23基因工程的应用.pptx

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1、2.2.植物基因工程的应用植物基因工程的应用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抗逆转基因植物抗逆转基因植物 改良植物品质的转基因植改良植物品质的转基因植物物1.1.动物基因工程的应用动物基因工程的应用提高动物生长速度提高动物生长速度 改善畜产品品质改善畜产品品质生产药物的转基因动物生产药物的转基因动物 做器官移植的转基因动做器官移植的转基因动物物3.3.基因工程在医学上的应用基因工程在医学上的应用一一、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导入外源导入外源生长激素生长激素基因基因成果：转基因绵羊、鲤鱼、小鼠成果：转基因

2、绵羊、鲤鱼、小鼠2 2、用于改善畜产品的品质、用于改善畜产品的品质举例说明举例说明将将肠乳糖酶基因肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，转基因牛导入奶牛基因组，转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大减低。分泌的乳汁中乳糖的含量大大减低。3 3、用转基因的动物生产药物、用转基因的动物生产药物设问设问设问设问: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？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？转基因动物的转基因动物的乳腺乳腺。（1 1）乳腺是一个）乳腺是一个外分泌器官外分泌器官，乳汁不进入，乳汁不进入体内循环，不会影响转基因动物本身的生

3、理体内循环，不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。代谢反应。（2 2）从乳汁中）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，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工，具有稳定的生物活性。（3 3）从乳汁中源源不断获得目的基因的产）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。物的同时，转基因动物又可无限繁殖。设问设问:为什么为什么乳腺乳腺能成为基因药物最理想的能成为基因药物最理想的表达场所呢？表达场所呢？将将药物蛋白基因药物蛋白基因与与乳腺蛋白基因的启动子乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起等调

4、控组件重组在一起，通过，通过显微注射显微注射等方等方法，导入哺乳动物的受精卵中，将受精卵送法，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。入母体，使其发育成转基因动物。转基因动转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品，称为需要的药品，称为乳腺生物反应器乳腺生物反应器或乳房生或乳房生物反应器。物反应器。乳腺生物反应器乳腺生物反应器乳腺生物反应器的优点：乳腺生物反应器的优点：产量高；产量高；质量好；质量好；成本低；成本低；易提取。易提取。获取目的基因（例如血清白蛋白基因）获取目的基因（例如血清白蛋白基因）构建基因表达载体（在

5、血清白蛋白基因前加特异表构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）达的启动子）显微注射导入哺乳动物受精卵中显微注射导入哺乳动物受精卵中形成胚胎形成胚胎将胚胎送入母体动物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）。入的基因才能表达）。思考思考:用基因工程技术实现动物用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器乳腺生物反应器的操作过程是怎样的？的操作过程是怎样的？成果：成果：抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等医药产品。等医药产品。4.4.作器官移植供体的转基因动物作器官移植供体的转基

6、因动物利用基因工程对猪的器官进行改造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，方法：将器官供体基因组导入某种调节因子，以以抑制抗原决定基因抑制抗原决定基因的表达或设法的表达或设法除去抗原除去抗原决定基因决定基因，再结合克隆技术，培育，再结合克隆技术，培育出没有免出没有免疫排斥反应疫排斥反应的转基因克隆猪器官的转基因克隆猪器官成果：培育成果：培育出没有免疫排斥反应出没有免疫排斥反应的转基的转基因克隆因克隆猪器官猪器官4.4.用转基因的动物作器官移植的供体用转基因的动物作器官移植的供体导入人基因具特殊用途的猪和小鼠导入人基因具特殊用途的猪和小鼠 抗虫基因抗虫基因BtBt

7、毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等 成果：成果：1.1.抗虫转基因植物抗虫转基因植物 抗虫的水稻、棉花、玉米等。抗虫的水稻、棉花、玉米等。二二、植物基因工程硕果累累、植物基因工程硕果累累2.2.抗病转基因植物抗病转基因植物 抗病毒的基因抗病毒的基因病毒外壳蛋白基因；病毒外壳蛋白基因；病毒的复制酶基因病毒的复制酶基因 成果：成果：抗病毒的抗病毒的烟草、小麦、番茄、甜椒烟草、小麦、番茄、甜椒等。等。抗真菌的基因抗真菌的基因几丁质酶基因；几丁质酶基因；抗霉素合成基因抗霉素合成基因3.3.抗逆转基因植物抗逆转

8、基因植物.哪些环境条件会造成农作物低产、减产？哪些环境条件会造成农作物低产、减产？抗盐碱、干旱、低温和涝害抗盐碱、干旱、低温和涝害盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关？盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关？细胞内的渗透压细胞内的渗透压调节调节在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因？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调节细胞渗透压的基因 转基因抗寒的烟草和番茄转基因抗寒的烟草和番茄鱼的鱼的抗冻蛋白基因抗冻蛋白基因 转基因抗除草剂玉米转基因抗除草剂玉米抗除草剂基因抗除草剂基因 4.4.利用转基因改良植物的品质利用转基因改良植物的品质优良性状基因：优良性状基因：提高必须氨基酸含量的

9、蛋白质编码基因、提高必须氨基酸含量的蛋白质编码基因、控制番茄成熟的基因、控制番茄成熟的基因、与花青素代谢有关的基因与花青素代谢有关的基因成果：成果：高赖氨酸玉米、耐储存的番茄、新高赖氨酸玉米、耐储存的番茄、新花色的矮牵牛和玫瑰等花色的矮牵牛和玫瑰等如何用转基因的方法加以改良？如何用转基因的方法加以改良？将将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物导入植物改变必需氨基酸合成途径中某种关键酶的活性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？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控制番茄果实成熟的基因转基因矮牵牛的目的基因转

10、基因矮牵牛的目的基因是什么？是什么？与植物与植物花青素代谢有关花青素代谢有关的基因的基因转基因蓝玫瑰转基因蓝玫瑰转基因生物的优点转基因生物的优点1.克服远缘杂交不亲和的障碍。克服远缘杂交不亲和的障碍。2.目的性强，能定向的改造生物的性状目的性强，能定向的改造生物的性状基因治疗基因治疗 把把正常基因正常基因导入病人体内，使该基因的表达导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到产物发挥功能，从而达到治疗疾病治疗疾病的目的，是治的目的，是治疗疗遗传病遗传病的最有效的手段。的最有效的手段。（把特定的（把特定的（把特定的（把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞外源基因导入有基因缺陷的细胞外源基因导

11、入有基因缺陷的细胞外源基因导入有基因缺陷的细胞中，中，中，中，从而达到治疗疾病的目的）从而达到治疗疾病的目的）从而达到治疗疾病的目的）从而达到治疗疾病的目的）2、实例：、实例：将将腺苷酸脱氨酶基因腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的转入取自患者的淋淋巴细胞巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。(1)对严重复合型免疫缺陷症的治疗对严重复合型免疫缺陷症的治疗三、基因治疗三、基因治疗 1990 1990年年9 9月月1414日，安德森对一例患日，安德森对一例患ADAADA缺乏症缺乏症的的4 4岁女孩进行基因治疗。这个岁女孩进行基因治疗。这个4 4岁女孩由于遗岁女孩由于遗

12、传基因有缺陷，自身不能生产传基因有缺陷，自身不能生产ADAADA，先天性免，先天性免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。他们将这个女孩的白血球进行基因改造，使有缺们将这个女孩的白血球进行基因改造，使有缺陷的基因被健康的基因替代，然后把含正常白陷的基因被健康的基因替代，然后把含正常白血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中。在血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中。在以后的以后的1010个月内她又接受了个月内她又接受了7 7次这样的治疗，次这样的治疗，同时也接受酶治疗。后来，她的免疫功能日趋同时也接受酶治疗。后来，她的免疫功能日趋健全，能够走出隔离帐，过上了正

13、常人的生活，健全，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活，并进入普通小学上学。并进入普通小学上学。3 3、基因治疗的类型、基因治疗的类型体外基因治疗体外基因治疗：先从病人体内获得某种细：先从病人体内获得某种细胞，进行培养，然后在胞，进行培养，然后在体外完成基因转移体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。新输入患者体内。体内基因治疗体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移：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）基因转入患者肺组织）4 4、基因治疗的发展现状

14、：、基因治疗的发展现状：处于初期的临床处于初期的临床试验阶段试验阶段5 5、用于基因治疗的基因种类：正常基因、用于基因治疗的基因种类：正常基因、反义基因和自杀基因反义基因和自杀基因DNADNA分子杂交分子杂交是基因诊断最基本的方法之一。是基因诊断最基本的方法之一。当用一段已知基因的核苷酸序列作为当用一段已知基因的核苷酸序列作为探针探针，与被测基因进行接触，若两者的碱基完全配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对成双链，则表明被测基因中含有已知的基因序列。因序列。基因诊断基因诊断基因芯片基因芯片 从正常人的基因组中分离出从正常人的基因组中分离出DNADNA

15、与与DNADNA芯片杂交就芯片杂交就可以得出标准图谱；从病人的基因组中分离出可以得出标准图谱；从病人的基因组中分离出DNADNA与与DNADNA芯片杂交就可以得出病变图谱。芯片杂交就可以得出病变图谱。通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的DNADNA信息。信息。基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。技术。思考与探究思考与探究:根据所学内容，试概括写出基因工程解决了根据所学内容，试概括写出基因工程解决了哪些生活、生产中难以解决的问题。哪些生活、生产中难以解决的问题。基因工程可以基因工程可以生产人类需要的药物生产人类需要的药物，如胰岛素、，如胰岛素、干扰素等。我们干扰素等。我们吃的某些食品吃的某些食品如番茄、大豆等也如番茄、大豆等也可以是基因工程产品可以是基因工程产品。农业生产中的。农业生产中的抗虫棉、抗抗虫棉、抗病毒烟草、抗除草剂大豆病毒烟草、抗除草剂大豆等都已进入商品化生产，等都已进入商品化生产，上述产品有些是常规方法难以生产的或者生产成上述产品有些是常规方法难以生产的或者生产成本过高。本过高。