《基因工程的应用》教育课件

.,基因工程的应用,.,利用基因工程技术导入外源基因培育出的能够将新形状稳定地遗传给后代的基因工程生物。,克服远缘杂交的障碍（打破常规育种难以突破种的界限）； 目的性强；育种周期短。,基因工程的优点：,转基因生物：,.,一、植物基因工程硕果累累,哪些转基因作物已进入大规模商业化应用阶段?,植物基因工程的成果都是由哪几方面组成？,一是外源基因来源；二是外源基因的表达成果。,植物基因工程技术主要应用？,思考：,.,1.抗虫转基因植物 2.抗病转基因动物 3.其他抗逆转基因植物 4.利用转基因技术改良植物的品质 5.利用转基因技术提高作物产量,杀虫基因种类？,成果？,一、植物基因工程硕果累累,.,必需氨基酸（8种）：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸（甲硫氨酸）、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。饮食中经常缺少必需氨基酸，可影响健康。 非必需氨基酸:人体细胞能够合成的氨基酸(12种)。,.,二、动物基因工程前景广阔,动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等,1.用于提高动物生长速度2.用于改良畜产品的品质3.用于提高抗病能力4.转基因动物生产药物（药用蛋白）5.用转基因动物作器官移植的供体,.,（1）概念：将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，将受精卵送入母体，使其发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品，称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。,1.乳腺生物反应器,（2）优点：,重点释疑,产量高；质量好；成本低；易提取。,.,乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可无限繁殖。,（3）为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？,.,获取目的基因（例如血清白蛋白基因）构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）显微注射导入哺乳动物受精卵中形成胚胎将胚胎送入母体动物发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达）。,（4）乳腺生物反应器的操作过程：,.,转基因动物是指以实验方法导入外源基因，在染色体组内稳定整合并能遗传给后代的一类动物。,2.什么叫转基因动物？,重点释疑,.,转基因动物的应用前景：,有利于了解多种生命现象本质，如研究基因结构与功能的关系，核质关系，胚胎发育调控以及肿瘤等；可用来研究动物疾病的发病机理及治疗方法；改造动物的基因组，改良动物的经济性状，如使生长速度加快、瘦肉率提高，肉质改善，饲料利用率提高，抗病力增强等。有利于对动物遗传资源保护。转基因动物可作为医用或食用蛋白的生物反应器。,.,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。,重要步骤：感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中。,.,一是外源基因;二是外源基因在动物体内的表达成果，如动物生长速率加快、转基因鲤鱼、乳腺生物发生器、没有免疫反应的克隆猪器官等。,动物基因工程的成果来源？,动物基因工程的主要用途：,提高动物的抗病能力、提高产品产量、改善产品品质、生产药用蛋白、器官移植等。,小结,.,三、基因工程药品,1.利用工程菌生产基因工程产品,工程菌：工程菌的应用：高效率的生产各种高质量、低成本的药品。,2.利用转基因动物生产药物,.,胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取45g胰岛素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。1979年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，并在大肠杆菌内实现了表达。1982年，美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市场，售价降低了30%50%。,基因工程药品 胰岛素,.,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。,基因工程药品 生长激素,.,干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对治疗癌症和某些白血病也有一定疗效。传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提取，每300L血液只能提取出1mg干扰素。19801982年，科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，是传统的生产量的12万倍。1987年上述干扰素大量投放市场。,基因工程药品 干扰素,.,利用微生物生产药物的优越性何在?,利用微生物生产蛋白质类药物，是指将人们需要的某种蛋白质的编码基因，构建成表达载体后导入微生物，然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药物。有以下优越性：（1）利用活细胞作为表达系统，表达效率高，无需大型装置和大面积厂房就可以生产出大量药品。（2）可以解决传统制药中原料来源的不足。利用基因工程菌发酵生产就不需要从动物或人体上获取原料。（3）降低生产成本，减少生产人员和管理人员。,.,1.基因诊断：,四、基因诊断和基因治疗,基因诊断也称为DNA诊断或基因探针技术，即用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子作探针，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。 运用基因分析对疾病作出诊断的方法，是遗传病最准确的诊断手段，可用于一切遗传病的诊断。,.,2、基因治疗概念：,把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，是治疗遗传病的最有效的手段。（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）,实例：,美国马里兰州一女孩，免疫缺陷，只能呆在无菌室。检查发现体内缺少腺苷酶，原因是缺乏表达合成腺苷酶的基因。,.,实例：,将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。,美国马里兰州一免疫缺陷女孩的治疗,.,3、基因治疗的类型,体外基因治疗：,体内基因治疗：,4、基因治疗的发展现状：处于初期的临床试验阶段,5、用于基因治疗的基因种类： 正常基因 反义基因 自杀基因,.,拓展：在抗病毒转基因植物中，为什么使用病毒外壳蛋白基因可以抗病毒侵染？,关于病毒外壳蛋白基因(CP基因)导入植物后的抗病毒机理，目前有几种假说。一种假说认为：CP基因在植物细胞内表达积累后，当入侵的病毒裸露核酸进入植物细胞后，会立即被这些外壳蛋白重新包裹，从而阻止病毒核酸分子的复制和翻译。另一种假说认为：植物细胞内积累的病毒外壳蛋白会抑制病毒脱除外壳，使病毒核酸分子不能释放出来。然而最近的研究表明，如果将病毒的外壳蛋白的AUG起始密码缺失，使之不能被翻译，或者将外壳蛋白基因变成反义RNA基因，整合到植物细胞染色体上，转基因植物则有很好的抗性。因此，有人认为抗性机理不是外壳蛋白在起作用，而是CP基因转录出RNA后，与入侵病毒RNA之间的相互作用起到了抗性作用。,.,上海自动化仪表厂是上海自动化仪表有限公司是上海上自仪股份控股的子公司，是向国内发行A股，向国外发行B股的上市公司，是国家大型一级企业，上海自动化仪表厂DCS公司 上海自动化仪表厂DCS公司“中国500家最大工业企业”和“全国工业企业技术开发实力百强”之一，是上海高新技术企业，连续多年被上海市人民政府和原机械工业部授予“优秀企业”称号性有发作了。“不就是些不要的瓶瓶罐罐吗，有什么好惊叹的。”茉莉无奈的扭过头去，一副我不认识你的样子。“不，不，不，小茉莉，你的思想太简单了。”慕容凌娢指着那些废旧器具说道，“也许现在看来，它们就是一群破铜烂铁，但只要回到21世纪，它们就能变成不折不扣的金山银山。”“不许叫小茉莉！”茉莉不知为何突然紧张起来，她有些语无伦次的说道，“我我明明比你大的。”“什么啊，原来茉莉你也是个傲娇”慕容凌娢装作若无其事的摇了摇头，“所以说你带我来这里干什么？”“百蝶说让你肉偿”“来真的啊！怎么可以！”慕容凌娢大声叫道，引来了不少正在干活的女工的注意。面对这么多人好奇的眼神，慕容凌娢第一次觉得有些不好意思。“这些群众的眼神还真是犀利啊哈哈哈”慕容凌娢心虚的想要转移话题。“明明就是你太吵了。”茉莉已经恢复了往常那种阴冷的表情。“看什么看，赶快干活，还想不想吃晚饭了！”一个严厉的女声响起。“哟，这不是茉莉姑娘吗？怎么，不呆在百蝶楼主身边，来这种脏乱的地方干什么。”这女子一脸讨好的冲着茉莉笑道。这个女子应该就是这里管事的人了，慕容凌娢上下打量眼前这个人，穿着灰色的布衣，头发干练的盘在头顶用一枝木簪固定住，虽然衣着朴素，但由内而外散发出一种凌厉的气势。一看就是那种不好惹的人，还是先套近乎好了。慕容凌娢想到这儿便也是满脸堆笑。“您还，我叫白绫。”既然百蝶在人前都这样称呼自己，她也就只好接受了这个化名。“初来乍到，还请”“她惹百蝶生气了，所以被罚到这里打杂。”茉莉冷冷地打断了慕容凌娢的话，“你随便给她点活干干就好了。”“是是是，茉莉姑娘方心，我一定会好好管教她的。”那女子连连点头，但看慕容凌娢的眼神已经完全不同了，多了几分不屑和侥幸。这也太势利了吧，茉莉还没离开就已经暴露本性了，如果茉莉离开，那自己还不得被她给慕容凌娢打了一个冷颤，轻轻拽了拽茉莉的袖子，用可怜兮兮的眼神看着茉莉，想要向她求助。然而茉莉就像什么都没有看见一样，极其冷淡地甩开了慕容凌娢的手。“那她就归你了，一视同仁就好了。