,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,基因工程的应用,专题基因工程,一,、植物基因工程硕果累累,哪些转基因作物已进入大规模商业化应用阶段,?,转基因大豆、玉米、棉花和油菜,植物基因工程技术主要用于哪些方面,?,1.提高农作物的抗逆能力如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等,2.改进农作物的品质,3.利用植物生产药物等方面.,抗虫基因,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,(,一,),抗虫转基因植物,二抗病转基因植物,1.,什么是病原微生物？有哪些种类？,引起生物生病的微生物，主要有病毒、真菌和细菌等,2.,在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因？,病毒外壳蛋白coat protein，CP基因；病毒的复制酶基因,3.,在抗真菌转基因植物,中,使用什么基因？,几丁质酶基因和抗毒素合成基因,三其他抗逆转基因植物,1.,哪些环境条件会造成农作物低产、减产？,盐碱、干旱、低温和涝害等,2.,盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关？,细胞内的渗透压调节,在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因？,调节细胞渗透压的基因,3.,转基因耐寒的烟草和番茄中哪种目的基因提高了其抗寒能力？目的基因从何而来？,鱼的抗冻蛋白基因,4.,抗除草剂基因有何用途？,喷洒除草剂时，杀死田间的杂草而不损伤作物,四利用转基因改进植物的品质,人体或其它脊椎动物必不可少，而机体内又不能合成的，必须从食物中补充的氨基酸，称必需氨基酸。,必需氨基酸共有种：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸甲硫氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。,如果饮食中经常缺少必需氨基酸，可影响健康。,另外12种氨基酸是人体细胞能够合成的叫做非必需氨基酸。,你知道哪些食品中缺少必需氨基酸？,如何用转基因的方法加以改进？,将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物,改变必需氨基酸合成途径中某种关键酶的活性,转基因延熟番茄的目的基因是什么？,控制番茄果实成熟的基因,转基因矮牵牛的目的基因,是什么？,与植物花青素代谢有关的基因,转基因蓝玫瑰,二,、动物基因工程前景广阔,一用于提高动物生长速度,动物品种改进、建立生物反响器、器官移植等,导入外源生长激素基因,二用于改善畜产品的品质,举例说明,将,肠乳糖酶基因,导入奶牛基因组，转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大减低。,三用转基因的动物生产药物,设问,:,就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？,转基因动物的,乳腺,。,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响。,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，转基因动物又可无限繁殖。,设问,:,为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？,将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，将受精卵送入母体，使其发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品，称为乳腺生物反响器或乳房生物反响器。,乳腺生物反响器,乳腺生物反响器的优点：产量高；质量好；本钱低；易提取。,获取目的基因例如血清白蛋白基因,构建基因表达载体在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子,显微注射导入哺乳动物受精卵中,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个体中，转入的基因才能表达。,思考:用基因工程技术实现动物乳腺生物反响器的操作过程是怎样的？,四用转基因动物作器官移植的供体,利用基因工程对猪的器官进行改造,方法：将器官供体基因组导入某种调节因子，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响的转基因克隆猪器官,将目的基因导入到动物的受精卵里，目的基因假设与受精卵染色体DNA整合，细胞分裂时，该基因随染色体的倍增而倍增，使每个细胞中都带有目的基因，使性状得以表达，并稳定地遗传给后代，从而获得基因产品。这样一种新的个体，称为转基因动物。,总结：什么叫转基因动物？,基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么？,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。,1.,在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素等直接从生物体的哪些结构中提取？,从生物的组织、细胞或血液中提取。,2.,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。,三、基因工程药品异军突起,3.,可利用什么方法来解决上述问题？,利用基因工程方法制造转基因的工程菌，可高效率地生产出各种高质量、低本钱的药品。,工程菌,:,用,基因工程,方法，使外源基因得到高效率表达的,菌类细胞株系,。,基因工程药品包括：细胞因子即淋巴因子如白细胞介素2、干扰素、抗体、疫苗、激素等,胰岛素是治疗糖尿病的特效药。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,4,5g,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。,1982,年，美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市场，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。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,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,干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种,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。此外干扰素对治疗癌症和某些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。,1980,1982,年，科学家,用基因工程方法在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。,1987,年上述干扰素大量投放市场。,基因工程药品,干扰素,1,、,基因治疗概念：,四,、基因治疗曙光初照,把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而到达治疗疾病的目的，是治疗遗传病的最有效的手段。,把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，从而到达治疗疾病的目的,2,、基因治疗的类型,体外基因治疗,：先从病人体内获得某种细胞，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增培养，最后重新输入患者体内。,体内基因治疗,：直接向人体组织细胞中转移的治病方法。（如将治疗囊性纤维病的正常基因转入患者肺组织）,3、基因治疗的开展现状：处于初期的临床试验阶段,4,、用于基因治疗的基因种类：正常基因、反义基因和自杀基因,