造福人类的基因工程

造福人类的基因工程1精选课件Biologicaltechnology=Biotechnology生物学和工程学的结合;生物学原理,工程学方法;改造生物,加工生物材料;创造新的生物,生物产品或其它目的.生物体系:微生物,细胞,动植物,酶;生物学方法和技术:五大技术;底物和原料加工:淀粉,糖,纤维素以及无机物;各种产品:各种应用于农,医,食品,化工,能源,各种生物品种;目的:医,农,生活,军事,环境等.向上帝挑战的生物工程2精选课件生物技术:基因工程是核心基因工程微生物发酵工程细胞工程蛋白质生化工程酶工程3精选课件生物工程的新与旧旧:生物工程很古老,从远古酿酒,制酱,醋等;巴斯德发现发酵,开创发酵工业;青霉素引发抗菌素产业;

新:基因工程和细胞杂交瘤技术均诞生于70年代;基因治疗诞生在90年代;

以基因工程为核心的生物工程飞速发展,日新月异.4精选课件生命研究的最基本层次:基因基因是什么?建造大楼的图纸?参天大树的种子?世界科学研究的最大热点5精选课件

基因是什么？基因是生命的密码基因记录和传递遗传信息基因决定生物体的生、长、病、老、死等一切生命现象

UnitedGene

6精选课件7精选课件UnitedGene

基因是染色体上的一段DNA染色体基因1基因28精选课件9精选课件

克里克提出中心法则,

遗传信息由DNA通过RNA流向蛋白质10精选课件基因与疾病

基因与人类的疾病密切相关,遗传病是由于基因先天缺陷所致;肿瘤的发生涉及多种基因改变,包括癌基因激活或抑癌基因失活;高血压、糖尿病等多基因病也涉及到多种基因的改变;由病原体所致的传染病也和人体基因密切相关,存在易感人群和耐受人群;甚至致病原因与基因无关的外伤也在治疗和恢复过程中离不开基因.11精选课件基因与个性从血型和性格的相关性谈起.基因与人的性格密切相关,特别是一些精神性疾病,如烦躁,抑郁,同性恋,犯罪,自杀等,最近研究表明,人的聪明程度,行为倾向,高矮胖瘦等特征均与基因密切相关.12精选课件什么是基因工程?

基因工程原理是应用人工方法将基因分离出来，在体外进行切割、拚接和重组。然后将重组了的DNA导入某种宿主细胞或个体中大量表达蛋白质。这种创造新生物并给予新生物以特殊功能的工程就称为基因工程.也称遗传工程或DNA重组技术。创造新物种,生产多肽药,

赋予新功能13精选课件基因工程的基本条件

限制性核酸内切酶-分割DNA分子的工具DNA连接酶-把DNA片段连接起来的工具基因载体-运载和表达基因的工具目的基因-符合人类需要的基因

目的基因表达系统14精选课件基因工程原理示意图15精选课件限制性核酸内切酶史密斯（1931--）内森斯（1928--）内森斯和史密斯都是美国科学家，因为发现限制性核酸内切酶而获得1978年诺贝尔生理学及医学奖。16精选课件限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶EcoR1限制性核酸内切酶EcoR1对DNA分子的切割有趣的回文序列CGACGAATTCGATAGCTGCTTAAGCTAT17精选课件DNA连接酶相同内切酶切出的两段粘性末端DNA的互补配对18精选课件基因载体质粒pBluescript利用噬菌体克隆外源基因19精选课件目的基因断裂基因示意图DNA20精选课件二.科恩开创的金光大道

基因工程的奠基人博耶（1936-）科恩（1935-）美国科学家科恩和博耶合作，于1970年把外源DNA插入细菌质粒，得到了功能性表达，为重组DNA技术的迅速发展打下了良好的基础。他们二人被称为“基因工程”的奠基人。

21精选课件科恩开创的金光大道R6-5质粒PSC101质粒ECORI内切酶T4连接酶卡那霉素抗性基因四环素抗性基因PSC101+卡那霉素抗性基因

科恩实验示意图22精选课件基因重组模式图23精选课件微生物基因工程生产干扰素的示意图24精选课件

目的基因的分离–利用噬菌体构建基因文库25精选课件

目的基因的分离–cDNA文库的构建cDNA文库~~~~~mRNA88888cDNA重组质粒质粒进入细菌26精选课件三.新世纪的绿色革命

目的基因的合成肽链中的氨基酸顺序：

……..苷氨酸------苯丙氨酸-----赖氨酸….mRNA:GGG-----UUU------AAG

DNA:CCC-----AAA------TTC27精选课件神奇的PCR：1变成1000万目的基因的快速扩增28精选课件

目的基因的钓取示意图29精选课件

基因工程的优点30精选课件基因工程的表达系统原核细胞：大肠杆菌真核细胞：酵母细胞、昆虫(家蚕),哺乳动物细胞生物反应器：转基因植物(分子农场)、转基因动物（乳腺生物反应器）31精选课件DNA微注射法–给受精卵打针

32精选课件33精选课件

马牛羊也能变成制药厂转基因动物-转基因羊，鱼转入人凝血因子IX基因的山羊转入牛生长发育基因（bGH)的绵羊转入生长激素基因的鲤鱼，上为转基因鱼，下为对照。34精选课件35精选课件生物技术引起巨大变革巨大的科学价值

探索人体和生命的奥秘显著的社会效益

预防和诊断治疗疾病,使人健康长寿美化生活，保护环境。惊人的商业利润新兴支柱产业;比尔盖兹的预言

36精选课件生物医药生物技术在人类健康方面的应用37精选课件生物医药概述

采用生物技术制备的治疗药物,预防药物,检测试剂,也包含采用生物技术筛选的化学药物和天然药物.区别于天然药物,化学合成药物,采用生物技术制备的药物,尤其专指采用基因工程技术制备的基因药物,疫苗.38精选课件

基因是生物制药产业的源头基因

基因诊断基因治疗反义RNA免疫学诊断基因工程药物化学合成药物设计的靶分子DNA疫苗或核酶等39精选课件疾病预防：疫苗传统疫苗：减毒疫苗、灭活疫苗基因工程疫苗:抗原决定簇的组合DNA疫苗:激发CTL,模拟天然抗原40精选课件41精选课件

基因工程乙肝疫苗

人类历史上第一种规模化生产、最为成功基因工程疫苗，95年的全球销售额突破10亿美元；美国1986年正式投放市场，美法德已在研究免疫原性最强的第三代多功能疫苗。全世界乙肝病毒携带者78％生活在亚洲国家，约有一半是中国人种，乙肝疫苗的年需求量约7000万支，并呈上升趋势。2000年底在中国基因乙肝疫苗将全部取代血源乙肝疫苗42精选课件其他疫苗1.重组甲肝疫苗,丙肝疫苗,2.EB病毒疫苗:预防鼻咽癌，淋巴瘤3.重组疟疾疫苗4.重组hCG-

避孕疫苗,男性重组避孕疫苗5.重组轮状病毒疫苗:预防腹泻6.其他重组乙肝疫苗和目前减毒疫苗的其他重组剂型43精选课件研制SARS疫苗，曙光初现SARS病毒结构图（外表的突起就是S蛋白）SARS病毒的S蛋白（由1255个氨基酸构成，图中标出了HR1和HR2在S蛋白的氨基酸序列上的位置）44精选课件几个问题?结核杆菌卷土重来,卡介苗束手无策HIV病毒变化多端,重组疫苗艰难应变

肿瘤疫苗呼之不出,何日才能如愿以偿45精选课件

免疫诊断单克隆抗体临床诊断的天下

疾病的预测早期,准确诊断,导向诊断,指导治疗临床预后

46精选课件基因诊断从遗传病到肿瘤从Southern到PCR从组织到外周血病毒疾病检测显神威基因芯片的诞生DNA指纹47精选课件基因芯片

-------生物芯片的先锋

48精选课件49精选课件疾病治疗基因工程药物单克隆抗体基因治疗酶抑制剂小分子多肽治疗性疫苗50精选课件基因工程药物天然基因:分泌因子EPO,TPO,G-CSF天然基因衍生物:TNFtPA天然重组和融合:LDL-rINF人工合成基因:EPO小肽,基因工程疫苗:HBSAg;HCVAg51精选课件*一些生物制药产品(I)重组人干扰素（IFN）系列干扰素是人体淋巴细胞分泌的一类功能调节蛋白，具有抑制病毒复制，肿瘤生长等作用，用于约30多种疾病的治疗。干扰素主要分为a、β和γ-IFN三种类型。

1986年美国FDA首先批准基因IFN上市，目前已经有57个国家批准干扰素上市。这是我国基因工程产业化最早也是最好的一类，是我国目前销售额最高的产品.销售额达到5亿元。52精选课件*一些生物制药产品(II)白细胞介素介导白细胞及其他多种细胞间相互作用、对免疫反应的各个部位起重要免疫调节作用的淋巴因子，现已被克隆的白介素至少有13种。其中IL-2：提高机体免疫力、诱导增强免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤作用(抗肿瘤)、抗病毒感染，用于麻疯病的治疗53精选课件*一些生物制药产品(III)集落刺激因子刺激各种造血祖细胞增殖、生长和分化的细胞系调节因子(1).粒细胞集落刺激因子(G-CSF)

有效治疗肿瘤放疗化疗后白细胞减少、骨髓抑制、并特异性促进粒细胞的恢复和生成、促进骨髓的恢复。最畅销的基因工程药品.(>20亿美元)。54精选课件*一些生物制药产品(IV)(2).促红细胞生成素(EPO)

调节红细胞生成的重要细胞因子，能使慢性肾功能衰竭性贫血、再障贫血、肿瘤性贫血。肿瘤放疗化疗及其它原因引起的贫血患者的红细胞在10天内得到恢复，可将肾衰竭患者的寿命从半年延长到20年以上，是目前治疗肾衰竭贫血的唯一有效药。最为成功、最为畅销的基因工程药物(35亿美元)。55精选课件*一些生物制药产品(V)表皮生长因子(EGF)

能够刺激皮肤、角膜和各种器官上皮细胞生长、分化的生长因子，对维持和保护这些器官的功能和完整性以及修复再生起着重要作用，临床上主要用于烧伤、烫伤、手术后伤口愈合和各种溃疡的治疗，疗效显著，疤痕较少。(EGF眼药水、抗衰老化妆品、美容整容等）。56精选课件*一些生物制药产品(VI)重组人胰岛素(rhuInsulin)

人体内唯一降低血糖的激素，70年代以来一直是治疗糖尿病的最有效的药物，英美都在致力于口服胰岛素的研究，并已经取得很大成效，必将完全取代生化提取的牛或猪胰岛素。(20亿美元)57精选课件基因药物寻觅有价值的基因有限的基因药物保持清醒的头脑!58精选课件

人类基因组计划(HGP草图绘制已经成功，功能基因组研究将为疾病的预防，诊断和治疗奠定基础。59精选课件单克隆抗体单克隆抗体的导向治疗:生物导弹乳腺癌,淋巴瘤第一代单克隆抗体:鼠源缺点;基因工程抗体:单克隆抗体的人源化人源Fc片段;

Fab片段;单链抗体;单域抗体基因工程抗体库:筛选高亲和力60精选课件单克隆抗体治疗剂化学药物,毒素和放射性核数作弹头和单克隆抗体偶联,制成生物导弹.化学免疫偶联物:博来霉素A6,阿霉素等免疫毒素:蓖麻毒素(CD/白血病),白喉毒素放射免疫偶联物:

131I,211At,可和毒素偶联.61精选课件单克隆抗体治疗剂

美国批准7种单克隆抗体临床上市(1).乳腺癌单克隆抗体(2).淋巴瘤单克隆抗体(3).血栓预防单克隆抗体人源化单克隆抗体！30%人化单克隆抗体！062精选课件药物靶点的筛选未来药物发展最为活跃的领域人类基因组的魅力所在中草药现代化的思考单一靶点到鸡尾酒联合运用63精选课件

基因治疗-新的医学革命*基因治疗是最彻底的治疗,分子外科。

*基因治疗是把药物工厂开到人体里去，在需要的时候就生产药物，不需要的时候自动关闭。

*基因药物是继公共卫生,麻醉术,抗菌素和疫苗以后的医药工业的第四次革命，它将成为医药工业的发展趋势。

64精选课件

基因治疗-新的医学革命

基本概念:将正常有功能的基因导入人体,以基因作为药物治疗疾病.

与传统治疗区别:

基因治疗的特异性:针对性强;

药物本质为DNA;DNA在人体细胞内表达成为蛋白质;

**基因治疗作用的持续性.

65精选课件66精选课件基因治疗的基本原理67精选课件基因治疗什么病?遗传病:基因先天缺陷,理论上疾病治疗的希望根本所在;如隐性单基因遗传病.肿瘤:为肿瘤治疗提供了一条新路,发展迅速,具有潜在的商业价值传染病:艾滋病,肝炎等疾病的治疗一种新的尝试.其他疾病:心脑血管疾病,神经系统退行性疾病,不妨一试,意外效果.68精选课件基因治疗-从治疗到预防

基因治疗不仅可以用于疾病的治疗,还可以用于疾病的预防.

传染病的预防:基因免疫(DNA疫苗),肝炎,肺结核,腹泻,流感等;HIV预防

肿瘤预防:鼻咽癌,宫颈癌病毒导致肿瘤等;

肿瘤复发预防:各种基因转移肿瘤瘤苗免疫69精选课件基因治疗--从治疗到提高

基因治疗不仅可以用于疾病的治疗和预防,还可以用于人类生活质量的提高和改善.1.肥胖,秃顶患者的福音

2.长命百岁不再难求

3.耳聪目明易如反掌

4.性格重塑随心所欲问题焦点:基因治疗的伦理学的挑战70精选课件基因治疗--三大要素1.基因转移系统2.基因表达调控3.治疗相关基因71精选课件基因治疗的“枪炮”---基因转移系统1.物理方法:基因枪;基因针,基因缝线;DNA

直接注射;电穿孔,射频电穿孔超声导入.2.化学方法:磷酸钙;脂质体,多聚赖氨酸等3.生物方法:反转录病毒;腺病毒;腺相关病毒;单纯疱疹病毒;细小病毒;

沙门氏细菌,厌氧细菌72精选课件基因治疗的“弹药”-----基因

基因治疗如同武器,基因转移方法是枪炮,而治疗所选用的基因就是弹药.

基因来源于人类对疾病分子病理的认识,基因功能的研究.

如:CFTR基因与CF基因治疗;基因治疗是人类基因组计划研究--功能基因组研究的最大受益者之一.73精选课件基因治疗研究现状

基因治疗从1989年进入临床试验以来,从相对禁锢到迅速发展,过热泛滥,反思降温,平稳发展,猛烈抨击,捷报频传等阶段,几经波折,充分体现了新生事物发展规律.

但是,无论基因治疗发展坎坷如何,科学家坚信,基因治疗是一场医学革命,在21世纪将真正走向临床,为人类造福.74精选课件

基因治疗临床试验方案国家/洲临床方案治疗患者非洲115

美国3102389

亚洲937

澳大利亚313

欧洲97727

国际合作6314

总计425347675精选课件

疾病名称临床方案%治疗患者%

癌症27965245970

传染病337.841212

单基因病55133069.0

基因标记409.42276.5

志愿者20.560.2

其它163.8661.9

总计425347676精选课件世界首例基因治疗患者77精选课件

复旦大学进行了世界首次血友病B基因治疗临床试验是我国基因治疗领域的里程碑.78精选课件基因治疗的最新成功范例

法国科学家采用反转录病毒途径,以骨髓造血干细胞为靶细胞,对两例重症联合免疫缺乏症婴儿成功实施基因治疗,患儿从隔离病房走向正常生活,机体免疫功能完全恢复,能够抵抗外界的各种病毒,细菌等病原体的感染.

科学家称这是基因治疗取得完全成功的第一个报道.79精选课件药物遗传学/药物基因组学

研究药物治疗反应差别与基因多态性的关系,为患者寻找最合适的药;为药寻找最合适的人群.

为什么同样是高血压,吃同样的药效果不同?为什么同样是白血病,同样的化疗效果千差万别?

如何避免青霉素过敏,庆大霉素耳聋如何选择合适的药物,合适的剂量?

药物基因组学的遗传基础:SNP80精选课件

药物基因组学已经成为一个发现新颖和高效药物的途径,对于制药公司和患者的诱人价值在于降低药物开发成本,增强对某些疑难杂症的治疗,为患者寻找合适的药,为药寻找合适的人群,并最终改善新药的安全性和成本效益.

药物基因组学研究是现代医学中的一场历史性革命,她将制药公司和患者紧紧地结合在一起，强调以人为本，因人制宜，在不远的将来,人们可望进入个性化医疗时代.81精选课件个性化治疗的美好前景

最近,美国<<财富>>杂志描绘了一幅未来就医图:如果你到了医院,经过医生和系列化验诊断为某种疾病,如何治疗呢?

您只要将带有自己遗传档案的软盘插入电脑,同时输入疾病和治疗相关信息,电脑就会提示您应该选择什么药,什么亚型,最佳剂量和剂型,服用的效果.

82精选课件环境基因组学

研究物理,化学和生物环境对人体基因组的作用及其易感性

为什么有人抽烟不得肺癌?而另外一部分人却敏感异常?

为什么有些人喝酒海量?而另外一些人一喝酒就醉倒?

为什么有人对艾滋病谈笑风生,而一部分人却谈虎色变?83精选课件

环境基因组学所研究的基因多态性和药物基因组学研究所涉及的的基因具有部分共同性:细胞色素P450家族---等代谢相关基因环境基因组学涉及10类基因:毒物代谢基因;激素代谢基因;受体基因,DNA修复基因,细胞周期基因,细胞死亡控制基因;免疫相关基因,参与氧化过程和信号传导基因;维生素和矿物质代谢基因.

84精选课件基因预测和治疗

根据基因多态和疾病的相关性,可以对疾病进行预测和风险性估计,根据基因多态性进行针对性的治疗并对治疗效果进行判定.

凝血因子V与血栓;载脂蛋白E与老年性痴呆;HLA与强直性脊柱炎,GST和CYP1A1,2D6与吸烟导致肺癌.治疗个性化:ACE与高血压药物治疗;心梗手术治疗预后.白血病治疗预后:85精选课件未来的基因预测学1.预测疾病发生的风险性,提供预防措施2.预测疾病的发展以及对治疗的敏感性3.预测疾病治疗的效果4.预测人的性格:喜怒哀乐5.预测人的生理特征:高矮胖瘦6.预测人的理想职业及其风险回避7.预测人的健康状态,寿命86精选课件透过基因看未来87精选课件个人遗传档案

未来的社会,每人只要取一滴血就可以拥有一个遗传档案,从中可以进行各项基因预测.

个人遗传档案的理想形式是:一块基因芯片.

看病时,芯片插入电脑,决定了个性化的医疗方案.88精选课件基因隐私基因隐私是人固有的最为神秘的隐私,从受精卵到人出生,从咿呀学语到寿终正寝,基因密码所携带的隐私就存在每个人生命之中.随着基因技术的发展,未来获取个人基因信息越来越容易,基因隐私很容易被检测,首要问题是我们当事人需要不需要知道这些基因隐私?疾病的预防,预测,诊断和指导性治疗;指导选择职业,克服性格缺点,扬长避短89精选课件基因歧视,种族歧视基因犯罪基因滥用基因宿命论基因治疗的伦理基因武器基因兴奋剂转基因食品的安全性,生态问题核酸营养液--基因食品打假;90精选课件国际、国内生物医药发展现状国际:日新月异,迅速发展国内:跟踪新的浪潮91精选课件国际:极为重视,成效卓著

目前全球共有2000余家现代生物制药公司，有上千家机构和1亿多人正从事着50多种新型药物和疫苗的科研开发和生产，有700多种生物制剂有可能完成临床试验投放市场，有2000多种还在实验室阶段。年递增24%.

预计到2000年全世界生物技术产值将达到1000亿美元，美国占1/2；全球生物技术药品的总销售额将达到200亿美元.92精选课件美国、日本、欧洲遥遥领先美国在生物技术方面的研究开发一直走在世界最前列：1997年美国已有1300多家生物技术公司（占世界总数的2/3），其中有70％从事医药产品的开发，较大的公司有225家；已经有350家生物工程公司上市，1996年市场价值达到830亿美元，盈利124亿美元；已有39个基因工程药物正式投放市场,有500多个生物技术药品和疫苗进入临床试验，有100多个处于早期研制阶段。但是，美国生物技术公司在运作上真正盈利的公司很少.93精选课件

日本，欧洲等也不甘落后：近年来日本生物制药的年产值平均以44%的速度增长，已批准上市的基因工程药物有24种，销售额超过4500亿日元；欧盟共拥有700多家生物技术公司，已有15个成员国的528个实验室、77个工业企业参与生物药物开发，欧盟近期批准了360个生物科研项目并准备为此拨款9500万美元.94精选课件世界制药行业目前面临着同样问题

(1)各国政府都在抑制医疗费用的上涨；(2)医药行业的竞争日趋激烈；(3)新药的研制开发费用和难度不断增加；(4)药政管理、药品审批越来越严格；(5)强强联合、兼并重组成为发展新趋势，以期通过“市场兼并、技术占有、资源配置的优化”实现较大程度的“风险分散、成本降低、劳动率提高、经营垄断等”。95精选课件国内:跟踪新的浪潮

研究开发起步较晚，产业化更晚，基础较差，“863计划”、“五年”计划和国家科技攻关支持上游研究，开发研究,临床试验阶段，新药证书15个基因工程药物分别完成II期临床试验、获得新药证书、已经或即将拿到生产批文并开始生产，还有50多种药物正处于不同的开发阶段。96精选课件国家建立生物工程开发中心，基因工程药物、生物制品和疫苗研究开发中心.深圳科兴生物制品有限公司:我国最大我国目前有300多家单位从事生物工程研究，有200余家现代生物医药企业，50多家生物工程技术开发公司，其中有30余家已投入生产。上海浦东生物医药开发基地，广东中山健康产业基地,深圳生物科技园区四年翻一番,年增长率>12％，21世纪国民经济的增长点。97精选课件人类基因克隆,新型载体,精子蛋白,抗菌素生产菌株肝炎疫苗和干扰素治疗肝炎重要进展基因工程疫苗,基因工程多肽药物进入不同阶段基因治疗取得突破:血友病,脑肿瘤,胃癌,肺癌以及心血管疾病基因治疗进入临床试验.转基因羊/克隆羊获得成功生物导弹工程:C-ALL治疗临床应用蛋白质工程研究:结构与功能,突变体:长效胰岛素,tPA,SK98精选课件我国研发上市基因工程药物上市:IFN1b,IFN2a,IFN2b,IFN,GH,IL-2,G-CSF,GM-CSF,EPO,bFGF,rSK以及疫苗临床及研发:TNF,LT,TPO,EGF,IL-11,IL-3,IL-4,FIX,FVIII,UK,CGRP,tPA,SOD以及疫苗.99精选课件我国生物医药发展的主要问题知识产权、专利认识薄弱

(1)仿制过多，创新不够

(2)创新成果保护和专利意识不足．各自为政、重复现象严重

rhIFN，20多家；rhGH，5家；rhEPO；4+10,rG-CSF2+36;GM-CSF8家;rhuIL-2>9。100精选课件生物医药产业与资本化市场

生物制药公司纷纷上市，如星湖股份、钱江生化、天坛生物、复星实业、海王生物等8家；大约有11家以其他医药为主业的公司积极开发生物医药，如通化东宝、东阿阿胶、天目药业、双鹤药业等；高新技术产业开发区和高新技术企业也各自以不同程度投资生物制药，与医药、高科技毫无关系的公司也分别通过资产重组、控股、直接投资等方式涉足生物制药.以不同程度进行生物制药的企业已至少有62家。101精选课件前景展望:机遇和挑战生物医药的地位,作用和需求持续扩大中国独特的遗传资源是新药研发源泉加强下游开发,避免重复,加强合作上游的技术创新:融合,突变体,小分子肽专利的对策:几个目标:50%应用;10个新药;50亿产值;5-6种基因治疗临床试验;我国特色新药中国生物医药产业整体崛起还有待时日102精选课件基因工程在现代农业中的应用103精选课件到2025年，世界人口有望突破80亿，多数增长将发生在发展中国家，而且要在复杂的环境下喂养更多张嘴绿色革命之父诺贝尔和平奖获得者博劳格估计:所有谷物的平均产量必须比1990年的平均产量高出80％迎接全球农业挑战农业生物技术掀起第2浪潮,全球农业生物技术产值将达到100亿美元。我国正在研究的转基因植物种类达47种.

104精选课件105精选课件转基因植物技术的关键植物基因工程基因农业将称雄21世纪106精选课件改变物种性状

增强农作物抗病虫害能力提高农作物产量改善农作物的营养成分利用基因技术可以实现以下目的育种周期缩短（7-8年到2-3年〕107精选课件植物基因转化方法

农杆菌法植物细胞的全能性筛选108精选课件

植物转基因的主要方法

基因枪法基因枪工作原理图转基因植株109精选课件

烟草花叶病毒（TMV)的结构图外形象鳞片状的是蛋白质，里面是RNA110精选课件种子贮藏蛋白基因除莠剂抗性基因抗虫基因：苏云金杆菌毒蛋白（BT）基因蛋白酶抑制剂基因抗病毒基因：病毒的外壳蛋白（CP）基因反义RNA

病毒的卫星RNA

其他抗病毒基因常见的目的基因111精选课件112精选课件113精选课件PomatoPotato+tomato114精选课件RGPisajointprojectoftheNationalInstituteofAgrobiologicalResources(NIAR)andtheInstituteoftheSocietyforTechno-innovationofAgriculture,ForestryandFisheries(STAFF)andapartoftheJapaneseMinistryofAgriculture,ForestryandFisheries(MAFF)GenomeResearchProgram.115精选课件1998年，全球转基因作物的种植面积2770万公顷，比1997年增加了一倍多，美国独占鳌头，有2050万公顷，占世界的74％1999年，全球转基因作物的种植面积为6952万公顷

2000～2005年，全球转基因作物的种植面积将为目前的3倍转基因作物116精选课件

我国农药使用量大(30万吨/年);昆虫产生抗药性,药量增大,成本增高;植物残留量令人担心。在抗病虫方面利用几丁质酶和葡聚糖苷酶基因抑制真菌性病害(水稻)。利用Avirulance理论破坏病原菌毒素获得抗细菌的转基因植物。利用Bt(苏云金芽孢杆菌)杀虫蛋白基因获得抗鳞翅目和鞘翅目害虫转基因植物,如棉花、烟草、马铃薯等,已经进入商品化生产阶段。117精选课件转基因植物–棉花转基因抗虫棉CK抗虫CK抗虫118精选课件抗除草剂方面:特异性除去杂草,而保护经济作物,抗除草剂的玉米、棉花、油菜和大豆已经推广上市.抗除草剂的农作物种植面积占转基因农作物总面积的77%其他特性:利用转基因的山梨醇-6磷酸脱氢酶或甘露醇-3磷酸脱氢酶抗盐碱,利用转基因厌氧条件下酒精脱氢酶抗涝利用歧化酶和过氧化物酶抗寒.

我国耕地面积仅占14%,其中一半是干旱、半干旱或盐碱地。生物工程技术若在抗逆方面有所突破,其增产幅度将非常可观。119精选课件在改良品质方面改变淀粉生物合成途径关键酶,改变水果、蔬菜风味,开发新型工业用淀粉。增加或抑制脂肪生物合成途径中关键酶,改变脂肪酸的结构和组成,以满足保健食品与工业用油的的需要。无籽西瓜,无籽香蕉,成熟延迟的番茄金米：瑞士新培育出了米粒中富含维生素A和铁的转基因稻，对于贫血和夜盲症具有治疗效果。双抗农作物(如抗虫+抗除草剂)或双变农作物将来有巨大的发展潜力。120精选课件转基因大豆纤维可以制成衣服121精选课件转基因植物–花卉更加五彩缤纷三色矮牵牛蓝玫瑰122精选课件三.新世纪的绿色革命转基因植物–蔬菜转基因甜椒转基因番茄123精选课件植物种苗的工厂化生产利用植物细胞具有全能性,采用细胞工程技术对优良品种进行大量的快速无性繁殖，实现工业化生产。植物器官--细胞-愈伤组织-试管苗-植物优点:快速,大量,无毒.一个10m2的恒温室内，可繁殖1万～50万株小苗。广泛应用于花卉、果树、蔬菜、药用植物和农作物的快速繁殖。我国已建立葡萄、苹果、香蕉、柑橘、花卉多种植物试管苗的生产线。124精选课件125精选课件在植物中成功表达的药用蛋白126精选课件现代农业模式1.设施农业现代农业园艺场,封闭式,无土栽培,电脑控制适宜的生长条件,产品均一,无污染,不受不利自然因素影响,不受季节制约.(上海浦东孙桥,新型风景线)2.薄膜农业利用薄膜增温,抗寒,如水稻,提前成熟,防治病虫,杂草,提高太阳能利用率,增产(有色薄膜),我国现有薄膜覆盖面积1千万公顷.3.

微灌技术水集中于植物根部缓慢限量限速灌水,节水50%,增产45-80%.以色列达到100%.4.海洋农业海洋世纪,资源丰富,如藻类,鱼类,水产养殖,药用资源(数千种,如海葵毒素),海洋保健品(螺旋藻).127精选课件ABetterBanana128精选课件RicherOilsFromaPalm129精选课件

对环境生态（超级杂草〕长远作用问题??编码目的基因表达可能对人体导致的问题??转基因植物的安全性130精选课件Pusztai事件：1999年英国苏格兰Rowett研究所ArpadPusztai用转雪花莲凝集素（GNA）基因马铃薯饲喂大鼠，使大鼠体重和器官重量减轻，免疫系统破坏。帝王蝶事件：1999.5美国康乃尔大学研究组报道，Bt玉米花粉以较高浓度撒在苦定菜叶上，然后让帝王蝶幼虫捕食，4天后有44％的幼虫死亡。StarLink玉米事件：苏云金芽孢杆菌的Cry9C基因转入玉米，即StarLink玉米。1998年，美国环保署（EPA）批准只作为家畜饲料和工业用途。2000年未经许可进入了食品中，引起了食用该食品的一部分人的过敏反应。131精选课件

Pusztai事件苏格兰Rowett研究所ArpadPusztai雪花莲凝集素(GNA)基因，马铃薯，大鼠体重和器官重量减轻，破坏免疫系统英国皇家学会组织同行评审

Pusztai被劝提前退休生物安全132精选课件英国皇家学会对Pusztai事件的评论1999.5不能确定转基因和非转基因马铃薯的化学成份有差异饲喂转基因土豆的大鼠未补充蛋白质以防止饥饿动物数量少，喂几种不同的食物，且都不是大鼠的标准食物，很少统计意义试验设计差，未作双盲测定统计方法不当试验结果无一致性133精选课件花粉Bt玉米马利筋帝王蝶幼虫死亡44%（室内）帝王蝶事件134精选课件美国环保局(EPA)对帝王蝶事件的结论抗虫玉米的花粉对帝王蝶并无威胁这一事件也表明抗虫转基因玉米也有待改进，如可让花粉不产生Bt毒蛋白,这样就可使花粉对非目标昆虫完全没有威胁135精选课件转基因植物的环境安全性问题。转基因是否会漂移到环境中使生态环境受到破坏,打破原有生态种群的平稳。自然界植物经常发生基因转移。如果抗除草剂基因转移到杂草中,那么除草剂就失去了作用。刀枪不入的杂草!

害虫对转基因植物的适应性。一些害虫已经对转Bt基因的棉花和玉米产生了抗性。采用高剂量/避难所策略(有效性折扣)。需要发展新的策略(如双抗).136精选课件转基因植物的食品安全性问题经济合作组织提出食品安全性评价的实质等同性原则。如转病毒外壳蛋白基因的抗病毒植物应该是安全的。若转基因植物生产的产品与传统产品不存在实质等同性,则应进行严格的安全性评价。137精选课件(1)转基因产物是否有毒。例如,已有充分的实验数据表明,Ｂｔ杀虫蛋白只对少数目标昆虫有毒,对人畜绝对安全

(2)人食用转基因产品后是否产生过敏反应。在自然条件下存在着许多过敏源。如美国先锋公司将巴西坚果中的2Ｓ清蛋白基因转入大豆后,使人产生过敏,未批准。到目前为止,从全世界已经商品化的转基因食品来看,还没有任何一例有对人体有毒副作用的报道。

不要因噎废食!138精选课件“转雪花莲凝集素基因的马铃薯能够对大鼠的免疫系统造成损害”—1998年Pusztai事件Pusztai博士Killer139精选课件140精选课件

袁隆平,

中国工程院院士，中国研究杂交水稻的创始人，世界上成功利用水稻杂交优势的第一人。他于1964年开始从事杂交水稻研究，用九年时间于1973年实现了三系配套，并选育了第一个在生产上大面积应用的强优高产杂交水稻组合----南优2号。为此，他于1981年荣获我国第一个国家特等发明奖，被国际上誉为“杂交水稻之父”。风云人物141精选课件生物工程与环境保护、能源开发142精选课件143精选课件

人口众多、资源相对不足、环境污染严重已成为影响我国经济和社会发展的重要因素。——江泽民（1999年3月）

144精选课件国家重大需求治理和保护环境是我国的基本国策预防和控制环境疾病是国家的重大需求145精选课件环境保护

传统的化学工业生产过程大多在高温高压下进行，呈现在人们面前的几乎都是大烟囱冒浓烟的景象。这是一个典型的耗能过程并带来环境的严重恶化。

如果改用生物工程方法开生产，不仅可以节约能源还可以避免环境污染。各种特征酶制剂；生物农药；可降解塑料等。146精选课件现代农业及石油、化工等现代工业的发展，农药、石油及其化工产品、塑料燃料等工业产品，连同工业废水、废气、废物带来了严重的污染。但是小小的微生物有着惊人的降解这些污染物的能力。人们可以利用这些微生物净化有毒的化合物，降解石油污染，清除有毒气体和恶臭物质，处理生活垃圾，