《基因工程的应用(选修3).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基因工程的应用(选修3).ppt（28页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、该人胰岛该人胰岛A细胞中的细胞中的DNA 该人胰岛该人胰岛B细胞的细胞的mRNA该人胰岛该人胰岛A细胞的细胞的mRNA 该人肝细胞的该人肝细胞的DNA 用某人的胰岛素基因制成的用某人的胰岛素基因制成的DNA探针，检测下列物质，探针，检测下列物质，能形成杂交分子的是能形成杂交分子的是A、B、C、D、C1.3 1.3 基因工程的应用基因工程的应用一、植物基因工程硕果累累一、植物基因工程硕果累累 1996 1996年年-2001-2001年，短短年，短短5 5年中，全世年中，全世界转基因作物的种植面积增长了界转基因作物的种植面积增长了3030倍。倍。2001 2001年，全世界转基因植物种植面年，全
2、世界转基因植物种植面积突破积突破5105106 6hmhm2 2。四种转基因作物种植面积比例：四种转基因作物种植面积比例：大豆大豆63%63%，玉米玉米19%19%棉花棉花13%13%，油菜油菜5%5%我国转基因作物种植面积位居世界第四我国转基因作物种植面积位居世界第四抗虫抗虫转基因植物转基因植物利用转基因改良植物品质利用转基因改良植物品质抗逆抗逆转基因植物转基因植物抗病抗病转基因植物转基因植物转基因植物转基因植物抗虫棉（左）和普通棉（右）的叶子抗虫棉（左）和普通棉（右）的叶子转基因抗虫水稻（绿色植株）与对照（黄色枯萎植株）转基因抗虫水稻（绿色植株）与对照（黄色枯萎植株）1.1.抗虫转基因植物
3、抗虫转基因植物方法：方法：目的基因：目的基因：从某些生物中分离出具有从某些生物中分离出具有杀虫活性杀虫活性的的基因，将其导入作物中，使其具有抗基因，将其导入作物中，使其具有抗虫性虫性BtBt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、植物凝集素基淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等因等成果：成果：转基因抗虫棉；转基因抗虫水稻转基因抗虫棉；转基因抗虫水稻等。等。目的目的基因基因病毒外壳蛋白基因（病毒外壳蛋白基因（CPCP基因）基因）病毒的复制酶基因病毒的复制酶基因成果：成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草抗烟草花叶病毒的转基因烟草抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。抗病
4、毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。2.2.抗病转基因植物抗病转基因植物抗病毒基因：抗病毒基因：几丁质酶基因几丁质酶基因抗毒素合成基因抗毒素合成基因抗真菌基因：抗真菌基因：引起植物生病的病原微生物有：病毒、真菌和引起植物生病的病原微生物有：病毒、真菌和细菌细菌3.3.抗逆转基因植物抗逆转基因植物成果：成果：A.A.利用调节利用调节细胞渗透压细胞渗透压的的基因基因，提高作物，提高作物抗旱抗旱和和抗抗盐碱盐碱能力；能力；B.B.将将鱼鱼的的抗冻蛋白抗冻蛋白基因基因转转入番茄，提高入番茄，提高番茄番茄的抗冻的抗冻能力。能力。C.C.将将抗除草剂抗除草剂基因基因导入农导入农作物中，在喷洒除草剂时，作物中，在
5、喷洒除草剂时，杀死杂草而不杀死农作物。杀死杂草而不杀死农作物。4.4.利用转基因改良农作物品质利用转基因改良农作物品质成果：成果：A.A.将将富含赖氨酸的蛋白质富含赖氨酸的蛋白质的编码的编码基因基因导入玉米，获得的转基因玉导入玉米，获得的转基因玉米赖氨酸含量提高米赖氨酸含量提高3030。B.B.将将控制番茄成熟控制番茄成熟的基因的基因带入番带入番茄，获得转基因延熟番茄，储存茄，获得转基因延熟番茄，储存期可以达期可以达2 2个月。个月。C.C.将与将与植物花青素植物花青素有关的基因有关的基因导导入矮牵牛中，转基因矮牵牛出现入矮牵牛中，转基因矮牵牛出现颜色变异。颜色变异。二二.动物基因工程前景广阔
6、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2.2.用于改善畜产品品质用于改善畜产品品质3.3.用转基因动物生产药物用转基因动物生产药物4.4.用转基因动物做器官移植的供体用转基因动物做器官移植的供体1.1.用于提高动物生长速度用于提高动物生长速度目的基因：目的基因：生长激素基因生长激素基因例如：例如：将外源生长激素基将外源生长激素基因导入鲤鱼体内，因导入鲤鱼体内，9 9个月后转基因鲤个月后转基因鲤鱼比对照组重鱼比对照组重1.5Kg1.5Kg。转入生长激素基因的鱼转入生长激素基因的鱼（上）和同龄的鱼（上）和同龄的鱼肠乳糖酶基因肠乳糖酶基因例如：例如：将将肠乳糖酶基因肠乳
7、糖酶基因导入奶牛基因组，导入奶牛基因组，使转基因奶牛中乳糖含量大大降低。使转基因奶牛中乳糖含量大大降低。2.2.用于改善畜产品品质用于改善畜产品品质目的基因：目的基因：(1(1）乳腺（房）生物反应器：）乳腺（房）生物反应器：指以指以转基因雌性动物转基因雌性动物个体个体的乳腺分泌的乳腺分泌乳汁乳汁来生产所来生产所需药品。需药品。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、抗胰蛋白酶抗胰蛋白酶3.3.用转基因动物生产药物用转基因动物生产药物药用蛋白基因药用蛋白基因目的基因：目的基因：过程：过程：非常学案第非常学案第1010页页获取目的基因获取目的基因（药用蛋白基因）
8、（药用蛋白基因）构建基因表达载体构建基因表达载体（药用蛋白基因药用蛋白基因与与乳腺蛋白乳腺蛋白基因启动子基因启动子等调控组件重组）等调控组件重组）显微注射显微注射（哺乳动物受精卵中（哺乳动物受精卵中）形成形成胚胎胚胎将胚胎送入将胚胎送入母体动物母体动物发育成转基因动物发育成转基因动物（只有在产下的雌性动物个（只有在产下的雌性动物个体中，转入的基因才能表达）体中，转入的基因才能表达）动物进入泌乳期动物进入泌乳期（分泌的乳汁中包含所（分泌的乳汁中包含所需要的药物）需要的药物）优点：优点：产量高、质量好、成本低、易提取产量高、质量好、成本低、易提取优点：优点：学案第10页（2）膀胱反应器）膀胱反应器
9、1、收集产物蛋白比较容易，不必对动物造成伤、收集产物蛋白比较容易，不必对动物造成伤害。害。2、可以从动物一出生就收集产物，不论动物的、可以从动物一出生就收集产物，不论动物的性别和是否正处于生殖期。性别和是否正处于生殖期。3、从尿液中提取蛋白质比从乳汁中提取更简便、从尿液中提取蛋白质比从乳汁中提取更简便、高效。高效。4.4.用转基因动物做器官移植的供体用转基因动物做器官移植的供体供体动物：供体动物：猪猪存在难题：存在难题：解决方法：解决方法：将供体基因组导入某种基因调将供体基因组导入某种基因调节因子，以节因子，以抑制抗原决定基因抑制抗原决定基因的表达的表达，或设法除去抗原决定或设法除去抗原决定基
10、因，基因，再结合克隆技术，培育再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。克隆猪器官。免疫排斥免疫排斥（T T细胞）细胞）一般临床上使用的胰岛素主要从一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜猪、牛等家畜的胰腺的胰腺中提取，每中提取，每100kg胰腺只能提取胰腺只能提取45g胰岛胰岛素。素。1.基因工程药品基因工程药品 胰岛素胰岛素三三.基因工程药物异军突起基因工程药物异军突起l传统生产方法的缺点传统生产方法的缺点产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。l可利用什么方法来解决上述问题？可利用什么方法来解决上述问题？利用基因
11、工程方法制造利用基因工程方法制造“工程菌工程菌”，可可高效率高效率地地生产出各种生产出各种高质量、低成本高质量、低成本的药品。的药品。1979年，科学家将动物体内的年，科学家将动物体内的胰岛素基胰岛素基因与大肠杆菌因与大肠杆菌DNA分子重组分子重组，并在大肠，并在大肠杆菌内实现了表达。杆菌内实现了表达。1982年，美国一家基因公司用基因工程年，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，售价降低了方法生产的胰岛素投入市场，售价降低了30%50%。胰岛素是第一个基因工程药物。胰岛素是第一个基因工程药物。干扰素是干扰素是病毒侵入细胞后产生病毒侵入细胞后产生的一种的一种糖蛋白糖蛋白。几乎。几
12、乎能能抵抗所有抵抗所有病毒引起的病毒引起的感染感染，是一种，是一种抗病毒的特效药抗病毒的特效药。此外对治疗某些此外对治疗某些癌症和白血病癌症和白血病也有一定疗效。也有一定疗效。传统的干扰素生产方法是从人血液中的传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提白细胞内提取取，每，每300L血液只能提取出血液只能提取出1mg干扰素。干扰素。19801982年，科学家用基因工程方法在年，科学家用基因工程方法在大肠杆菌大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素及酵母菌细胞内获得了干扰素，是传统的生产量的，是传统的生产量的12万万倍。倍。1987年上述干扰素大量投放市场。年上述干扰素大量投放市场。2.基因工程药品基
13、因工程药品 干扰素干扰素 治疗侏儒症治疗侏儒症的的唯一方法唯一方法，是注射生长激素。而生长，是注射生长激素。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，激素的获得很困难。以前，要获得生长激素需解剖尸体，从大脑的底部从大脑的底部摘取垂体摘取垂体，并从中提取生长激素。，并从中提取生长激素。现利用基因工程方法，将人的现利用基因工程方法，将人的生长激素基因导入大生长激素基因导入大肠杆菌肠杆菌中，使其生产生长激素。中，使其生产生长激素。人们从人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于相当于6万具尸体的全部产量。万具尸体的全部产量。3.基因工程药品
14、基因工程药品 生长激素生长激素目前目前我国我国生产的基因工程药物有生产的基因工程药物有白细胞介素白细胞介素2、干扰素、乙肝疫苗等。干扰素、乙肝疫苗等。四四.基因治疗曙光初照基因治疗曙光初照基因治疗是把基因治疗是把正常基因正常基因导入病人体内，使该导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。这是治疗病的目的。这是治疗遗传病遗传病的最有效的手段。的最有效的手段。基因治疗：基因治疗：1.1.体外基因治疗体外基因治疗例如：例如：复合型免疫缺陷症的体外治疗复合型免疫缺陷症的体外治疗直接直接原因：原因：缺乏缺乏腺苷酸脱氨酶（腺苷酸脱氨酶（ADAA
15、DA）根本根本原因：原因：腺苷酸脱氨酶（腺苷酸脱氨酶（ADAADA）基因）基因缺失缺失方方 法法：将将ADAADA基因转入患者的淋巴细胞基因转入患者的淋巴细胞2.2.体内基因治疗体内基因治疗：例如：例如：直接向人体细胞中转移基因直接向人体细胞中转移基因囊性纤维病囊性纤维病治疗治疗利用修饰的利用修饰的腺病毒腺病毒作为载体，将治疗囊性纤维作为载体，将治疗囊性纤维病的正常基因转入患者的肺部组织中。病的正常基因转入患者的肺部组织中。？载体载体治疗治疗基因基因受体受体细胞细胞重组重组受体细胞受体细胞患者患者体内体内导入导入形成形成体外培养体外培养后导入后导入直接导入直接导入体体外外基因治疗基因治疗体体内
16、内基因治疗基因治疗243.3.基因治疗的发展现状：基因治疗的发展现状：处于初期的临床试验阶段处于初期的临床试验阶段4.4.用于基因治疗的基因种类：用于基因治疗的基因种类：正常基因、反义基因和自杀基因正常基因、反义基因和自杀基因五五.基因芯片基因芯片 基因芯片是特定序列的基因芯片是特定序列的DNADNA片段（基因探针）片段（基因探针）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与与DNADNA芯片杂交就可芯片杂交就可以得出标准图谱；从病人的基因组中分离出以得出标准图谱；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
17、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，将成为一项现代化平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断诊断新新技术。技术。1.基因芯片的用途基因芯片的用途?2.基因芯片在临床诊断方面表现出的独特优势是什么？基因芯片在临床诊断方面表现出的独特优势是什么？讨论：讨论：CFTRCFTR基因缺失基因缺失3 3个个碱基对碱基对CFTRCFTR蛋白缺少一个苯丙氨酸，导致蛋白缺少一个苯丙氨酸，导致CFTRCFTR蛋白结构蛋白结构异常异常CFTRCFTR蛋白转运氯离子的功能异常蛋白转运氯离子的功能异常患者支气管内黏液增多患者支气管内黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染囊性纤维病囊性纤维病病因病因