《《现代农业基因工程》PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《现代农业基因工程》PPT课件（115页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、现代农业基因现代农业基因 工程工程Predicted changes in population and food consumption生产更多的粮食及农产品生产更多的粮食及农产品生产更好的粮食及农产品生产更好的粮食及农产品生物技术生物技术基因工程基因工程细胞工程细胞工程蛋白质与酶工程蛋白质与酶工程发酵工程发酵工程中心法则中心法则 DNARNA 蛋白质蛋白质 转录转录 转译转译基因工程基因工程 在体外将核酸分子插入病毒、质在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子，并使之进入粒或其它载体分子，并使之进入原先没有这类分子的寄主细胞内，原先没有这类分子的寄主细胞内，并能持续稳定地繁殖。并能持续
2、稳定地繁殖。基因工程步骤基因工程步骤1、从复杂的生物体中分离出带有目的基因、从复杂的生物体中分离出带有目的基因 的的DNA片段。片段。2、体外将外源、体外将外源DNA片段连接到能够自我复片段连接到能够自我复 制并具有选择信号的载体分子上，形成制并具有选择信号的载体分子上，形成 重组重组DNA分子。分子。3、将重组、将重组DNA分子转移到适当的寄主细胞分子转移到适当的寄主细胞 中，并与之一起增殖。中，并与之一起增殖。4、筛选出获得重组、筛选出获得重组DNA分子的寄主细胞克隆。分子的寄主细胞克隆。5、从筛选获得的转化子克隆提取出已得到扩、从筛选获得的转化子克隆提取出已得到扩 增的目的基因。增的目的
3、基因。6、将目的基因克隆到表达载体上，导入寄主、将目的基因克隆到表达载体上，导入寄主 细胞，使之在新的背景下实现功能表达。细胞，使之在新的背景下实现功能表达。植物转基因技术植物转基因技术获得高效表达外源基因的纯合稳定的转获得高效表达外源基因的纯合稳定的转基因植物，也就是外源基因能在这一新基因植物，也就是外源基因能在这一新的环境中的环境中 “安家落户安家落户”、“稳扎稳打稳扎稳打”。要实现这一目的，需要考虑以下三个要要实现这一目的，需要考虑以下三个要素：植物受体系统、植物表达载体系统、素：植物受体系统、植物表达载体系统、转基因方法转基因方法植物受体系统植物受体系统愈伤组织再生系统愈伤组织再生系统
4、直接分化再生系统直接分化再生系统原生质体再生系统原生质体再生系统植物表达载体系统植物表达载体系统质粒载体系统质粒载体系统病毒载体系统病毒载体系统外源基因导入植物细胞的方法外源基因导入植物细胞的方法Ti质粒介导的基因转移质粒介导的基因转移基因枪法基因枪法病毒载体病毒载体直接将直接将DNA导入植物导入植物细胞原生质体细胞原生质体显微注射法显微注射法电击法电击法脂质体融合脂质体融合外源基因导入植物的主要方法外源基因导入植物的主要方法农杆菌介导法农杆菌介导法基因枪法基因枪法PEG介导的原生质体转化介导的原生质体转化花粉管通道法花粉管通道法分泌分泌乙酰丁香酮Pi-VirA诱导诱导Vir基因表达从质粒中切
5、出T-DNA核核DNAT-DNAVirGPiVirD2ATP可能存在植物细胞可能存在植物细胞受体受体VirBVirD4VirD4核孔核孔冠瘿碱T-DNA细胞分裂素植物生细胞分裂素植物生长素长素分泌分泌农杆菌农杆菌植物细胞植物细胞CNCWCM伤害伤害农杆菌与植物互作的可能机制农杆菌与植物互作的可能机制Plasmid DNARegenerationSouthern blotbombardment DNA transformationBombardment of callus 植物抗病虫基因工程植物抗病虫基因工程病害：真菌、细菌、病毒、线虫病害：真菌、细菌、病毒、线虫虫害：虫害：常规方法：传统育种方
6、法常规方法：传统育种方法 施用化学杀虫剂施用化学杀虫剂 其它措施其它措施转基因植物转基因植物Striped Stem Borer抗真菌植物基因工程抗真菌植物基因工程1、抗病基因、抗病基因2、降解真菌细胞壁的抗真菌蛋白：、降解真菌细胞壁的抗真菌蛋白： 几丁质酶几丁质酶 -1,3-1,3葡聚糖葡聚糖3 3、抗真菌蛋白：、抗真菌蛋白： 核糖体失活蛋白核糖体失活蛋白 thioninsthionins defensinsdefensins4、渗调蛋白渗调蛋白5、抗真菌次生代谢产物的基因、抗真菌次生代谢产物的基因6、降解真菌产生的毒素、降解真菌产生的毒素抗细菌基因工程抗细菌基因工程 1 1、抗病基因、抗病
7、基因 2 2、抗毒素基因、抗毒素基因 3 3、其它植物抗病因子：、其它植物抗病因子：thioninsthionins 4 4、非植物抗病基因非植物抗病基因溶菌酶溶菌酶抗菌肽抗菌肽植物抗体植物抗体反义基因反义基因 抗病毒基因工程抗病毒基因工程（一）来源于植物的基因（一）来源于植物的基因 1. 1.抗病基因抗病基因 2. 2.PRPR蛋白蛋白 3. 3.商陆抗病毒蛋白商陆抗病毒蛋白（二）来源于病毒的基因（二）来源于病毒的基因 1. 1.外壳蛋白外壳蛋白 2. 2.复制酶复制酶 3. 3.移动蛋白移动蛋白 4. 4.其它蛋白其它蛋白（三）卫星（三）卫星RNARNA分子分子（四）作用于病毒的抗性（四）
8、作用于病毒的抗性 1. 1.抗体抗体 2. 2.RNaseRNase 3.3.干扰素干扰素（五）反义（五）反义RNARNA（六）核酶六）核酶抗除草剂基因工程抗除草剂基因工程1.将将某某种种酶酶的的基基因因转转移移到到作作物物中中，这这 种酶能够分解除草剂种酶能够分解除草剂2.针针对对除除草草剂剂可可通通过过识识别别和和破破坏坏光光合合作作用用及及氨氨基基酸酸合合成成所所需需要要的的酶酶来来杀杀死死植植物的特点，把该酶的基因导入植物物的特点，把该酶的基因导入植物3.改改变变除除草草剂剂识识别别酶酶的的位位点点，改改变变该该酶酶蛋白的氨基酸序列，蛋白的氨基酸序列，4.用于快速检测和提高杂交稻纯度用
9、于快速检测和提高杂交稻纯度生物固氮生物固氮提高光合作用效率提高光合作用效率基因工程改良品质基因工程改良品质一一、种种子子贮贮藏藏蛋蛋白白：与与小小麦麦面面粉粉作作成成生生面面团团后后的的粘粘弹弹性性与与面面包包烘烘烤烤质质量量密密切切相相关关（麦麦醇醇溶溶蛋蛋白白和和麦角蛋白）麦角蛋白）二二、通通过过加加入入一一些些原原本本缺缺乏乏的的必必需需氨氨基基酸酸的的密密码码子子来来提提高高种种子子贮贮蛋蛋白白营营养养品品质质（单单子子叶叶甲甲硫硫氨氨酸酸多、双子叶赖氨酸多）多、双子叶赖氨酸多）玉米醇溶蛋白导入烟草，表达量占种子总蛋白玉米醇溶蛋白导入烟草，表达量占种子总蛋白16%16%。巴巴西西坚坚果
10、果2S2S清清蛋蛋白白（富富含含甲甲硫硫氨氨酸酸MetMet）导导入入烟烟草草和和油油菜菜，烟烟草草表表达达量量为为种种子子总总蛋蛋白白80%80%，MetMet净净增增30%30%。油油菜表达量为种子总蛋白菜表达量为种子总蛋白40%40%，MetMet净增净增33%33%。利用基因工程进行保鲜利用基因工程进行保鲜ACC合成酶合成酶乙烯合成酶乙烯合成酶 反义反义RNA技术技术 利用基因工程获得作物雄性不育系利用基因工程获得作物雄性不育系从从花花药药发发育育和和花花粉粉形形成成过过程程中中分分离离到到特特异异性性启启动动子子与与核核糖糖核核酸酸酶酶（RNase）基基因因连接，而后导入油菜，获得油
11、菜不育系。连接，而后导入油菜，获得油菜不育系。毒毒性性基基因因导导入入作作物物，使使其其在在花花药药或或花花粉粉发育过程中表达。发育过程中表达。植物抗逆基因工程植物抗逆基因工程渗透蛋白基因与耐盐有关渗透蛋白基因与耐盐有关热休克蛋白基因热休克蛋白基因热稳定酶基因热稳定酶基因抗冻蛋白基因抗冻蛋白基因植物基因工程与医疗保健用品生产植物基因工程与医疗保健用品生产 植植物物可可为为人人提提供供药药物物、酶酶制制剂剂、生生化化试试剂剂、 化化妆用品、食品添加剂：妆用品、食品添加剂：美美国国Scripps研研究究所所用用烟烟草草表表达达单单克克隆隆抗抗体体，表表达达量量达达叶叶子子总总蛋蛋白白1.3%，1%
12、左左右右烟烟草草土土地地面面积积可生产可生产270千克抗体，供千克抗体，供27万癌症患者万癌症患者1年治疗年治疗美美国国Bio-resources公公司司用用植植物物基基因因工工程程手手段段生生产产白细胞介素白细胞介素-2荷兰用转基因马铃薯生产人的血清蛋白荷兰用转基因马铃薯生产人的血清蛋白韩国用转基因和番茄生产人的胰岛素韩国用转基因和番茄生产人的胰岛素我国利用转基因烟草生产天花粉蛋白我国利用转基因烟草生产天花粉蛋白Production of speciality chemicalsEnkephalinsFatty acidsHuman serum albuminSugar monomersSu
13、gar thermoplastic polymersVaccines (e.g. hepatitis)Dupont公公司司1997年年收收购购美美国国最最大大种种子子公公司司先锋种子公司的先锋种子公司的20%股权，股权，1999全部兼并。全部兼并。Novatis公司以公司以6亿美元建农业发现研究所亿美元建农业发现研究所AgrEvo公司加强基因组与组合化学的结合公司加强基因组与组合化学的结合Monsanto公公 司司 与与 千千 年年 制制 药药 公公 司司 合合 作作 成成 立立Cereon基因组公司基因组公司杜邦公司杜邦公司人数：人数：5000多名科学家（多名科学家（300华人）华人）投入：
14、每年投入：每年13亿美元亿美元目标：目标：10年内年内25%纤维素来自采用生物技纤维素来自采用生物技术的天然材料术的天然材料玉米玉米聚酯材料单体聚酯材料单体新型合成纤维丝新型合成纤维丝亚利桑那州的蜘蛛亚利桑那州的蜘蛛克隆腺体相关的基因克隆腺体相关的基因细菌表达细菌表达蛛蛋白溶液蛛蛋白溶液（抽丝装置）（抽丝装置）晶莹的蛛丝晶莹的蛛丝New ProductCrop Biotechnology Products for the FutureSpeciality ChemicalsPharmaceuticalsFood ProcessingAgronomic Traits199520002005201
15、0Other389(7.3%)Insect Resistant 1258(23.9%)Viral Resistant 518(9.87%)Agronomic Properties 288(5.4%)Herbicide Tolerant 1513(28.7%)Fungal Resistant252(4.7%)Product Quality1042(19.8%)Field Releases: Most Frequent Categories 1987 to 1998(3/31/99)John Maddox:What Remains to be Discovered植物是合成的庞然大物植物是合成的庞
16、然大物除钢筋和混凝土外，它们可以合成除钢筋和混凝土外，它们可以合成任何物质任何物质动物基因工程改良动物品种动物基因工程改良动物品种1、抗病毒、抗病毒抗猪瘟病毒的转基因猪抗猪瘟病毒的转基因猪抗口蹄疫病毒的转基因兔抗口蹄疫病毒的转基因兔抗白血病病毒的转基因鸡和小鼠抗白血病病毒的转基因鸡和小鼠基基因因工工程程疫疫苗苗（家家禽禽球球虫虫病病疫疫苗苗、狂犬病疫苗）狂犬病疫苗） 2、提高生长速度、提高生长速度大大型型鼠鼠的的生生长长激激素素基基因因与与小小型型鼠鼠的的基基因因融融合合，21只只小小鼠鼠7只只在在一一周周内内生生长长迅迅速速，有有6只只小小鼠鼠比比一一般般的的同同科科小小鼠大鼠大2.8倍。倍
17、。把把生生长长激激素素导导入入鲤鲤鱼鱼，获获得得生生长长速速度明显加快的转基因鲤鱼。度明显加快的转基因鲤鱼。通通过过遗遗传传工工程程培培育育的的微微生生物物来来生生产产生生长长激激素素，然然后后注注射射猪猪，猪猪瘦瘦肉肉增增加加1518%。牛牛注注射射生生长长激激素素，使使牛牛奶奶产产量量增增加加30%。 3、改良动物适应性、改良动物适应性鲶鲶鱼鱼耐耐寒寒性性较较差差，将将耐耐寒寒性性基基因因和和生长激素导入鲶鱼生长激素导入鲶鱼4、改良动物的生产性状、改良动物的生产性状澳澳大大利利亚亚将将老老鼠鼠的的唾唾液液腺腺中中提提取取出出的的老老鼠鼠表表皮皮生生长长因因子子给给羊羊注注射射，能能在毛囊深
18、处使毛纤维变细变脆。在毛囊深处使毛纤维变细变脆。 3、改良动物适应性、改良动物适应性鲶鲶鱼鱼耐耐寒寒性性较较差差，将将耐耐寒寒性性基基因因和和生长激素导入鲶鱼生长激素导入鲶鱼4、改良动物的生产性状、改良动物的生产性状澳澳大大利利亚亚将将老老鼠鼠的的唾唾液液腺腺中中提提取取出出的的老老鼠鼠表表皮皮生生长长因因子子给给羊羊注注射射，能能在毛囊深处使毛纤维变细变脆。在毛囊深处使毛纤维变细变脆。聪明鼠聪明鼠美美国国华华裔裔生生物物学学家家钱钱卓卓领领导导的的研研究究小小组组，通通过过为为小小鼠鼠注注入入一一种种叫叫RNIB的的基基因因成成功功培培育育出出一一批批“聪聪明明”的的实实验验鼠鼠。与与普普通
19、通小小鼠鼠相相比比，它它们们学学习习得得更更快快，记记忆忆时时间间更更长长，对对新新事事物物更更为为敏敏感感，对对环环境境的的变化更能灵活适应。变化更能灵活适应。动物反应器动物反应器人人血血液液凝凝固固因因子子IX和和人人-1抗抗胰胰蛋蛋白白酶酶基基因因注注入入羊羊，羊羊奶奶中中表表达达了了人人血血液液凝凝固固因子因子IX和人和人-1抗胰蛋白酶。抗胰蛋白酶。转基因羊表达人干扰素转基因羊表达人干扰素转转基基因因羊羊生生产产组组织织型型纤纤溶溶酶酶原原激激活活剂剂和和凝血凝血IX因子因子上海用转基因羊生产人凝血因子上海用转基因羊生产人凝血因子植物细胞工程植物细胞工程组培：组培：选择合适的外植体选择
20、合适的外植体除去病原菌和杂菌除去病原菌和杂菌配制适宜培养基配制适宜培养基诱导去分化阶段诱导去分化阶段继代培养阶段继代培养阶段生根生芽阶段生根生芽阶段移栽成活阶段移栽成活阶段原生质体融合原生质体融合花药培养花药培养组织培养繁殖组织培养繁殖优良品种快速繁殖优良品种快速繁殖 遗传育种研究遗传育种研究 种质资源保存及交换种质资源保存及交换 植物组织培养的原理植物组织培养的原理植物细胞全能性植物细胞全能性细胞分化和形态建成细胞分化和形态建成植物的再生作用植物的再生作用组织培养的过程组织培养的过程组织培养即无菌培养，也就是要求培养的材料不带有杂菌。组织培养即无菌培养，也就是要求培养的材料不带有杂菌。外植体
21、取材（包括器官，组织，细胞等）外植体取材（包括器官，组织，细胞等）外外植植体体经经灭灭菌菌，接接种种到到相相应应的的培培养养基基中中，待待到到生生长长一一定定阶阶段，继代到相应培养基。段，继代到相应培养基。使其分化芽、根成为完整的新植株使其分化芽、根成为完整的新植株 等到植株有发达的根系，可以把其从试管内移入土壤中。等到植株有发达的根系，可以把其从试管内移入土壤中。经过一段时间驯苗，可以移栽大田生产经过一段时间驯苗，可以移栽大田生产草莓草莓国兰国兰大花惠大花惠 兰兰文心兰文心兰一品红一品红扶扶 郎花郎花动物细胞工程动物细胞工程单克隆抗体单克隆抗体核移植核移植1997年年，英英国国Roslin所
22、所Wilmut博博士士用用乳乳腺腺细细胞胞的的细胞核克隆一只绵羊细胞核克隆一只绵羊“多莉多莉”1998年年，日日本本用用母母牛牛输输卵卵管管细细胞胞的的细细胞胞核核成成功功克克隆出隆出“能都能都”和和“加贺加贺”1999年年，美美国国用用卵卵泡泡细细胞胞的的细细胞胞核核克克隆隆成成功功小小鼠鼠“卡卡缭缭丽丽娜娜”，并并再再克克隆隆出出下下一一代代，祖祖孙孙三三代代22只只1999年年美美国国华华裔裔科科学学家家杨杨向向中中用用母母牛牛（13岁岁）耳耳朵细胞的细胞核成功克隆出朵细胞的细胞核成功克隆出“艾米艾米” A羊：羊： 乳腺细胞乳腺细胞 取出乳腺细胞取出乳腺细胞 取出细胞核取出细胞核 电激融
23、合，植入乳腺细胞核电激融合，植入乳腺细胞核B羊：去核的卵细胞羊：去核的卵细胞 体外进行早期胚胎发育体外进行早期胚胎发育绵羊绵羊C： 胚胎植入绵羊胚胎植入绵羊C子宫中子宫中 绵羊绵羊C产下遗传性质与绵羊产下遗传性质与绵羊A完全相同完全相同 的的“多莉多莉”羊羊 作用作用1.遗遗传传背背景景完完全全一一致致的的克克隆隆动动物物将将有有利利于于开开展展对对动动物物生生长长、发发育育、衰老和健康等机理研究衰老和健康等机理研究2.有有利利于于大大量量培培养养品品质质优优良良的的家家畜畜3.经经转转基基因因的的克克隆隆哺哺乳乳动动物物将将为为人类提供源源不断的廉价药品人类提供源源不断的廉价药品4.濒临灭种
24、哺乳动物的保护工作濒临灭种哺乳动物的保护工作蛋白质与酶工程蛋白质与酶工程蛋白酶的种类与分类蛋白酶的种类与分类典典型型细细胞胞酶酶种种类类可可能能有有1000-10000种种，酶酶分分子子总总数数有有550X108。目前已知目前已知3000多种。多种。 按国际分类命名系统（按国际分类命名系统（19611961）可分为）可分为6 6大类：大类：氧化还原酶氧化还原酶: A2H + B = A +B2H: A2H + B = A +B2H转移酶转移酶: AR + B = A +BR: AR + B = A +BR水解酶水解酶: AB + H: AB + H2 2O = AOH + BHO = AOH
25、+ BH裂合酶裂合酶: : 从底物上移去一个基团而形成双键的反从底物上移去一个基团而形成双键的反 应或其逆反应应或其逆反应. .异构酶异构酶: : 同分异构体的相互转化同分异构体的相互转化连接酶连接酶( (合成酶合成酶): X + Y +ATP = XY +ADP +Pi): X + Y +ATP = XY +ADP +Pi酶制剂应用酶制剂应用 自自然然界界已已经经发发现现并并命命名名的的酶酶约约有有5000多多种种，已已开开发发应应用用的的酶酶只只有有150种种，其其中中工工业业应应用用有有价价值值的的仅仅60种种，而而在在工工业业上上大大量量生生产产的的却却只只有有20种种左左右右，其其中
26、中80%为为水水解解酶酶。而而自自然然界界大大量量存存在在的的氧氧化化还还原原酶酶还还有有待待开开发。发。蛋白质与酶工程的主要研究内容蛋白质与酶工程的主要研究内容1、新型蛋白质与酶的开发、新型蛋白质与酶的开发2、蛋白质与酶新的生物资、蛋白质与酶新的生物资源开发源开发3、蛋白质与酶的分离纯化、蛋白质与酶的分离纯化4、蛋白质与酶的修饰改造、蛋白质与酶的修饰改造5、蛋白质与酶的应用、蛋白质与酶的应用蛋白质与酶的遗传改造蛋白质与酶的遗传改造物理诱变：放射性同位素等电离辐射物理诱变：放射性同位素等电离辐射 紫外线紫外线化学诱变：溴尿嘧啶等碱基类似物化学诱变：溴尿嘧啶等碱基类似物 烷化剂烷化剂 吖啶类物质
27、吖啶类物质 亚硝酸盐等亚硝酸盐等生物诱变：转座子、细胞融合等生物诱变：转座子、细胞融合等 蛋白质与酶的基因改造例子蛋白质与酶的基因改造例子酵母磷酸丙糖异构酶：将酵母磷酸丙糖异构酶：将Asn14或或Asn178改变为改变为Thr或或 Ile后后, 酶的热稳定性增加。酶的热稳定性增加。-干扰素：内含有三个干扰素：内含有三个Cys (31,141和和17 )， 当当Cys17改改 变为变为Ser 后后, 活性从活性从106U/mg提高到提高到108U/ mg。水蛭素：共水蛭素：共65个氨基酸组成，个氨基酸组成， Asn47改变为改变为Lys, Arg时时 试管中的活性提高试管中的活性提高4培，动物模
28、型上提高了培，动物模型上提高了20培。培。枯草杆菌蛋白酶枯草杆菌蛋白酶:它为一种生物去污剂成分，暴露于氧化环境中，它为一种生物去污剂成分，暴露于氧化环境中，它的活性中心含有它的活性中心含有Met222, Met222改变为改变为Ser, Ala或或Leu时，时， 在在1mol/L双氧水环境中任保持活性。双氧水环境中任保持活性。 蛋白质与酶的分离纯化技术蛋白质与酶的分离纯化技术蛋白质（酶）的提取蛋白质（酶）的提取：乙醇等有机溶剂：乙醇等有机溶剂 的大量使用的大量使用蛋白质（酶）的纯化蛋白质（酶）的纯化：色谱分离技术、：色谱分离技术、 膜分离技术膜分离技术蛋白质（酶）的浓缩与干燥蛋白质（酶）的浓缩
29、与干燥：膜技术、：膜技术、 真空浓缩、电喷雾等真空浓缩、电喷雾等发酵工程：微生物制剂（白色农业）发酵工程：微生物制剂（白色农业）1.微生物食品微生物食品日本小球藻制成的食品面包日本小球藻制成的食品面包,已规模化生产已规模化生产螺旋藻被联合国粮农组织称为螺旋藻被联合国粮农组织称为“人类未来粮食人类未来粮食”食用菌食用菌2.微生物饲料微生物饲料3.微生物肥料微生物肥料4.微生物农药微生物农药5.微生物能源微生物能源生物芯片技术生物芯片技术 通通过过平平面面微微细细加加工工技技术术在在固固体体芯芯片片表表面面构构建建微微流流体体分分析析单单元元和和系系统统，以以实实现现对对细细胞胞、蛋蛋白白质质、核
30、核酸酸以以及及其其它它生生物物组组分分的准确、快速、大信息量的检测。的准确、快速、大信息量的检测。 高密度生物芯片高密度生物芯片DNA芯片芯片蛋白质芯片蛋白质芯片人类基因组计划人类基因组计划本世界三大科学工程：曼哈顿原子弹计划、阿本世界三大科学工程：曼哈顿原子弹计划、阿 波罗登月计划、人类基因组计划波罗登月计划、人类基因组计划牵头单位：美国能源部、国家卫生研究所牵头单位：美国能源部、国家卫生研究所负责人：负责人：J.Watson参加国：参加国：美国、英国、德国、法国、日本、中国美国、英国、德国、法国、日本、中国起动时间：起动时间：1989年年21、22条染色体已完成，条染色体已完成，5、16、
31、19号染色体基号染色体基因草图完成，初步测序上半年完成因草图完成，初步测序上半年完成。中国：第中国：第3号染色体，占号染色体，占1%预测人类基因组工作进展预测人类基因组工作进展2002-2003年：全部人类基因组序列图绘制完成年：全部人类基因组序列图绘制完成2002-20010年：对癌症、糖尿病、中风等疾病年：对癌症、糖尿病、中风等疾病 进行基因治疗危险性的测试。采用基因疗进行基因治疗危险性的测试。采用基因疗 法可以治疗血友病、心脏病及一些癌症法可以治疗血友病、心脏病及一些癌症2015年：年：DNA芯片能够分析任何一个人的基因芯片能够分析任何一个人的基因 组成。药物可以对一个人的基因组进行修组
32、成。药物可以对一个人的基因组进行修 饰，从而为包括癌症在内的所有疾病的治饰，从而为包括癌症在内的所有疾病的治 疗提供可能疗提供可能2025年：医生将能够修饰人类基因的缺陷，从年：医生将能够修饰人类基因的缺陷，从 而使象镰刀细胞贫血症这样的疾病永远成而使象镰刀细胞贫血症这样的疾病永远成 为历史为历史其它生物基因组研究其它生物基因组研究小杆线虫：小杆线虫：9700万碱基，万碱基，20000个基因，个基因， 40%与基因动物相似，与基因动物相似，50%的人类致的人类致 病病 基因可以找到相应的基因。基因可以找到相应的基因。拟南芥：拟南芥：5条染色体，条染色体，1.3亿碱基，亿碱基，2万基万基 因，因
33、，2、4条染色体有条染色体有7781基因，占总基因，占总 数数31%水稻：水稻：12条染色体，条染色体，4.2亿个核苷酸，中亿个核苷酸，中国已测定第国已测定第4号染色体基因组及号染色体基因组及12条染色条染色体物理图体物理图DNA芯片制作步骤芯片制作步骤样品预处理样品预处理DNA芯片的类型和制作芯片的类型和制作 1.片上就组合成寡核苷酸点阵芯片片上就组合成寡核苷酸点阵芯片（DNA） 1.6cm2的的40万点合成万点合成20个核苷酸个核苷酸 2.用微量电样技术制作用微量电样技术制作cDNA点阵芯片（点阵芯片（ CDA）芯片的杂交和反应芯片的杂交和反应芯片的检测和结果运算芯片的检测和结果运算载体要
34、求载体要求固体片状或薄膜类：固体片状或薄膜类： a.载体表面必须是有可以进行化学反载体表面必须是有可以进行化学反 应的活性基因应的活性基因 b.使单组成载体上结合的生物分子达使单组成载体上结合的生物分子达 到最佳产量到最佳产量 c.惰性并有足够的稳定性惰性并有足够的稳定性 d.具有良好的生物兼容性具有良好的生物兼容性载体材料：载体材料： 玻璃片、金属片玻璃片、金属片应用应用芯片测序及基因图绘制芯片测序及基因图绘制基因表达分析基因表达分析克隆选择及文库筛选克隆选择及文库筛选基因突变检测及遗传病和肿瘤基因突变检测及遗传病和肿瘤微生物菌种鉴定及致病机制微生物菌种鉴定及致病机制药物研究药物研究农林、食品和环保农林、食品和环保军事研究军事研究医疗诊断芯片医疗诊断芯片肿瘤的早期诊断：肿瘤的早期诊断：乳腺癌乳腺癌肝癌肝癌PCR技术检测原理技术检测原理PCR技术技术检测原理检测原理.asf测验二测验二论题：转基因食品转基因食品 3-4人一组讨论对“转基因食品”的看法。例如转基因食品的应用，转基因食品的利与弊，转基因食品的未来发展等等。要求：不少于1000字。
