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(huì)引起過(guò)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(jià)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(xì)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(dòng)物。該過(guò)程的重要步驟是通過(guò)顯微注射技術(shù)將重組DNA轉(zhuǎn)移到動(dòng)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(zhǎng)激素基因和牛的生長(zhǎng)激素基因分別注射到小白鼠受精卵中，得到的“超級(jí)小鼠”。,16,水母,17,二、動(dòng)物基因工程前景廣闊,1.用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度,18,2.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì),3.用轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物生產(chǎn)藥物,如轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁，乳糖含量降低，營(yíng)養(yǎng)成分不變,19,是指把人或哺乳動(dòng)物的某種基因?qū)氲讲溉閯?dòng)物(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(xì)胞分裂時(shí)，該基因隨染色體的倍增而倍增，使每個(gè)細(xì)胞中都帶有目的基因，使性狀得以表達(dá)，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(gè)體，稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。,什么叫轉(zhuǎn)基因動(dòng)物？,20,轉(zhuǎn)基因牛,乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷),21,1）乳腺是一個(gè)外分泌器官，乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會(huì)影響轉(zhuǎn)基因動(dòng)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(dá)的蛋白質(zhì)已經(jīng)過(guò)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(shí)，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物又可無(wú)限繁殖。,為什么乳腺能成為基因藥物理想的表達(dá)場(chǎng)所呢？,就基因藥物而言，理想的表達(dá)場(chǎng)所是哪里？,轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的乳腺。,22,轉(zhuǎn)基因動(dòng)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(dòng)物作器官移植的供體,23,轉(zhuǎn)基因動(dòng)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(dá)；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(xì)胞或血液中提取。,傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的缺點(diǎn),由于受原料來(lái)源的限制，價(jià)格十分昂貴。,可利用什么方法來(lái)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(zhǎng)期以來(lái)只能依靠從豬、牛等動(dòng)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(jià)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(jià)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(jiǎn)直是“萬(wàn)能靈藥”！過(guò)去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說(shuō)。,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(dá)芬）是我國(guó)第一個(gè)全國(guó)產(chǎn)化基因工程人干擾素-1b，具有抗病毒，抑制腫瘤細(xì)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(dāng)前國(guó)際公認(rèn)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(xì)胞介素、乙肝疫苗等通過(guò)基因工程實(shí)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(zhǎng)激素。而生長(zhǎng)激素的獲得很困難。以前，要獲得生長(zhǎng)激素，需解剖尸體，從大腦的底部摘取垂體，并從中提取生長(zhǎng)激素?，F(xiàn)可利用基因工程方法，將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長(zhǎng)激素。人們從450L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長(zhǎng)激素，相當(dāng)于6萬(wàn)具尸體的全部產(chǎn)量。,基因工程藥品生長(zhǎng)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(cè)某一基因，從而對(duì)特定的疾病進(jìn)行診斷。探針制備：放射性同位素(如32P)、熒光分子等標(biāo)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(duì)幾十種遺傳病進(jìn)行產(chǎn)前診斷。,1）珠蛋白的DNA探針鐮刀狀細(xì)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(shí)驗(yàn)階段,1、什么是基因治療是向目標(biāo)細(xì)胞中引入正常功能的基因以糾正或補(bǔ)償基因的缺陷，達(dá)到治療的目的。,2、實(shí)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(xì)胞內(nèi)合成相應(yīng)蛋白質(zhì)使疾病得到治療的過(guò)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(xì)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(xì)胞中，再將轉(zhuǎn)入的基因能表達(dá)的轉(zhuǎn)基因T細(xì)胞注射到患者的體內(nèi)，經(jīng)過(guò)多次治療，患者的免疫功能趨于正常,36,基因治療SCID的過(guò)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(lái)源。1）雞蛋白基因在大腸桿菌和酵母菌中表達(dá)獲得成功。這表明，未來(lái)能用發(fā)酵罐培養(yǎng)的大腸桿菌或酵母菌來(lái)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(cè),基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測(cè)環(huán)境中的病