择供者（骨髓库）； 抑制受者的免疫应答、诱导免疫耐受。抑制受者的免疫应答、诱导免疫耐受。 80相关知识神经系统疾病的细胞治疗神经系统疾病的细胞治疗如帕金森氏病细胞治疗如帕金森氏病细胞治疗n

31、胚胎干细胞细胞移植胚胎干细胞细胞移植n神经干细胞细胞移植神经干细胞细胞移植 1、干细胞直接移植、干细胞直接移植 2、诱导分化成相应神经细胞（多巴胺能神经元）后进行细、诱导分化成相应神经细胞（多巴胺能神经元）后进行细胞移植胞移植 81相关知识心肌疾病的细胞治疗心肌疾病的细胞治疗如心肌梗塞的细胞治疗如心肌梗塞的细胞治疗 胚胎干细胞胚胎干细胞 诱导分化成心肌细胞诱导分化成心肌细胞 细胞移植细胞移植 成体干细胞成体干细胞（骨髓基质干细胞、脂肪干细胞、心肌干细胞等）（骨髓基质干细胞、脂肪干细胞、心肌干细胞等） 诱导分化成心肌细胞诱导分化成心肌细胞 细胞移植细胞移植82相关知识干细胞治疗中的难点干细胞治疗

32、中的难点异体移植的免疫排斥反应异体移植的免疫排斥反应 解决途径：自身体细胞核移植（治疗性克隆）解决途径：自身体细胞核移植（治疗性克隆） 干细胞基因改造干细胞基因改造 采用自身干细胞采用自身干细胞成瘤性的危险成瘤性的危险 胚胎干细胞植入动物体内会形成畸胎瘤，如何防止干细胞移植后可能胚胎干细胞植入动物体内会形成畸胎瘤，如何防止干细胞移植后可能因分化不彻底形成肿瘤，是必须解决的问题。因分化不彻底形成肿瘤，是必须解决的问题。 解决途径：完善定向诱导分化方法解决途径：完善定向诱导分化方法 改进筛选纯化技术改进筛选纯化技术83相关知识医药动医药动物模型物模型84相关知识l动物细胞培养动物细胞培养85相关知

33、识皮肤替代物皮肤替代物 美国美国FDAFDA一家公司生产的商品名为一家公司生产的商品名为TransCyteTransCyte的皮肤替的皮肤替代物进入市场。它由取自皮肤真皮或表皮层的细胞在一个代物进入市场。它由取自皮肤真皮或表皮层的细胞在一个生物可降解的聚合物上生长而成。生物可降解的聚合物上生长而成。TransCyte TransCyte 能作为创口能作为创口的临时覆盖物，可用于的临时覆盖物，可用于2 2 度或度或3 3 度烧伤的病人。度烧伤的病人。86相关知识干细胞干细胞 “自我自我”丰胸丰胸 87相关知识克隆技术克隆技术88相关知识89相关知识富贵竹插枝即活富贵竹插枝即活仙人掌每块落地就生根

34、仙人掌每块落地就生根90相关知识克隆技术的发展克隆技术的发展 微生物克隆：微生物克隆：由一个细菌分裂出多个和它完全一样由一个细菌分裂出多个和它完全一样的细菌而形成菌落。的细菌而形成菌落。遗传工程克隆：遗传工程克隆：DNADNA克隆或基因克隆克隆或基因克隆 个体水平上的克隆个体水平上的克隆: :从一个单一的细胞繁殖出生物个体从一个单一的细胞繁殖出生物个体. .动物个体的克隆动物个体的克隆: :核移植核移植91相关知识试管婴儿=克隆技术？92相关知识1 除核2 注核3 注核4 注核5 注核6 电击93相关知识世界克隆研究之路1996年 第一只成年体细胞克隆羊“多利” 诞生1997年 一头用胎盘克隆

35、而成的荷兰牛亮相。1998年 两头由母牛细胞克隆而成的小牛在东京出生。 一个国际研究小组宣布克隆出了三代实验鼠2000年 曾参与克隆“多利” 羊的英国公司培育了第一 批克隆猪 2001年 一头稀有品种的克隆亚洲牛诞生，两天后死亡。2002年 法国研究人员克隆出兔子。2003年 美国科学家推出了一匹克隆骡。 爱荷华州的研究人员称他们克隆出了一头濒临灭 绝的爪哇野牛。2004年 美国加利福尼亚的一家公司培育出了第一只克隆猫。这只猫后来成为第一只被卖出的克隆宠物。2005年 韩国科学家宣布他们培育出了首条克隆狗叫“斯纳皮”94相关知识 Dolly：1996年7月5日世界上第一只克隆羊Dolly由英国

36、爱丁堡大学的伊恩博士研制成功，2003年2月14日由于肺结核而被安乐死，它的标本于2003年4月9日陈列于苏格兰首都爱丁堡国家博物馆。 95相关知识2003 2003 “姐姐生下妹妹姐姐生下妹妹”：世界首匹克隆马出世世界首匹克隆马出世 96相关知识美国一公司成功克隆纯种赛马与由自己体细胞克隆美国一公司成功克隆纯种赛马与由自己体细胞克隆出来的小马驹相会出来的小马驹相会 97相关知识20032003：世界首头克隆骡子在美亮相：世界首头克隆骡子在美亮相 98相关知识20052005年，韩国首度成功年，韩国首度成功克隆狗克隆狗 研究人员与克隆小狗、提供体细胞狗及代理母狗在一起研究人员与克隆小狗、提供体

37、细胞狗及代理母狗在一起 99相关知识20092009年阿联酋诞生世界首头克隆骆驼年阿联酋诞生世界首头克隆骆驼100相关知识广西大学动成功地繁殖了一只胚胎细胞克隆广西大学动成功地繁殖了一只胚胎细胞克隆兔，比普通兔大许多兔，比普通兔大许多 101相关知识世界首例体细胞克隆世界首例体细胞克隆水牛在广西大学诞生水牛在广西大学诞生 102相关知识下一步：人类克隆？下一步：人类克隆？103相关知识同卵双生双胞胎同卵双生双胞胎人工双胞胎人工双胞胎 简单的克隆方法简单的克隆方法天然的克隆人天然的克隆人克隆人与我们很远吗？克隆人与我们很远吗？104相关知识克隆技术发展的意义克隆技术发展的意义n用于生物学和医学研

38、究的实验动物用于生物学和医学研究的实验动物n改良动物品种改良动物品种n治疗人类疾病治疗人类疾病n保护濒危动物保护濒危动物105相关知识细胞核细胞核去核卵母细胞去核卵母细胞核移植重构胚核移植重构胚异种克隆保护濒危物种异种克隆保护濒危物种106相关知识关于克隆技术的伦理争论关于克隆技术的伦理争论1.1.治疗性克隆的伦理争论治疗性克隆的伦理争论2.2.生殖性克隆的伦理争论生殖性克隆的伦理争论治疗性克隆治疗性克隆生殖性克隆生殖性克隆目的目的治疗人类疾病治疗人类疾病用于生育，产用于生育，产生新个体生新个体水平水平细胞水平细胞水平个体水平个体水平都属无性繁殖，产生新个体、新组织，遗传物都属无性繁殖，产生新

39、个体、新组织，遗传物质相同质相同107相关知识治疗性克隆的伦理争论治疗性克隆的伦理争论人类胚胎与急需治疗的治疗的病人之间的利益冲突问人类胚胎与急需治疗的治疗的病人之间的利益冲突问题题胚胎的生命与病人的生命价值的争论胚胎的生命与病人的生命价值的争论以经济为目的的胚胎研究是否道德的争论以经济为目的的胚胎研究是否道德的争论 108相关知识治疗性克隆治疗性克隆109相关知识睾丸组织异种异位移植睾丸组织异种异位移植猪睾丸猪睾丸110相关知识鸡睾丸组织移植鸡睾丸组织移植111相关知识生殖性克隆的伦理争议生殖性克隆的伦理争议 将引起家庭结构和社会规律的混乱将引起家庭结构和社会规律的混乱? ?克隆人身份的确认

40、问题克隆人身份的确认问题将使自然生育与家庭分离将使自然生育与家庭分离 人伦与代际的混乱人伦与代际的混乱 对男性地位的影响对男性地位的影响性别平衡问题性别平衡问题112相关知识克隆人三剑客克隆人三剑客克隆疯子克隆疯子113相关知识绝不！绝不！嘿！帮我写作业！嘿！帮我写作业！你有没有你有没有想过克隆想过克隆一个自己一个自己呢？呢？114相关知识115相关知识n逃出克隆岛逃出克隆岛：他们都是他们都是“小岛小岛”居民们的克隆人，他们的存在居民们的克隆人，他们的存在只是为了给他们的只是为了给他们的“原型原型”提供各种更换用的身提供各种更换用的身体零件，他们死后的价值远比生前更高。体零件，他们死后的价值远

41、比生前更高。设计与被设计的关系设计与被设计的关系人与人之间的优劣人与人之间的优劣 116相关知识赫胥黎赫胥黎美丽新世界美丽新世界 2532年，生小孩完全由工厂负责，生命流水年，生小孩完全由工厂负责，生命流水线盛行线盛行基因设计、克隆。基因设计、克隆。117相关知识 克克 隆隆 动动 物物 异异 常常胎儿或新生儿死亡率极高胎儿或新生儿死亡率极高极少数能全程发育的个体也表现为超重、呼吸系统疾病极少数能全程发育的个体也表现为超重、呼吸系统疾病等异常表型等异常表型个别表型正常者也存在有免疫缺陷、关节炎或肾、脑畸个别表型正常者也存在有免疫缺陷、关节炎或肾、脑畸形等问题形等问题, ,导致克隆动物后期死亡导

42、致克隆动物后期死亡 118相关知识n20032003年年2 2月月1414日，多莉因肺部感染无法治愈而死亡，日，多莉因肺部感染无法治愈而死亡，“享享年年”不足不足7 7岁。肺部感染是岁。肺部感染是11-1211-12岁的老年羊的常见病。岁的老年羊的常见病。n19991999年，法国全国农业研究所的克隆牛犊出生一月后死亡。年，法国全国农业研究所的克隆牛犊出生一月后死亡。n19981998年年7 7月五日，日本一头代孕母牛产下两头克隆牛后，月五日，日本一头代孕母牛产下两头克隆牛后，于次日下午停止心跳而猝死。于次日下午停止心跳而猝死。n克隆动物的胚胎常在母体怀孕期死亡。代孕母体子宫容易克隆动物的胚胎

43、常在母体怀孕期死亡。代孕母体子宫容易病变。出生的也有诸多致命毛病。病变。出生的也有诸多致命毛病。n自然繁殖情况下，动物胚胎出现基因异常的比例不足自然繁殖情况下，动物胚胎出现基因异常的比例不足1%1%，而克隆繁殖则超过而克隆繁殖则超过40%40%119相关知识 各国纷纷反对克隆人各国纷纷反对克隆人德国德国19911991年就颁布了年就颁布了胚胎保护法胚胎保护法，严禁人类胚胎干细胞及克，严禁人类胚胎干细胞及克隆胚胎干细胞的研究隆胚胎干细胞的研究 日本通过了禁止克隆人、允许人类胚胎干细胞的相关研究日本通过了禁止克隆人、允许人类胚胎干细胞的相关研究美国众议院已经通过禁止克隆人法案美国众议院已经通过禁止克隆人法案英国批准允许使用人类胚胎进行研究，最多从英国批准允许使用人类胚胎进行研究，最多从1414天的胚胎中提取天的胚胎中提取细胞。细胞。中国支持可能改善人类健康、治疗疾病的干细胞研究，坚决反对中国支持可能改善人类健康、治疗疾病的干细胞研究，坚决反对克隆人，即生殖性克隆。克隆人，即生殖性克隆。120相关知识