基因工程的应用PPT课件.ppt

1 3基因工程的应用 1 一 植物基因工程 转基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力 以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面 1 抗虫转基因植物2 抗病转基因植物3 抗逆转基因植物4 利用转基因改良植物的品质 2 1 抗虫转基因植物 优点 减少环境污染 减低生产成本 提高产量 例子 棉花 水稻 玉米 马铃薯 番茄等等 主要杀虫基因 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 典型例子 转基因抗虫棉 Bt毒蛋白基因 3 2 抗病转基因植物 抗病基因 病毒外壳蛋白基因 病毒的复制酶基因 抗真菌基因 几丁质酶基因 抗毒素合成基因 4 3 抗逆转基因植物 转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 5 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯 特点 导入另一种生物的优良性状基因 获得新性状抵抗恶劣环境因素 从根本上改变作物的特性 6 4 利用转基因改良植物的品质 不会引起过敏的转基因大豆 优点 改善粮食作物的营养成分含量 如氨基酸 蛋白质 7 转基因蓝玫瑰 优点 提高花卉的观赏价值 8 二 动物基因工程前景广阔 特点 发展较迟 应用方面广 1 提高生长速度2 改善畜产品的品质3 生产药物4 作为器官移植的供体 9 1 用于提高动物生长速度 原因 外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长更快 转基因鲤鱼 10 2 用于改善畜产品的品质 优点 避免食物过敏 腹泻 恶心等不适 转基因牛的乳汁 降低乳糖含量 11 3 用转基因的动物生产药物 重点 优点 产量高 质量好 成本低 易提取 方法 乳腺生物反应器 注意 雌性个体才能生产药物 12 为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢 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 13 过程 1 重组药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子2 用显微注射法导入到受精卵3 将受精卵送入母体生长发育4 转基因动物进入泌乳期后 提取乳汁 产物 抗凝血酶 血清白蛋白 生长激素 抗胰蛋白酶 14 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 该过程的重要步骤是通过感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中 基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么 将人的生长激素基因和牛的生长激素基因分别注射到小白鼠受精卵中 得到的 超级小鼠 15 基因工程药品 生长激素 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450L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 16 4 用转基因的动物作器官移植的供体 17 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 药品直接从生物的组织 细胞或血液中提取 传统生产方法的缺点由于受原料来源的限制 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 三 基因工程药品异军突起 19 胰岛素从猪 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 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 使其价格降低了30 50 基因工程药品 胰岛素 20 利用生物工程获得胰岛素 21 从人血中提取干扰素 300L血才提取1mg 通过基因工程的方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌 每1Kg的培养液可提取20 40mg干扰素 人造血液及其生产 基因工程药品 干扰素 22 基因诊断 也称为DNA诊断或基因探针技术 即在DNA水平分析检测某一基因 从而对特定的疾病进行诊断 探针制备 放射性同位素 如32P 荧光分子等标记的DNA分子 原理 利用DNA分子杂交原理 四 基因治疗曙光初照 23 基因探针 基因探针就是一段与目的基因或DNA互补的特异核苷酸序列 它包括整个基因 或基因的一部分 可以是DNA本身 也可以是由之转录而来的RNA 24 DNA分子杂交原理 DNA分子杂交是基因诊断最基本的方法之一 其基本原理是 互补的DNA单链能够在一定条件下结合成双链 即能够进行杂交 这种结合是特异的 即严格按照碱基互补配对进行 因此 当用一段已知基因的核苷酸序列作为探针 与被测基因进行接触 若两者的碱基完全配对成双链 则表明被测基因中含有已知的基因序列 25 基因诊断技术在什么方面发展迅速 在诊断遗传性疾病方面发展迅速 目前已经可以对几十种遗传病进行产前诊断 举例 珠蛋白的DNA探针 镰刀状细胞贫血症 苯丙氨酸羧化酶基因探针 苯丙酮尿症 白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的DNA探针 白血病 26 基因治疗 是指是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中 达到治疗疾病的目的 患半乳糖血症的患者 由于细胞内半乳糖苷转移酶基因缺陷而缺少半乳糖苷转移酶 使过多的半乳糖在体内积聚 引起肝 脑等功能受损 1971年 美国科学家在体外做了试验 用带有半乳糖苷转移酶基因的噬菌体侵染患者的离体组织细胞 结果发现这些组织细胞能够利用半乳糖了 这表明 用基因替换的方法治疗这种遗传病是可能的 27 28 29 基因工程与食品业 基因工程为食品工业中提供了什么前景 基因工程为人类开辟新的食物来源 鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中表达获得成功 这表明 未来能用发酵罐培养的大肠杆菌或酵母菌来生产人类所需要的卵清蛋白 用基因工程的方法从微生物中获得人们所需要的糖类 脂肪和维生素等产品 30 基因工程与环境保护 基因工程在环保方面有什么应用 用于环境监测 用于被污染环境的净化 通过基因工程方法怎样进行环境监测 例如 用DNA探针可以检测饮用水中病毒的含量 此方法的特点是快速 灵敏 1吨水中有10个病毒也能检测出来 31 通过基因工程方法怎样净化被污染的环境 用基因工程产物 超级细菌 分解石油 可以大大提高细菌分解石油的效率 具体方法 将能分解三种烃类的假单孢杆菌的基因都转移到能分解另一种烃类的假单孢杆菌内 创造出了能同时分解四种烃类的 超级细菌 用基因工程培养出 吞噬 汞和降解土壤中DDT的细菌 以及能够净化镉污染的植物 通过基因重组构建新的杀虫剂 取代生产过程中耗能多 易造成环境污染的农药 并试图通过基因工程回收和利用工业废物 32 练习1 2008理综山东卷 为扩大可耕地面积 增加粮食产量 黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注 我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系 1 获得耐盐基因后 构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的处 DNA连接酶作用于处 填 a 或 b 33 练习1 2008理综山东卷 为扩大可耕地面积 增加粮食产量 黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注 我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系 2 将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和法 3 由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用