《基因工程的應(yīng)用》教育課件

.,基因工程的應(yīng)用,.,利用基因工程技術(shù)導(dǎo)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。,克服遠(yuǎn)緣雜交的障礙（打破常規(guī)育種難以突破種的界限）； 目的性強(qiáng)；育種周期短。,基因工程的優(yōu)點(diǎn)：,轉(zhuǎn)基因生物：,.,一、植物基因工程碩果累累,哪些轉(zhuǎn)基因作物已進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段?,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(lái)源；二是外源基因的表達(dá)成果。,植物基因工程技術(shù)主要應(yīng)用？,思考：,.,1.抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物 2.抗病轉(zhuǎn)基因動(dòng)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(chóng)基因種類(lèi)？,成果？,一、植物基因工程碩果累累,.,必需氨基酸（8種）：賴(lài)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(xì)胞能夠合成的氨基酸(12種)。,.,二、動(dòng)物基因工程前景廣闊,動(dòng)物品種改良、建立生物反應(yīng)器、器官移植等,1.用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)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(dòng)物生產(chǎn)藥物（藥用蛋白）5.用轉(zhuǎn)基因動(dòng)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(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，通過(guò)顯微注射等方法，導(dǎo)入哺乳動(dòng)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(dòng)物。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌乳期后，可以通過(guò)分泌乳汁生產(chǎn)所需要的藥品，稱(chēng)為乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器。,1.乳腺生物反應(yīng)器,（2）優(yōu)點(diǎn)：,重點(diǎn)釋疑,產(chǎn)量高；質(zhì)量好；成本低；易提取。,.,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)。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。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。,（3）為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達(dá)場(chǎng)所呢？,.,獲取目的基因（例如血清白蛋白基因）構(gòu)建基因表達(dá)載體（在血清白蛋白基因前加特異表達(dá)的啟動(dòng)子）顯微注射導(dǎo)入哺乳動(dòng)物受精卵中形成胚胎將胚胎送入母體動(dòng)物發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（只有在產(chǎn)下的雌性個(gè)體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)）。,（4）乳腺生物反應(yīng)器的操作過(guò)程：,.,轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是指以實(shí)驗(yàn)方法導(dǎo)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(lèi)動(dòng)物。,2.什么叫轉(zhuǎn)基因動(dòng)物？,重點(diǎn)釋疑,.,轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的應(yīng)用前景：,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(guān)系，核質(zhì)關(guān)系，胚胎發(fā)育調(diào)控以及腫瘤等；可用來(lái)研究動(dòng)物疾病的發(fā)病機(jī)理及治療方法；改造動(dòng)物的基因組，改良動(dòng)物的經(jīng)濟(jì)性狀，如使生長(zhǎng)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(qiáng)等。有利于對(duì)動(dòng)物遺傳資源保護(hù)。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物可作為醫(yī)用或食用蛋白的生物反應(yīng)器。,.,基因工程在畜牧養(yǎng)殖業(yè)上的應(yīng)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(dòng)物。,重要步驟：感染或顯微注射技術(shù)將重組DNA轉(zhuǎn)移到動(dòng)物受精卵中。,.,一是外源基因;二是外源基因在動(dòng)物體內(nèi)的表達(dá)成果，如動(dòng)物生長(zhǎng)速率加快、轉(zhuǎn)基因鯉魚(yú)、乳腺生物發(fā)生器、沒(méi)有免疫反應(yīng)的克隆豬器官等。,動(dòng)物基因工程的成果來(lái)源？,動(dòng)物基因工程的主要用途：,提高動(dòng)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(yīng)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(dòng)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45g胰島素。用該方法生產(chǎn)的胰島素產(chǎn)量低，價(jià)格昂貴，遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)需要。1979年，科學(xué)家將動(dòng)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(shí)現(xiàn)了表達(dá)。1982年，美國(guó)一家基因公司用基因工程方法生產(chǎn)的胰島素投入市場(chǎng)，售價(jià)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(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。 現(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 450 L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,.,干擾素是動(dòng)物或人體細(xì)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(duì)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(xì)胞內(nèi)提取，每300L血液只能提取出1mg干擾素。19801982年，科學(xué)家用基因工程方法在大腸桿菌及酵母菌細(xì)胞內(nèi)獲得了干擾素，是傳統(tǒng)的生產(chǎn)量的12萬(wàn)倍。1987年上述干擾素大量投放市場(chǎng)。,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(lèi)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(dá)載體后導(dǎo)入微生物，然后利用微生物發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)蛋白質(zhì)類(lèi)藥物。有以下優(yōu)越性：（1）利用活細(xì)胞作為表達(dá)系統(tǒng)，表達(dá)效率高，無(wú)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(lái)源的不足。利用基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn)就不需要從動(dòng)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(chēng)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(biāo)記的DNA分子作探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測(cè)標(biāo)本上的遺傳信息，達(dá)到檢測(cè)疾病的目的。 運(yùn)用基因分析對(duì)疾病作出診斷的方法，是遺傳病最準(zhǔn)確的診斷手段，可用于一切遺傳病的診斷。,.,2、基因治療概念：,把正常基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)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?xì)胞中，從而達(dá)到治療疾病的目的）,實(shí)例：,美國(guó)馬里蘭州一女孩，免疫缺陷，只能呆在無(wú)菌室。檢查發(fā)現(xiàn)體內(nèi)缺少腺苷酶，原因是缺乏表達(dá)合成腺苷酶的基因。,.,實(shí)例：,將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入取自患者的淋巴細(xì)胞中，再將這種淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)。,美國(guó)馬里蘭州一免疫缺陷女孩的治療,.,3、基因治療的類(lèi)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(yàn)階段,5、用于基因治療的基因種類(lèi)： 正?；?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(guān)于病毒外殼蛋白基因(CP基因)導(dǎo)入植物后的抗病毒機(jī)理，目前有幾種假說(shuō)。一種假說(shuō)認(rèn)為：CP基因在植物細(xì)胞內(nèi)表達(dá)積累后，當(dāng)入侵的病毒裸露核酸進(jìn)入植物細(xì)胞后，會(huì)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(fù)制和翻譯。另一種假說(shuō)認(rèn)為：植物細(xì)胞內(nèi)積累的病毒外殼蛋白會(huì)抑制病毒脫除外殼，使病毒核酸分子不能釋放出來(lái)。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(xì)胞染色體上，轉(zhuǎn)基因植物則有很好的抗性。因此，有人認(rèn)為抗性機(jī)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(dòng)化儀表廠是上海自動(dòng)化儀表有限公司是上海上自?xún)x股份控股的子公司，是向國(guó)內(nèi)發(fā)行A股，向國(guó)外發(fā)行B股的上市公司，是國(guó)家大型一級(jí)企業(yè)，上海自動(dòng)化儀表廠DCS公司 www.shsaic.net 上海自動(dòng)化儀表廠DCS公司“中國(guó)500家最大工業(yè)企業(yè)”和“全國(guó)工業(yè)企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)實(shí)力百?gòu)?qiáng)”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(jī)械工業(yè)部授予“優(yōu)秀企業(yè)”稱(chēng)號(hào)性有發(fā)作了。“不就是些不要的瓶瓶罐罐嗎，有什么好驚嘆的?！避岳驘o(wú)奈的扭過(guò)頭去，一副我不認(rèn)識(shí)你的樣子?！安?，不，不，小茉莉，你的思想太簡(jiǎn)單了?！蹦饺萘鑺沃钢切U舊器具說(shuō)道，“也許現(xiàn)在看來(lái)，它們就是一群破銅爛鐵，但只要回到21世紀(jì)，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(lái)，她有些語(yǔ)無(wú)倫次的說(shuō)道，“我我明明比你大的。”“什么啊，原來(lái)茉莉你也是個(gè)傲嬌”慕容凌娢裝作若無(wú)其事的搖了搖頭，“所以說(shuō)你帶我來(lái)這里干什么？”“百蝶說(shuō)讓你肉償”“來(lái)真的?。≡趺纯梢?！”慕容凌娢大聲叫道，引來(lái)了不少正在干活的女工的注意。面對(duì)這么多人好奇的眼神，慕容凌娢第一次覺(jué)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??！避岳蛞呀?jīng)恢復(fù)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(gè)嚴(yán)厲的女聲響起?！皢?，這不是茉莉姑娘嗎？怎么，不呆在百蝶樓主身邊，來(lái)這種臟亂的地方干什么?！边@女子一臉討好的沖著茉莉笑道。這個(gè)女子應(yīng)該就是這里管事的人了，慕容凌娢上下打量眼前這個(gè)人，穿著灰色的布衣，頭發(fā)干練的盤(pán)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(shì)。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?！澳€，我叫白綾?！奔热话俚谌饲岸歼@樣稱(chēng)呼自己，她也就只好接受了這個(gè)化名。“初來(lái)乍到，還請(qǐng)”“她惹百蝶生氣了，所以被罰到這里打雜?！避岳蚶淅涞卮驍嗔四饺萘鑺蔚脑?，“你隨便給她點(diǎn)活干干就好了?！薄笆鞘鞘牵岳蚬媚锓叫?，我一定會(huì)好好管教她的?！蹦桥舆B連點(diǎn)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(shì)利了吧，茉莉還沒(méi)離開(kāi)就已經(jīng)暴露本性了，如果茉莉離開(kāi)，那自己還不得被她給慕容凌娢打了一個(gè)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(méi)有看見(jiàn)一樣，極其冷淡地甩開(kāi)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?，便轉(zhuǎn)身離去了。留下了感覺(jué)整個(gè)世界都要崩塌了的慕容凌娢?！靶辛?，新來(lái)的，我是醉影樓一樓的層主，你得叫我層主愣著干什么，趕快過(guò)來(lái)，你的任務(wù)可不少呢。”她那鐵青著的臉嚇得慕容凌娢趕緊跟了上去。(古風(fēng)一言)那時(shí)，誰(shuí)渡江湖雨漂泊。而今，心愁難敘千里外。第023章 原來(lái)只是刷盤(pán)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,