《基因工程的应用》ppt课件

1.3 基因工程的应用 制作：盐城市明达中学 严建农 一一、植物基因工程硕果累累、植物基因工程硕果累累 1、在农业中的应用发展迅速 2、主要用于 提高作物的抗逆能力 改良农作物的品质 生产药物 抗虫 抗病 抗盐碱、干旱 抗除草剂 抗寒 其他抗逆性 抗虫转基因植物抗虫转基因植物 抗病转基因植物抗病转基因植物 转鱼抗寒蛋白基因的番茄 转基因抗除草剂植物转基因抗除草剂植物 转黄瓜抗青枯病基因 的甜椒 转黄瓜抗青枯病基因的 马铃薯 不会引起过敏的 转基因大豆 利用转基因改良植物的品质利用转基因改良植物的品质 二二、动物基因工程前景广阔、动物基因工程前景广阔 1. 1.用于提高动物生长速度用于提高动物生长速度 2. 2.用于改善畜产品的品质用于改善畜产品的品质 3. 3.用转基因动物生产药物用转基因动物生产药物 4. 4.用于转基因动物作器官移植的供体用于转基因动物作器官移植的供体 用于提高动物生长速度用于提高动物生长速度 用于改善畜产品的品质用于改善畜产品的品质 如，将肠乳糖酶基因导入奶牛， 转基因奶牛分泌的乳汁，乳糖含 量降低，营养成分不变。 用转基因的动物生产药物用转基因的动物生产药物 乳腺生物反应器 药用蛋白基因 导入 受精卵 转基因动物 发育成 分泌 乳汁 （含药用蛋白） 转基因动物的转基因动物的乳腺乳腺。 就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？ 是指把人或哺乳动物的某种是指把人或哺乳动物的某种基因导入基因导入到到 哺乳动物哺乳动物( (如鼠、兔、羊和猪如鼠、兔、羊和猪) )的的受精卵受精卵里，里， 目的基因若与受精卵染色体目的基因若与受精卵染色体DNADNA整合整合，细胞，细胞 分裂时，该基因随染色体的分裂时，该基因随染色体的倍增倍增而倍增，使而倍增，使 每个细胞中都带有目的基因，使每个细胞中都带有目的基因，使性状得以表性状得以表 达达，并，并稳定地遗传稳定地遗传给后代，从而给后代，从而获得基因产获得基因产 品品。这样一种新的个体，称为。这样一种新的个体，称为转基因动物转基因动物。 什么叫转基因动物？什么叫转基因动物？ 1 1）乳腺是一个外分泌器官，）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入乳汁不进入 体内循环体内循环，不会影响不会影响转基因动物本身的转基因动物本身的生理生理 代谢反应代谢反应。 2 2）从乳汁中获取目的基因产物，）从乳汁中获取目的基因产物，产量高产量高 ，易提纯，易提纯，表达的，表达的蛋白质已经过充分的修饰蛋白质已经过充分的修饰 加工，具有稳定的生物活性加工，具有稳定的生物活性。 3 3）从乳汁中）从乳汁中源源不断源源不断获得目的基因的产获得目的基因的产 物的同时，物的同时，转基因动物转基因动物又可又可无限繁殖无限繁殖。 为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场 所呢？所呢？ 三、基因工程药品异军突起三、基因工程药品异军突起 在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、 干扰素直接生物体的哪些结构中提取？干扰素直接生物体的哪些结构中提取？ 药品直接从生物的药品直接从生物的组织、细胞组织、细胞或或血液血液中提取。中提取。 传统生产方法的缺点传统生产方法的缺点 由于受原料来源的限制，由于受原料来源的限制，价格价格十分十分昂贵昂贵。 可利用什么方法来解决上述问题？可利用什么方法来解决上述问题？ 利用利用基因工程基因工程方法制造方法制造“ “工程菌工程菌” ”，可，可高高 效率效率地生产出各种地生产出各种高质量高质量、低成本低成本的药品。的药品。 基因工程胰岛素（一） 胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以 来只能依靠从猪、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。 胰岛素分子结构胰岛素分子结构 基因工程胰岛素（二） 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%! 胰岛素生产车间胰岛素生产车间 基因工程干扰素（一） 干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药” ！过去从人血中提取，300L血才提取 1mg！其“珍贵”程度自不用多说。 干扰素生产车间干扰素生产车间 干扰素分子结构干扰素分子结构 基因工程干扰素( 二） 基因工程人干扰素-2b（安达芬） 是我 国第一个全国产化基因工程人干扰素-2b ，具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节 人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾 病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公 认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生 物治疗的主要药物。 其它基因工程药物 人造血液及其生产人造血液及其生产 人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过 基因工程实现工业化生产，均为解除人类 的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大 的作用。 治疗侏儒症治疗侏儒症的的唯一方法唯一方法，是向人体注射，是向人体注射 生长激素。而生长激素的获得很困难。以前生长激素。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，要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的 底部底部摘取垂体摘取垂体，并从中提取生长激素。，并从中提取生长激素。 现可利用基因工程方法，将人的现可利用基因工程方法，将人的生长激生长激 素基因导入大肠杆菌素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素中，使其生产生长激素 。人们从。人们从 450 L450 L大肠杆菌培养液中提取的生大肠杆菌培养液中提取的生 长激素，相当于长激素，相当于6 6万具尸体的全部产量。万具尸体的全部产量。 基因工程药品基因工程药品 生长激素生长激素 四四、基因治疗曙光初照、基因治疗曙光初照 1、基因治疗： 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。 2、举例： 复合型免疫缺陷症 复合型免疫缺陷症的基因工程治疗 复合型免疫缺陷症患者缺乏 正常的人体免疫功能，只要 稍被细菌或者病毒感染，就 会发病死亡。这个病的机理 是细胞的一个常染色体上编 码腺苷酸脱氨酶的基因发生 了突变。可以通过基因工程 的方法治疗。 患者生存在无菌环境中患者生存在无菌环境中 4、用于基因治疗的基因种类 体外基因治疗 体内基因治疗 3、基因治疗的形式 （1）用正常基因代替缺陷基因，或依靠其表达产物来 弥补病变基因带来的缺陷。如血友病、地中海贫血病 的治疗。 （2）反义基因。用mRNA分子与病变的mRNA分子进 行互补，阻断蛋白质的合成。 （3）自杀基因。编码可杀死癌变细胞的蛋白酶基因。 练 习 1、转基因技术在植物品种改良方面应用广泛， 其中一项基因工程就是改造CO2固定酶。其目 的是（ ） A、提高光合作用效率 B、延长果实的储藏期 C、培育新作物品种 D、提高植物的抗性 A 2、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带 白蛋白基因的转基因牛，他们还研究出一种可大 大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳 汁中的药物蛋白含量提高30多倍。“转基因