基因工程的应用最新ppt演示课件

.,1,基因工程的基本操作程序,获取目的基因从基因文库利用PCR化学方法人工合成构建基因表达载体目的基因、启动子、终止子、标记基因将目的基因导入受体细胞农杆菌转化法、显微注射法、Ca2+处理法目的基因的检测与鉴定检测：是否插入、转录、翻译鉴定：个体生物学水平的鉴定,.,2,基因工程的应用,.,3,1.植物基因工程硕果累累,抗虫转基因植物,方法：,目的基因：,从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因，将其导入作物中，使其具有抗虫性,Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等,成果：,转基因抗虫棉；转基因抗虫水稻等。,.,4,抗虫棉（左）和普通棉（右）的叶子,转基因抗虫水稻（绿色植株）与对照（黄色枯萎植株）,1.植物基因工程硕果累累,.,5,目的基因：,病毒外壳蛋白基因（CP基因）病毒的复制酶基因,成果：,抗烟草花叶病毒的转基因烟草抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。,1.植物基因工程硕果累累,抗病转基因植物,抗病毒基因：,几丁质酶基因抗毒素合成基因,抗真菌基因：,引起植物生病的病原微生物有：病毒、真菌和细菌,.,6,1.植物基因工程硕果累累,抗逆转基因植物,成果：,A.利用调节细胞渗透压的基因，提高作物抗旱和抗盐碱能力；B.将鱼的抗冻蛋白基因转入番茄，提高番茄的抗冻能力。C.将抗除草剂基因导入农作物中，在喷洒除草剂时，杀死杂草而不杀死农作物。,.,7,1.植物基因工程硕果累累,利用转基因改良农作物品质,成果：,A.将富含赖氨酸的蛋白质的编码基因导入玉米，获得的转基因玉米赖氨酸含量提高30。B.将控制番茄成熟的基因带入番茄，获得转基因延熟番茄，储存期可以达2个月。C.将与植物花青素有关的基因导入矮牵牛中，转基因矮牵牛出现颜色变异。,.,8,2.动物基因工程前景广阔,用于提高动物生长速度,目的基因？举例说明,用于改善畜产品品质,举例说明,用转基因动物生产药物,如何操作？生产出哪些药物？,用转基因动物做器官移植的供体,如何操作？,.,9,2.动物基因工程前景广阔,用于提高动物生长速度,目的基因：,生长激素基因,例如：,将外源生长激素基因导入鲤鱼体内，9个月后转基因鲤鱼比对照组重1.5Kg。,肠乳糖酶基因,例如：,将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使转基因奶牛中乳糖含量大大降低。,用于改善畜产品品质,目的基因：,.,10,2.动物基因工程前景广阔,药用蛋白基因,用转基因动物生产药物（生物反应器或乳腺生物反应器）,目的基因：,过程：,获取目的基因（药用蛋白基因）,构建基因表达载体（药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组）,显微注射（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（只有在产下的雌性动物个体中，转入的基因才能表达）,动物进入泌乳期（分泌的乳汁中包含所需要的药物）,.,11,为什么乳腺能成为基因药物最理想,（1）乳腺是一个外分泌腺器官，乳汁不进入体内循环，不会影响基因动物本身的生理代谢反应。（2）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。（3）从乳汁中源源不断获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可大量繁殖。,.,12,2.动物基因工程前景广阔,乳腺生物反应器：,用转基因动物生产药物,指以转基因雌性动物个体的乳腺分泌乳汁来生产所需药品。,优点：,产量高 质量好成本低 易提取,成果：,抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、抗胰蛋白酶,.,13,2.动物基因工程前景广阔,用转基因动物做器官移植的供体,供体动物：,猪,存在难题：,解决方法：,将供体基因组导入某种基因调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。,免疫排斥,.,14,3. 基因工程药物,在传统的药品生产中，某些药品直接从生物的组织、细胞或血液中提取。如胰岛素从生物胰腺中提取，干扰素从血液中提取。,传统生产方法的缺点：,由于受原料来源的限制，数量少且价格十分昂贵。,可利用什么方法来解决上述问题？,利用基因工程方法制造“工程菌”，可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。,.,15,一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。,基因工程药品 胰岛素,3. 基因工程药物,.,16,干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。此外对治疗某些癌症和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。,基因工程药品 干扰素,3. 基因工程药物,.,17,治疗侏儒症的唯一方法，是注射生长激素。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,3. 基因工程药物,目前我国生产的基因工程药物有白细胞介素2、干扰素、乙肝疫苗等。,.,18,18,4. 基因治疗,基因治疗：,基因治疗是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。这是治疗遗传病的最有效的手段。,.,19,体外基因治疗：从病人体内获取某种细胞进行培养，然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩大培养，最后重新输入患者体内。,.,20,4. 基因治疗,体内基因治疗：,例如：,CFTR基因缺失3个碱基对,CFTR蛋白缺少一个苯丙氨酸，导致CFTR蛋白结构异常,CFTR蛋白转运氯离子的功能异常,患者支气管内黏液增多,黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染,囊性纤维病,直接向人体细胞中转移基因,.,21,4. 基因治疗,治疗方法：,利用修饰的腺病毒作为载体，将治疗囊性纤维病的正常基因转入患者的肺部组织中。,体内基因治疗：,直接向人体细胞中转移基因,.,22,基因芯片,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。1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来基因诊断：基因诊断是用反射性同位素（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从正常人的基因组中分离出DNA与基因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与基因芯片杂交就可以得出病变图谱通过比较、分析两种图谱，就可以得出病变的DNA信息。