基因工程应用.ppt

基因工程应用 生物组马玲 基因工程的应用 植物方面提高植物的抗虫 抗病 抗逆性改良植物的品质动物方面提高动物生长速度改善畜产品的品质用转基因动物生产药物用转基因动物作器官移植的供体研制药物基因治疗环境保护 1 抗虫转基因植物 方法 从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因 将其导入农作物中 使其具有抗虫性 目的基因包括 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 一 植物基因工程硕果累累 抗虫棉 普通棉 科学家从苏云金芽孢杆菌中提取出毒蛋白基因 并成功的导入棉细胞内使之合成毒蛋白 2 抗病转基因作物 转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 目的基因 几丁质酶基因 抗毒素合成基因 病毒外壳蛋白基因等 3 抗逆转基因作物 抗旱抗涝抗冻 寒 抗除草剂 转抗寒基因的番茄 4 利用转基因改良植物的品质 将植物花青素代谢有关基因导入花卉植物矮牵牛中 转基因矮牵牛呈现自然界中没有的颜色 大大提高花卉的观赏价值 2008年11月1日闭幕的东京国际花卉博览会上 全球首批真正的蓝玫瑰首次在公众面前亮相 该蓝玫瑰是转入三色紫罗兰所含一种能刺激蓝色素产生的基因 呈现自然的蓝色 预防乙肝不用打针 只要吃几个西红柿就行 这可不是玩笑 中国农科院生物技术研究中心经过十年研究 培育出的抗乙肝西红柿顺利通过前三个阶段的测试 有望上市 吃西红柿能防乙肝 二 动物基因工程前景广阔 1 用于提高动物生长速度 目的基因 生长激素基因 超级小鼠 转生长激素基因的鲤鱼 2 用于改善畜产品的品质 举例 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组 获得转基因牛 其他营养不变的情况下 乳糖含量大大降低 3 用转基因动物生产药物 动物乳腺生物反应器 动物乳腺是基因药物最理想的表达场所 Why 1 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 2 从乳汁中获取目的基因产物 产量高 3 乳汁中蛋白质种类少 主要是乳球蛋白 酪蛋白等易提纯 4 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 乳汁中含有人生长激素的转基因牛 阿根廷 4 用转基因动物作器官移植的供体器官移植过程中器官短缺是一个世界性难题 免疫排斥 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 寻找替代器官 存在的难题 解决方法 哪种生物比较理想 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 在传统的药品生产中 某些药品如胰岛素 干扰素 生长激素等是直接从生物体的组织 细胞或血液中提取得到的 三 基因工程药品异军突起 胰岛素是治疗糖尿病的特效药每100kg胰腺只能提取4 5g胰岛素 胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组售价降低了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需解剖尸体 从大脑的底部摘取垂体 并从中提取生长激素 基因工程药品 生长激素 生长激素基因导入大肠杆菌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 干扰素是病毒侵入细胞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 此外干扰素对治疗某些癌症和白血病也有一定疗效 基因工程药品 干扰素 白细胞内提取 每300L血液只能提取出1mg干扰素 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 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 即在DNA水平分析检测某一基因 从而对特定的疾病进行诊断 原理 利用DNA分子杂交原理 基因治疗 是根本性的治疗 取代致病基因 有目的地抑制异常基因表达 1 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 特点 灵敏 快速 2 环境污染治理石油中含有多种烃类物质对环境造成很大污染 假单孢杆菌能分解石油 但每一种假单孢杆菌只分解一种石油中成分 基因工程做成的 超级细菌 能吞食和分解多种污染环境的物质 五 基因工程与环境保护 转基因生物安全性 观点 不安全1 老鼠吃了转基因土豆后 脾 肾和消化道出现损伤 免疫系统遭到破坏 2 帝王蝶幼虫吃了转基因玉米的花粉沾染过的牛奶草叶片后 近一半个体死亡 3 转基因食物引起食物安全性问题的理由 安全性检测问题 滞后效应 担心出现新的过敏原 担心营养成分的改变 4 可能会扩散到种植区以外 成为野生种类 可能成为 入侵的外来干涉物种 5 引起基因污染6 从环境安全方面看 物种之间的制约 均衡和多样性的生态平衡 是自然长期自然进化的结果 而对部分自然动植物大规模引入外源性基因 实现了在自然状态下无法实现的基因转移和基因突变 并可能导致对其它动植物的伤害和长期生态平衡的打破 一些实验和事实已经部分证明了这种担忧 如一些抗虫害的转基因作物在杀灭害虫的同时也导致益虫的死亡 观点 安全1 目前还没有转基因食品对人类产生危害的报道 且多环节 严谨的安全性评价 可以保证转基因食物的安全2 转基因食品和非转基因食品都是由氨基酸 蛋白质和碳水化合物构成 理论上是安全的 3 转基因不会改变生物原有的分类地位 不会破坏生态系统的稳定性 理性看待转基因技术 a 趋利避害 而不能因噎废食b 建立相应的法规 基因工程安全管理办法 农业转基因生物标识管理办法