《基因诊断与基因治疗》课件1.ppt

1、课标领航课标领航1掌握基因诊断的基本含义和基本原理。掌握基因诊断的基本含义和基本原理。2理解基因诊断在恶性肿瘤早期诊断中的突出作理解基因诊断在恶性肿瘤早期诊断中的突出作用。用。3掌握基因治疗的基本含义及应用。掌握基因治疗的基本含义及应用。人类患有多种多样的疾病，引起人类疾病的原人类患有多种多样的疾病，引起人类疾病的原因也很多，特别是由病原微生物引起的疾病很因也很多，特别是由病原微生物引起的疾病很难诊断，从而耽误了最佳治疗难诊断，从而耽误了最佳治疗时期，那么怎样才能在最短时时期，那么怎样才能在最短时间内准确找到病因并及时治疗呢？间内准确找到病因并及时治疗呢？基础自主梳理基础自主梳理一、基因诊断技

2、术的原理一、基因诊断技术的原理1.引起人类疾病的原因：一类是由入侵病原微引起人类疾病的原因：一类是由入侵病原微生物基因的表达引起的；另一类是人类自身的生物基因的表达引起的；另一类是人类自身的_发生变异而引起的。发生变异而引起的。2.基因诊断：是指用放射性同位素基因诊断：是指用放射性同位素(如如32P)、荧、荧光分子等标记的光分子等标记的DNA分子作探针，利用分子作探针，利用_原理，鉴定被检测样本上的原理，鉴定被检测样本上的_，从而达到检测疾病的目的。，从而达到检测疾病的目的。遗传物质遗传物质DNA分子杂交分子杂交遗传信息遗传信息3.基因诊断的过程基因诊断的过程 构建基因探针构建基因探针获得待测

3、组织获得待测组织DNA单链单链对待测单链对待测单链DNA分子进行分子进行_扩扩增，将扩增获得的增，将扩增获得的DNA热处理得到大量的热处理得到大量的DNA单链单链将待测将待测DNA转移到含基因探针的尼龙转移到含基因探针的尼龙膜上膜上将待测将待测DNA与尼龙膜上的与尼龙膜上的DNA探针进探针进行杂交，如果尼龙膜上含有突变基因，就会形行杂交，如果尼龙膜上含有突变基因，就会形成特定颜色的杂交斑。成特定颜色的杂交斑。4.基因诊断的特点：既客观又基因诊断的特点：既客观又_。PCR技术技术灵敏灵敏思考感悟思考感悟1随着信息技术的发展，一些不明病原微生物随着信息技术的发展，一些不明病原微生物引起的流行病，很

4、容易在人群中产生恐慌。用引起的流行病，很容易在人群中产生恐慌。用什么技术可以快速、准确、灵敏的检测到病原什么技术可以快速、准确、灵敏的检测到病原体，并予以消灭，才不致于引起恐慌呢？体，并予以消灭，才不致于引起恐慌呢？【提示提示】基因诊断基因诊断二、神奇的基因芯片二、神奇的基因芯片1.基因芯片：是将大量特定序列的基因芯片：是将大量特定序列的_(探针探针)有序地固定在尼龙膜、玻片或硅片上，从有序地固定在尼龙膜、玻片或硅片上，从而能大量、快速、平行地对而能大量、快速、平行地对DNA分子的分子的_进行测定和定量分析。实际上是一进行测定和定量分析。实际上是一种高密度的种高密度的DNA阵列。阵列。2.基因

5、芯片检测原理：基因芯片检测原理：DNA分子分子_原理。原理。DNA片段片段碱基序列碱基序列杂交杂交3基因芯片的应用基因芯片的应用(1)发现疾病的相关基因。发现疾病的相关基因。(2)用于传染病的检测。用于传染病的检测。(3)基因芯片技术与医学行为的改变基因芯片技术与医学行为的改变基因芯片不仅能做到快速、准确地诊断疾病，基因芯片不仅能做到快速、准确地诊断疾病，还可指导医生针对不同患者的基因活动特点，使还可指导医生针对不同患者的基因活动特点，使用不同的治疗方法，进行用不同的治疗方法，进行_的治疗。的治疗。基因芯片技术还有助于发现不同个体对疾病基因芯片技术还有助于发现不同个体对疾病_的差异。的差异。个

6、体化个体化易感性易感性思考感悟思考感悟2如果将来把每个人的基因做成基因芯片，请如果将来把每个人的基因做成基因芯片，请你设想一下，会有什么作用？你设想一下，会有什么作用？【提示提示】基因身份证、诊断疾病、侦察罪犯基因身份证、诊断疾病、侦察罪犯等。等。三、初露曙光的基因治疗三、初露曙光的基因治疗1.基因治疗：就是把特定的基因治疗：就是把特定的_导入有基导入有基因缺陷的细胞中，从而达到治疗疾病的目的。因缺陷的细胞中，从而达到治疗疾病的目的。外源基因外源基因 2.基因治疗基因治疗SCID的过程的过程(1)SCID患病机理：患者体内有两个来自父母双患病机理：患者体内有两个来自父母双方的有缺陷的腺苷酸脱氨

7、酶基因方的有缺陷的腺苷酸脱氨酶基因(ada)，造成体，造成体内缺乏腺苷酸脱氨酶，导致免疫系统不能完成内缺乏腺苷酸脱氨酶，导致免疫系统不能完成正常功能，只能在无菌条件下生活。正常功能，只能在无菌条件下生活。(2)治疗治疗SCID过程：将人的正常基因与某种病毒过程：将人的正常基因与某种病毒核酸重组核酸重组从从SCID患者体内分离患者体内分离_该病毒感染该病毒感染T淋巴细胞同时淋巴细胞同时将将ada基因导入基因导入T淋巴细胞淋巴细胞培养培养T淋巴细胞淋巴细胞将携带正常将携带正常ada基因的基因的T淋巴细胞再注入患淋巴细胞再注入患者体内者体内获得免疫力。获得免疫力。T淋巴细胞淋巴细胞3基因治疗恶性肿瘤

8、的方案基因治疗恶性肿瘤的方案(1)杀死肿瘤细胞：将抑制癌细胞增生的基因转杀死肿瘤细胞：将抑制癌细胞增生的基因转入到癌细胞内，不仅可阻断癌细胞繁殖，还可入到癌细胞内，不仅可阻断癌细胞繁殖，还可诱导它自杀死亡；或者将抑制癌基因诱导它自杀死亡；或者将抑制癌基因_序列导入癌细胞，使癌基因不序列导入癌细胞，使癌基因不能表达，导致癌细胞不能增殖。能表达，导致癌细胞不能增殖。(2)免疫系统杀死：将提高人类免疫力的免疫系统杀死：将提高人类免疫力的_导入免疫系统，提高人的免疫防御功能，清除导入免疫系统，提高人的免疫防御功能，清除癌细胞。癌细胞。转录的转录的DNA基因基因4.基因治疗的一般步骤：选择治疗基因基因治

9、疗的一般步骤：选择治疗基因将治将治疗基因与疗基因与_结合结合治疗基因在细胞内治疗基因在细胞内正常表达。正常表达。运载体运载体核心要点突破核心要点突破基因诊断基因诊断1基因诊断的原因及概念基因诊断的原因及概念引起人类疾病的原因有很多：一类疾病是由入引起人类疾病的原因有很多：一类疾病是由入侵病原微生物基因的表达引起的；另一类疾病侵病原微生物基因的表达引起的；另一类疾病是人类自身的遗传物质发生变异而引起的。这是人类自身的遗传物质发生变异而引起的。这两类病症的病因都可以追溯到基因，因此，原两类病症的病因都可以追溯到基因，因此，原则上都可以通过基因诊断的方法进行检测。则上都可以通过基因诊断的方法进行检测

10、。基因诊断是指用放射性同位素基因诊断是指用放射性同位素(如如32P)、荧光分、荧光分子等标记的子等标记的DNA分子做探针，利用分子做探针，利用DNA分子杂分子杂交原理，鉴定被检测样本上的遗传信息，从而交原理，鉴定被检测样本上的遗传信息，从而达到检测疾病的目的。达到检测疾病的目的。特别提醒特别提醒基因诊断使用的诊断材料是基因诊断使用的诊断材料是DNA或或RNA。基因诊断的目的：检测基因的存在、缺陷或基因诊断的目的：检测基因的存在、缺陷或表达异常，对人体的状态和疾病作出诊断。表达异常，对人体的状态和疾病作出诊断。基因诊断的基本原理：检测基因诊断的基本原理：检测DNA或或RNA的结的结构变化与否、量

11、的多少及表达功能是否正常。构变化与否、量的多少及表达功能是否正常。基因诊断又称为逆向诊断。基因诊断又称为逆向诊断。2基因诊断的分类基因诊断的分类基因诊断可分为两类：一类是直接检查疾病相基因诊断可分为两类：一类是直接检查疾病相关基因本身的异常。通常使用基因本身或紧邻关基因本身的异常。通常使用基因本身或紧邻的的DNA序列作为探针，或通过序列作为探针，或通过PCR扩增产物，扩增产物，以探查基因有无突变、缺失等异常情况，这种以探查基因有无突变、缺失等异常情况，这种方法称为直接基因诊断，主要适用于已知基因方法称为直接基因诊断，主要适用于已知基因异常的疾病。另一类是间接基因诊断，当疾病异常的疾病。另一类是

12、间接基因诊断，当疾病相关基因已知，但其异常情况尚不清楚，或疾相关基因已知，但其异常情况尚不清楚，或疾病相关基因本身尚属未知时，也可以通过对受病相关基因本身尚属未知时，也可以通过对受检人及其家系进行检人及其家系进行DNA检测和连锁分析，来推检测和连锁分析，来推断受检人的疾病相关基因是否出现了异常。断受检人的疾病相关基因是否出现了异常。3基因诊断的过程基因诊断的过程对恶性肿瘤进行基因诊断的原理和过程如图所对恶性肿瘤进行基因诊断的原理和过程如图所示：示：关于基因诊断的叙述，不正确的是关于基因诊断的叙述，不正确的是()A基因诊断具有更准确、快速、灵敏、简便等基因诊断具有更准确、快速、灵敏、简便等特征特

13、征B基因诊断应用放射性同位素或荧光分子等标基因诊断应用放射性同位素或荧光分子等标记的记的DNA分子做探针分子做探针C基因诊断的技术前提是基因诊断的技术前提是DNA分子杂交分子杂交D科技发展、技术进步，使基因诊断已能完成科技发展、技术进步，使基因诊断已能完成许多疾病的诊断和治疗许多疾病的诊断和治疗【尝试解答尝试解答】D【解析解析】基因诊断的概念要从内容、原理、基因诊断的概念要从内容、原理、特点、成果等方面全面掌握。基因诊断的作用特点、成果等方面全面掌握。基因诊断的作用是诊断疾病，而不能治疗疾病，故是诊断疾病，而不能治疗疾病，故D项错误。项错误。跟踪训练跟踪训练应用基因工程技术诊断疾病的过程应用基

14、因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到检测疾病的目的。中必须使用基因探针才能达到检测疾病的目的。这里的基因探针是指这里的基因探针是指()A用于检测疾病的医疗器械用于检测疾病的医疗器械B用放射性同位素或荧光分子等标记的用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分分子子C合成合成珠蛋白的珠蛋白的DNAD合成苯丙氨酸羟化酶的合成苯丙氨酸羟化酶的DNA片段片段解析：解析：选选B。基因诊断是用放射性同位素或荧光。基因诊断是用放射性同位素或荧光分子等标记的分子等标记的DNA分子做探针，利用分子做探针，利用DNA分子分子杂交原理，鉴定被检测样本上的遗传信息，达杂交原理，鉴定被检测样本上的遗传信息，达

15、到检测疾病的目的。到检测疾病的目的。1基因治疗的概念基因治疗的概念基因治疗就是把特定的外源基因导入有基因缺陷基因治疗就是把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，从而达到治疗疾病的目的。的细胞中，从而达到治疗疾病的目的。特别提醒特别提醒基因治疗一般采用的策略主要有基因置换、基基因治疗一般采用的策略主要有基因置换、基因修复、基因添加和基因失活。它主要包括体细因修复、基因添加和基因失活。它主要包括体细胞基因治疗和生殖细胞基因治疗。胞基因治疗和生殖细胞基因治疗。基因治疗基因治疗基因治疗集基因分离、基因重组、目的基因基因治疗集基因分离、基因重组、目的基因导入与有效表达等多项技术于一体，是一项综导入与有效

16、表达等多项技术于一体，是一项综合性很强、难度很高的生物技术。基因治疗不合性很强、难度很高的生物技术。基因治疗不仅要保证治疗本身的确切疗效，而且更要确保仅要保证治疗本身的确切疗效，而且更要确保治疗对象的人身安全，其难度之大是可想而知治疗对象的人身安全，其难度之大是可想而知的。的。2基因治疗的途径基因治疗的途径基因治疗的途径有两条，一是采用转基因技术基因治疗的途径有两条，一是采用转基因技术将目的基因导入患者的某种细胞中，体外培养将目的基因导入患者的某种细胞中，体外培养使其增殖，然后输回患者体内，这种导入了正使其增殖，然后输回患者体内，这种导入了正常基因的重组受体细胞，植回体内之后便可以常基因的重组

17、受体细胞，植回体内之后便可以纠正或弥补缺陷基因带来的影响；二是将带有纠正或弥补缺陷基因带来的影响；二是将带有治疗作用的基因通过载体直接送入人体内的某治疗作用的基因通过载体直接送入人体内的某些细胞中，直接纠些细胞中，直接纠正或弥补缺陷基因正或弥补缺陷基因的功能的功能(见下图见下图)。3基因治疗的步骤基因治疗的步骤(1)选择治疗基因：对单个基因缺陷引起的遗传选择治疗基因：对单个基因缺陷引起的遗传性疾病，一般采用性疾病，一般采用“缺什么补什么缺什么补什么”的原则，即的原则，即将正常基因运送到有病的细胞中，取代缺陷基将正常基因运送到有病的细胞中，取代缺陷基因，使细胞功能恢复正常。对多基因疾病，从因，使

18、细胞功能恢复正常。对多基因疾病，从中选择出致病的主导基因，对其进行替换或抑中选择出致病的主导基因，对其进行替换或抑制。例如，可将神经营养因子的基因，导入帕制。例如，可将神经营养因子的基因，导入帕金森氏病和老年性痴呆病患者大脑的细胞内，金森氏病和老年性痴呆病患者大脑的细胞内，以减轻患者的症状。以减轻患者的症状。(2)选择运输治疗基因的载体，将治疗基因转入选择运输治疗基因的载体，将治疗基因转入患者体内：通常采用的载体是病毒。即将治疗患者体内：通常采用的载体是病毒。即将治疗基因整合到失去繁殖能力的病毒内，利用病毒基因整合到失去繁殖能力的病毒内，利用病毒极高的感染能力，把基因导入特定的组织细胞极高的感

19、染能力，把基因导入特定的组织细胞中。这种方法的优点是携带的基因数量大，并中。这种方法的优点是携带的基因数量大，并且基因在患者体内很容易表达，缺点是安全性且基因在患者体内很容易表达，缺点是安全性问题尚未完全解决。问题尚未完全解决。2003年，美国科学家利用年，美国科学家利用一种环聚酯化合物，将治疗基因压缩包装在极一种环聚酯化合物，将治疗基因压缩包装在极其微小的颗粒中，并定向导入特定癌细胞的染其微小的颗粒中，并定向导入特定癌细胞的染色体中，从而达到了既高效又安全的目的。色体中，从而达到了既高效又安全的目的。(3)治疗基因的表达：进入细胞的外源基因必须治疗基因的表达：进入细胞的外源基因必须完整无损，

20、能在细胞内表达出有正常功能的蛋完整无损，能在细胞内表达出有正常功能的蛋白质，才能发挥其治疗作用。多年来，人们一白质，才能发挥其治疗作用。多年来，人们一直希望能人为控制外源基因的表达，目前这一直希望能人为控制外源基因的表达，目前这一愿望已快实现。在动物实验中，用口服诱导剂愿望已快实现。在动物实验中，用口服诱导剂已可定时定量上调或下调外源基因产生的蛋白已可定时定量上调或下调外源基因产生的蛋白质数量，但应用到病人身上，还需较长时间。质数量，但应用到病人身上，还需较长时间。(2011年长春高二检测年长春高二检测)下列关于基因治疗下列关于基因治疗的叙述，错误的是的叙述，错误的是()A通过导入目的基因来实

21、现对缺陷基因的抑制、通过导入目的基因来实现对缺陷基因的抑制、替换或修补替换或修补B基因治疗也可用于基因的改造，提高人类基因治疗也可用于基因的改造，提高人类“优秀优秀”基因的频率基因的频率C基因治疗最终要通过对目的基因表达的调控基因治疗最终要通过对目的基因表达的调控实现实现D基因治疗过程中需要载体的参与基因治疗过程中需要载体的参与【尝试解答尝试解答】B【解析解析】基因治疗的前提是获得治疗基因，基因治疗的前提是获得治疗基因，在载体的参与下导入缺陷细胞中并进行表达，在载体的参与下导入缺陷细胞中并进行表达，实现对缺陷基因的抑制、替换或修补，以达到实现对缺陷基因的抑制、替换或修补，以达到彻底治疗的目的。

22、而非治疗性的改造基因则可彻底治疗的目的。而非治疗性的改造基因则可能导致人类某些基因的丢失，影响基因的多样能导致人类某些基因的丢失，影响基因的多样性，是不可取的。性，是不可取的。【探规寻律探规寻律】基因治疗的一般步骤：选择治基因治疗的一般步骤：选择治疗基因疗基因将治疗基因与运载体结合将治疗基因与运载体结合治疗治疗基因在细胞内正常表达。运载体常用的是有基基因在细胞内正常表达。运载体常用的是有基因缺陷的病毒，该病毒一般不会引起受体细胞因缺陷的病毒，该病毒一般不会引起受体细胞病变。病变。解析：解析：选选A。基因治疗就是把特定的外源基因导。基因治疗就是把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，从而达到治疗疾病的入有基因缺陷的细胞中，从而达到治疗疾病的目的。目的。