《基因工程的應用》教育課件

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.,基因工程的應用,.,利用基因工程技術(shù)導入外源基因培育出的能夠?qū)⑿滦螤罘€(wěn)定地遺傳給后代的基因工程生物。,①克服遠緣雜交的障礙（打破常規(guī)育種難以突破種的界限）； ②目的性強； ③育種周期短。,基因工程的優(yōu)點：,轉(zhuǎn)基因生物：,.,一、植物基因工程碩果累累,①哪些轉(zhuǎn)基因作物已進入大規(guī)模商業(yè)化應用階段?,②植物基因工程的成果都是由哪幾方面組成？,一是外源基因來源； 二是外源基因的表達成果。,③植物基因工程技術(shù)主要應用？,思考：,.,1.抗蟲轉(zhuǎn)基因植物 2.抗病轉(zhuǎn)基因動物 3.其他抗逆轉(zhuǎn)基因植物 4.利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良植物的品質(zhì) 5.利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高作物產(chǎn)量,殺蟲基因種類？,成果？,一、植物基因工程碩果累累,.,必需氨基酸（8種）：賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸（甲硫氨酸）、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸。 飲食中經(jīng)常缺少必需氨基酸，可影響健康。 非必需氨基酸:人體細胞能夠合成的氨基酸(12種)。,.,二、動物基因工程前景廣闊,——動物品種改良、建立生物反應器、器官移植等,1.用于提高動物生長速度 2.用于改良畜產(chǎn)品的品質(zhì) 3.用于提高抗病能力 4.轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物（藥用蛋白） 5.用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體,.,（1）概念：將藥物蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，通過顯微注射等方法，導入哺乳動物的受精卵中，將受精卵送入母體，使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物。轉(zhuǎn)基因動物進入泌乳期后，可以通過分泌乳汁生產(chǎn)所需要的藥品，稱為乳腺生物反應器或乳房生物反應器。,1.乳腺生物反應器,（2）優(yōu)點：,重點釋疑,①產(chǎn)量高；②質(zhì)量好；③成本低；④易提取。,.,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。 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。,（3）為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達場所呢？,.,①獲取目的基因（例如血清白蛋白基因） ②構(gòu)建基因表達載體（在血清白蛋白基因前加特異表達的啟動子） ③顯微注射導入哺乳動物受精卵中 ④形成胚胎 ⑤將胚胎送入母體動物 ⑥發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物（只有在產(chǎn)下的雌性個體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達）。,（4）乳腺生物反應器的操作過程：,.,轉(zhuǎn)基因動物是指以實驗方法導入外源基因，在染色體組內(nèi)穩(wěn)定整合并能遺傳給后代的一類動物。,2.什么叫轉(zhuǎn)基因動物？,重點釋疑,.,轉(zhuǎn)基因動物的應用前景：,①有利于了解多種生命現(xiàn)象本質(zhì)，如研究基因結(jié)構(gòu)與功能的關系，核質(zhì)關系，胚胎發(fā)育調(diào)控以及腫瘤等； ②可用來研究動物疾病的發(fā)病機理及治療方法； ③改造動物的基因組，改良動物的經(jīng)濟性狀，如使生長速度加快、瘦肉率提高，肉質(zhì)改善，飼料利用率提高，抗病力增強等。有利于對動物遺傳資源保護。 ④轉(zhuǎn)基因動物可作為醫(yī)用或食用蛋白的生物反應器。,.,基因工程在畜牧養(yǎng)殖業(yè)上的應用：,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。,重要步驟：感染或顯微注射技術(shù)將重組DNA轉(zhuǎn)移到動物受精卵中。,.,一是外源基因; 二是外源基因在動物體內(nèi)的表達成果，如動物生長速率加快、轉(zhuǎn)基因鯉魚、乳腺生物發(fā)生器、沒有免疫反應的克隆豬器官等。,動物基因工程的成果來源？,動物基因工程的主要用途：,提高動物的抗病能力、提高產(chǎn)品產(chǎn)量、改善產(chǎn)品品質(zhì)、生產(chǎn)藥用蛋白、器官移植等。,小結(jié),.,三、基因工程藥品,1.利用工程菌生產(chǎn)基因工程產(chǎn)品,工程菌： 工程菌的應用： 高效率的生產(chǎn)各種高質(zhì)量、低成本的藥品。,2.利用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物,.,胰島素是治療糖尿病的特效藥。一般臨床上使用的胰島素主要從豬、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4－5g胰島素。用該方法生產(chǎn)的胰島素產(chǎn)量低，價格昂貴，遠不能滿足社會需要。1979年，科學家將動物體內(nèi)的胰島素基因與大腸桿菌DNA分子重組，并在大腸桿菌內(nèi)實現(xiàn)了表達。1982年，美國一家基因公司用基因工程方法生產(chǎn)的胰島素投入市場，售價降低了30%－50%。,基因工程藥品 —— 胰島素,.,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 450 L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,.,干擾素是動物或人體細胞受到病毒侵染后產(chǎn)生的一種糖蛋白。干擾素幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一種抗病毒的特效藥。此外干擾素對治療癌癥和某些白血病也有一定療效。傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法是從人血液中的白細胞內(nèi)提取，每300L血液只能提取出1mg干擾素。1980－1982年，科學家用基因工程方法在大腸桿菌及酵母菌細胞內(nèi)獲得了干擾素，是傳統(tǒng)的生產(chǎn)量的12萬倍。1987年上述干擾素大量投放市場。,基因工程藥品 —— 干擾素,.,利用微生物生產(chǎn)藥物的優(yōu)越性何在?,利用微生物生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物，是指將人們需要的某種蛋白質(zhì)的編碼基因，構(gòu)建成表達載體后導入微生物，然后利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物。有以下優(yōu)越性： （1）利用活細胞作為表達系統(tǒng)，表達效率高，無需大型裝置和大面積廠房就可以生產(chǎn)出大量藥品。（2）可以解決傳統(tǒng)制藥中原料來源的不足。利用基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn)就不需要從動物或人體上獲取原料。（3）降低生產(chǎn)成本，減少生產(chǎn)人員和管理人員。,.,1.基因診斷：,四、基因診斷和基因治療,基因診斷也稱為DNA診斷或基因探針技術(shù)，即用放射性同位素、熒光分子等標記的DNA分子作探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測標本上的遺傳信息，達到檢測疾病的目的。 運用基因分析對疾病作出診斷的方法，是遺傳病最準確的診斷手段，可用于一切遺傳病的診斷。,.,2、基因治療概念：,把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的，是治療遺傳病的最有效的手段。 （把特定的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎?，從而達到治療疾病的目的）,實例：,美國馬里蘭州一女孩，免疫缺陷，只能呆在無菌室。檢查發(fā)現(xiàn)體內(nèi)缺少腺苷酶，原因是缺乏表達合成腺苷酶的基因。,.,實例：,將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入取自患者的淋巴細胞中，再將這種淋巴細胞轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)。,美國馬里蘭州一免疫缺陷女孩的治療,.,3、基因治療的類型,,體外基因治療：,體內(nèi)基因治療：,4、基因治療的發(fā)展現(xiàn)狀：處于初期的臨床試驗階段,5、用于基因治療的基因種類： 正常基因 反義基因 自殺基因,,.,拓展：在抗病毒轉(zhuǎn)基因植物中，為什么使用病毒外殼蛋白基因可以抗病毒侵染？,關于病毒外殼蛋白基因(CP基因)導入植物后的抗病毒機理，目前有幾種假說。一種假說認為：CP基因在植物細胞內(nèi)表達積累后，當入侵的病毒裸露核酸進入植物細胞后，會立即被這些外殼蛋白重新包裹，從而阻止病毒核酸分子的復制和翻譯。另一種假說認為：植物細胞內(nèi)積累的病毒外殼蛋白會抑制病毒脫除外殼，使病毒核酸分子不能釋放出來。然而最近的研究表明，如果將病毒的外殼蛋白的AUG起始密碼缺失，使之不能被翻譯，或者將外殼蛋白基因變成反義RNA基因，整合到植物細胞染色體上，轉(zhuǎn)基因植物則有很好的抗性。因此，有人認為抗性機理不是外殼蛋白在起作用，而是CP基因轉(zhuǎn)錄出RNA后，與入侵病毒RNA之間的相互作用起到了抗性作用。,.,上海自動化儀表廠是上海自動化儀表有限公司是上海上自儀股份控股的子公司，是向國內(nèi)發(fā)行A股，向國外發(fā)行B股的上市公司，是國家大型一級企業(yè)，上海自動化儀表廠DCS公司 www.shsaic.net 上海自動化儀表廠DCS公司“中國500家最大工業(yè)企業(yè)”和“全國工業(yè)企業(yè)技術(shù)開發(fā)實力百強”之一，是上海高新技術(shù)企業(yè)，連續(xù)多年被上海市人民政府和原機械工業(yè)部授予“優(yōu)秀企業(yè)”稱號 性有發(fā)作了?！安痪褪切┎灰钠科抗薰迒?，有什么好驚嘆的?！避岳驘o奈的扭過頭去，一副我不認識你的樣子。“不，不，不，小茉莉，你的思想太簡單了?！蹦饺萘鑺沃钢切U舊器具說道，“也許現(xiàn)在看來，它們就是一群破銅爛鐵，但只要回到21世紀，它們就能變成不折不扣的金山銀山?！薄安辉S叫小茉莉！”茉莉不知為何突然緊張起來，她有些語無倫次的說道，“我……我明明比你大的。”“什么啊，原來茉莉你也是個傲嬌……”慕容凌娢裝作若無其事的搖了搖頭，“所以說你帶我來這里干什么？”“百蝶說讓你肉償……”“來真的?。≡趺纯梢?！”慕容凌娢大聲叫道，引來了不少正在干活的女工的注意。面對這么多人好奇的眼神，慕容凌娢第一次覺得有些不好意思?！斑@些群眾的眼神還真是犀利啊……哈哈哈……”慕容凌娢心虛的想要轉(zhuǎn)移話題?！懊髅骶褪悄闾沉恕！避岳蛞呀?jīng)恢復了往常那種陰冷的表情?！翱词裁纯矗s快干活，還想不想吃晚飯了！”一個嚴厲的女聲響起?！皢眩@不是茉莉姑娘嗎？怎么，不呆在百蝶樓主身邊，來這種臟亂的地方干什么。”這女子一臉討好的沖著茉莉笑道。這個女子應該就是這里管事的人了，慕容凌娢上下打量眼前這個人，穿著灰色的布衣，頭發(fā)干練的盤在頭頂用一枝木簪固定住，雖然衣著樸素，但由內(nèi)而外散發(fā)出一種凌厲的氣勢。一看就是那種不好惹的人，還是先套近乎好了。慕容凌娢想到這兒便也是滿臉堆笑。“您還，我叫白綾?！奔热话俚谌饲岸歼@樣稱呼自己，她也就只好接受了這個化名。“初來乍到，還請……”“她惹百蝶生氣了，所以被罰到這里打雜。”茉莉冷冷地打斷了慕容凌娢的話，“你隨便給她點活干干就好了?！薄笆鞘鞘?，茉莉姑娘方心，我一定會好好管教她的。”那女子連連點頭，但看慕容凌娢的眼神已經(jīng)完全不同了，多了幾分不屑和僥幸。這也太勢利了吧，茉莉還沒離開就已經(jīng)暴露本性了，如果茉莉離開，那自己還不得被她給……慕容凌娢打了一個冷顫，輕輕拽了拽茉莉的袖子，用可憐兮兮的眼神看著茉莉，想要向她求助。然而茉莉就像什么都沒有看見一樣，極其冷淡地甩開了慕容凌娢的手?！澳撬蜌w你了，一視同仁就好了。百蝶那邊還有事，我先回去了?！避岳蚰坏目戳四饺萘鑺我谎郏戕D(zhuǎn)身離去了。留下了感覺整個世界都要崩塌了的慕容凌娢?！靶辛耍聛淼?，我是醉影樓一樓的層主，你得叫我層主……愣著干什么，趕快過來，你的任務可不少呢?！彼氰F青著的臉嚇得慕容凌娢趕緊跟了上去。(古風一言)那時，誰渡江湖雨漂泊。而今，心愁難敘千里外。第023章 原來只是刷盤子“那她就歸你了，一視同仁就好了。百蝶那邊還有事，我先回去了?！避岳蚰坏目戳四饺萘鑺我谎郏戕D(zhuǎn)身,