生物基因工程的应用.ppt

1.3基因工程的应用,一、植物基因工程硕果累累,抗虫转基因植物抗病转基因植物抗逆转基因植物改良品质,1、抗虫转基因植物,转基因抗虫水稻（绿色植株）与对照（黄色枯萎植株）,常见的杀虫基因：1、Bt毒蛋白基因2、蛋白酶抑制剂基因3、淀粉酶抑制剂基因4、植物凝集素基因,抗病毒的转基因小麦,抗病基因：1、病毒外壳蛋白（CP）基因2、病毒复制酶基因3、几丁质酶基因4、抗毒素合成基因,2.抗病转基因植物,遭到玉米螟侵害和真菌感染的普通玉米(左)与Bt玉米(右),抗盐碱抗干旱抗涝害抗寒抗除草剂,转基因抗除草剂玉米,转鱼抗寒基因的番茄,3、其他抗逆转基因植物,不会引起过敏的转基因大豆,4、利用转基因改良植物的品质,植物转基因技术流程示意图,基因工程在农业上的应用,Bt毒蛋白基因,病毒外壳蛋白基因和病毒复制酶基因,几丁质酶基因和抗毒素合成基因,调节细胞渗透压的基因,抗冻蛋白基因,抗除草剂基因,富含赖氨酸的蛋白质编码基因,控制番茄果实成熟的基因,植物花青素代谢有关的基因,1.提高动物生长速度转生长激素基因动物,2.改善畜产品的品质转肠乳糖酶基因奶牛,二、动物基因工程前景广阔,3.用转基因动物做器官移植的供体,4.用转基因动物生产药物,乳腺生物反应器:可以通过分泌的乳汁来生产所需要药品的转基因动物个体,转基因动物的乳腺,就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？,乳腺生物反应器的优点：,产量高；质量好；成本低；易提取。,过程:将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组,最终导入到受体内.,用转基因的动物生产药物,思考：为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？1）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。2）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。3）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。,乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷),带有人凝血因子基因的转基因羊,用转基因的动物生产药物,三、基因工程药品异军突起,思考：1、在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、干扰素直接从生物体的哪些结构中提取？缺点有哪些？2、可利用什么方法来解决上述问题？,“工程菌”:用基因工程的方法,使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。,1、基因工程药物,蛋白质,治疗糖尿病,动物胰脏中提取,大肠杆菌细胞,糖蛋白,治疗病毒性肝炎和肿瘤,人血液中提取,酵母菌细胞,乙肝抗原,预防乙肝,酵母菌细胞,三、基因工程药品异军突起,1、基因诊断：,也称为DNA诊断或基因探针技术，即在DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。探针制备：放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子；原理：利用DNA分子杂交原理；,四、基因治疗曙光初照,基因诊断技术在什么方面发展迅速？在诊断遗传性疾病方面发展迅速。目前已经可以对几十种遗传病进行产前诊断。举例1）珠蛋白的DNA探针镰刀状细胞贫血症2）苯丙氨酸羧化酶基因探针苯丙酮尿症3）白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的DNA探针白血病,2、基因治疗：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥作用，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的方法,1、体外基因治疗2、体内基因治疗,基因治疗SCID的过程,体外基因治疗,用于基因治疗的基因种类,1、用正常基因代替缺陷基因，或依靠其表达产物来弥补病变基因带来的缺陷。如血友病、地中海贫血病的治疗。2、反义基因。用mRNA分子与病变的mRNA分子进行互补，阻断蛋白质的合成。3、自杀基因。编码可杀死癌变细胞的蛋白酶基因。,五、基因工程与环境保护,1）用于环境监测。2）用于被污染环境的净化。,基因工程在环保方面有什么应用？,例如：用DNA探针可以检测饮用水中病毒的含量。此方法的特点是快速、灵敏，1吨水中有10个病毒也能检测出来。,通过基因工程方法怎样进行环境监测？,(1)环境监测：基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。,1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来,利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。,(2)