基因工程的應(yīng)用ppt課件

1,2,基因工程的應(yīng)用,專題基因工程,3,一、植物基因工程碩果累累,轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力,以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物等方面.,4,1.抗蟲轉(zhuǎn)基因植物,5,抗蟲害的玉米,6,2.抗病轉(zhuǎn)基因植物,7,3.其他抗逆轉(zhuǎn)基因植物,8,轉(zhuǎn)魚抗凍蛋白基因的番茄,9,轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒,10,轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯,11,不會引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆,12,4.利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì),13,提高觀賞價值,14,基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用：,1）高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具優(yōu)良品質(zhì)的品種用基因工程的方法可以改善糧食作物的蛋白質(zhì)含量。如“轉(zhuǎn)基因高賴氨酸玉米”植株。2）抗逆性品種將細菌的抗蟲、抗病毒、抗除草劑、抗鹽堿、抗干旱、抗高溫等抗性基因轉(zhuǎn)移到作物體內(nèi)，將從根本上改變作物的特性。如轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。,15,繁殖具有抗病能力、高產(chǎn)仔率、高產(chǎn)奶率和高質(zhì)量的皮毛等優(yōu)良品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因動物。該過程的重要步驟是通過顯微注射技術(shù)將重組DNA轉(zhuǎn)移到動物受精卵中。,基因工程在畜牧養(yǎng)殖業(yè)上的應(yīng)用主要是什么？,將人的生長激素基因和牛的生長激素基因分別注射到小白鼠受精卵中，得到的“超級小鼠”。,16,水母,17,二、動物基因工程前景廣闊,1.用于提高動物生長速度,18,2.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì),3.用轉(zhuǎn)基因的動物生產(chǎn)藥物,如轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁，乳糖含量降低，營養(yǎng)成分不變,19,是指把人或哺乳動物的某種基因?qū)氲讲溉閯游?如鼠、兔、羊和豬)的受精卵里，目的基因若與受精卵染色體DNA整合，細胞分裂時，該基因隨染色體的倍增而倍增，使每個細胞中都帶有目的基因，使性狀得以表達，并穩(wěn)定地遺傳給后代，從而獲得基因產(chǎn)品。這樣一種新的個體，稱為轉(zhuǎn)基因動物。,什么叫轉(zhuǎn)基因動物？,20,轉(zhuǎn)基因牛,乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷),21,1）乳腺是一個外分泌器官，乳汁不進入體內(nèi)循環(huán)，不會影響轉(zhuǎn)基因動物本身的生理代謝反應(yīng)。2）從乳汁中獲取目的基因產(chǎn)物，產(chǎn)量高，易提純，表達的蛋白質(zhì)已經(jīng)過充分的修飾加工，具有穩(wěn)定的生物活性。3）從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產(chǎn)物的同時，轉(zhuǎn)基因動物又可無限繁殖。,為什么乳腺能成為基因藥物理想的表達場所呢？,就基因藥物而言，理想的表達場所是哪里？,轉(zhuǎn)基因動物的乳腺。,22,轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體,選擇豬的器官做人的器官替代品的原因：,其內(nèi)臟構(gòu)造、大小、血管分布與人相似；體內(nèi)隱藏的致病基因少。,4.用轉(zhuǎn)基因的動物作器官移植的供體,23,轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體,為解決免疫排異反應(yīng)采取的方法：,向器官供體的基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達；設(shè)法除去抗原決定基因。,24,三、基因工程藥品異軍突起,25,在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素直接從生物體的哪些結(jié)構(gòu)中提?。?藥品直接從生物的組織、細胞或血液中提取。,傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的缺點,由于受原料來源的限制，價格十分昂貴。,可利用什么方法來解決上述問題？,利用基因工程方法制造“工程菌”，可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。,26,基因工程胰島素（一）,胰島素是治療糖尿病的特效藥，長期以來只能依靠從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。,胰島素分子結(jié)構(gòu),27,基因工程胰島素（二）,將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)不但解決了這種比黃金還貴的藥品產(chǎn)量問題，還使其價格降低了30%-50%!,胰島素生產(chǎn)車間,28,基因工程干擾素（一）,干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”！過去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說。,干擾素生產(chǎn)車間,干擾素分子結(jié)構(gòu),29,基因工程干擾素(二）,基因工程人干擾素-1b（安達芬）是我國第一個全國產(chǎn)化基因工程人干擾素-1b，具有抗病毒，抑制腫瘤細胞增生，調(diào)節(jié)人體免疫功能的作用，廣泛用于病毒性疾病治療和多種腫瘤的治療，是當前國際公認的病毒性疾病治療的首選藥物和腫瘤生物治療的主要藥物。,30,其它基因工程藥物,人造血液、白細胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用。,人造血液及其生產(chǎn),31,治療侏儒癥的唯一方法，是向人體注射生長激素。而生長激素的獲得很困難。以前，要獲得生長激素，需解剖尸體，從大腦的底部摘取垂體，并從中提取生長激素。現(xiàn)可利用基因工程方法，將人的生長激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長激素。人們從450L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長激素，相當于6萬具尸體的全部產(chǎn)量。,基因工程藥品生長激素,32,（1）基因診斷：,也稱為DNA診斷或基因探針技術(shù)，即在DNA水平分析檢測某一基因，從而對特定的疾病進行診斷。探針制備：放射性同位素(如32P)、熒光分子等標記的DNA分子；原理：利用DNA分子雜交原理；,三、基因治療曙光初照,33,基因診斷技術(shù)在什么方面發(fā)展迅速？,在診斷遺傳性疾病方面發(fā)展迅速。目前已經(jīng)可以對幾十種遺傳病進行產(chǎn)前診斷。,1）珠蛋白的DNA探針鐮刀狀細胞貧血癥2）苯丙氨酸羧化酶基因探針苯丙酮尿癥,舉例,34,（2）基因治療實驗階段,1、什么是基因治療是向目標細胞中引入正常功能的基因以糾正或補償基因的缺陷，達到治療的目的。,2、實例重度免疫缺陷癥的臨床基因治療,將健康基因?qū)氩∪梭w細胞內(nèi)合成相應(yīng)蛋白質(zhì)使疾病得到治療的過程。,腺苷酸脫氨酶基因（ada）缺陷ADA：腺苷酸脫氨酶,35,治療方法：先將患者的T細胞取出體外培養(yǎng)，然后用某種反轉(zhuǎn)錄病毒將正常的腺苷脫氨酶基因轉(zhuǎn)入人工培養(yǎng)的T細胞中，再將轉(zhuǎn)入的基因能表達的轉(zhuǎn)基因T細胞注射到患者的體內(nèi)，經(jīng)過多次治療，患者的免疫功能趨于正常,36,基因治療SCID的過程,體外基因治療,體內(nèi)基因治療,37,基因工程與食品業(yè),基因工程為人類開辟新的食物來源。1）雞蛋白基因在大腸桿菌和酵母菌中表達獲得成功。這表明，未來能用發(fā)酵罐培養(yǎng)的大腸桿菌或酵母菌來生產(chǎn)人類所需要的卵清蛋白。2）用基因工程的方法從微生物中獲得人們所需要的糖類、脂肪和維生素等產(chǎn)品。,基因工程為食品工業(yè)中提供了什么前景？,38,基因工程與環(huán)境監(jiān)測,基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測環(huán)境中的病