《基因工程应用01（63张ppt）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基因工程应用01（63张ppt）（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基因工程的应用,专题基因工程,请同学们阅读P17-19思考以下几题:,1.目前用于杀虫的转基因抗虫植物基因有哪些? 2.抗病转基因植物所采用的基因,使用最多的是什么? 3. 在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因？使烟草、番茄的耐寒能力提高措施是什么? 4. 豆类中哪种必需氨基酸较少?大米.玉米.小麦中哪种必需氨基酸较少?举例说明科学家如何提高氨基酸的含量? 5.转基因矮牵牛的目的基因是什么？,1.抗虫转基因植物,2.抗病转基因植物,3.抗逆转基因植物,4、转基因改良植物的品质,1.下列转基因生物与所运用的目的基因正确是 : ( )(多选) A抗虫棉Bt毒蛋白基因 B抗真菌立枯丝核菌的烟草抗毒素
2、合成基因 C抗盐碱和干旱植物调节细胞渗透压的基因 D耐寒的番茄抗冻蛋白基因,ABCD,2、抗病转基因植物成功表达后，以下说法正确的是 :（ ）,A. 抗病毒转基因植物，可以抵抗所有病毒 B.抗病毒转基因植物，对病毒的抗性具有局限性或特异性 C.抗病毒转基因植物可以抗害虫 D.抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异,B,1、动物基因工程在哪些方面显示了广阔的应用前景，举例说明。 2、什么是乳腺生物反应器？在乳腺生物反应器的制作中，应将药用蛋白基因与什么重组在一起？受体细胞是什么？导入的方法又是什么？ 3、如何运用基因工程解决器官移植过程中的免疫排斥问题？,将 基因与 . 等调控组件重组在一起，通
3、过 。等方法，导入哺乳动物的 中，将 其 送入母体，使其发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品，称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。,乳腺生物反应器,药物蛋白,乳腺蛋白基因的启动子,显微注射,受精卵,转基因生物与目的基因的关系,Bt毒蛋白基因,苏云金芽孢杆菌,调节细胞渗透压的基因,抗冻蛋白基因,抗除草剂基因,鱼,含此抗性基因的植物,含此抗性基因的植物,花青素代谢有关基因,含有此基因的植物,控制番茄成熟的基因,富含赖氨酸蛋白质的编码基因,生长激素基因,动物,肠乳糖酶基因,含有此基因的植物,含有此基因的植物,人,胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床上使用的胰岛素
4、主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取45g胰岛素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。1979年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，并在大肠杆菌内实现了表达。1982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30%50%。,基因工程药品 胰岛素,传统疫苗存在许多缺点：生产过程需大量繁殖病原体，对工作人员健康造成很大威胁；病原体的减毒、灭活有可能不够彻底，导致接种者直接感染。 基因工程疫苗：将起关键作用的、序列保守的蛋白质基因重组到细菌或真核细胞内，生产蛋白质，制作成疫苗。它不使用病原体本身，所以安全，还可以把
5、不同病原体的抗原基因重组到同一受体细胞，生产多价疫苗。,基因工程药品 基因工程疫苗,1、什么是基因治疗？ 2、基因治疗分为哪两种途径？,三、基因工程药物异军突起,四、基因治疗曙光初照,一、基因工程在农业上的应用：,1）培育高产、稳产和具优良品质的品种 用基因工程的方法可以改善粮食作物的蛋白质含量。如“向日葵豆”植株。 2）培育抗逆性品种 将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。,高产、优质，缓解了粮食短缺,目的性强，缩短了育种时间，克服了远缘亲本难杂交的特点,优点：,基因工程育种,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,转黄瓜
6、抗青枯病基因的马铃薯,3.其他抗逆转基因植物,将抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。,转鱼抗寒基因的番茄,我国在抗逆基因的分离、克隆和转化等方面的研究已取得一定进展，克隆了耐盐碱相关基因，通过遗传转化已获得了耐1NaCl的苜蓿，耐 O8NaCl的草莓，耐2NaCl的烟草。 抗逆基因工程作物已进入田间试验阶段。我国科学家刘岩等获得了耐盐性明显提高的转基因玉米植株。我国科学家张荃等获得了耐盐性提高的转基因番茄。,4.利用转基因改良植物的品质,将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，导入植物中，或者改变这些氨基酸合成途径中某种酶的活性。,不会引起过敏的转基
7、因大豆,“动物基因工程前景广阔”思考题:,1.如何利用动物基因工程技术提高动物的生长速率? 2.怎样能在其他营养成分不受影响的情况下,降低乳糖的含量? 3.目前科学家已在山羊等动物乳腺生物反应器中表达了抗凝血酶.血清白蛋白.生长激素和a-抗胰蛋白酶,科学家是怎样获得转基因动物的?,繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。 该过程的重要步骤是通过感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中。,基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么？,将人的生长激素基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠受精卵中，得到的“超级小鼠”。,二、动物基因工程前景广阔,是指把人或哺乳动物
8、的某种基因导入到哺乳动物(如鼠、兔、羊和猪)的受精卵里，目的基因若与受精卵染色体DNA整合，细胞分裂时，该基因随染色体的倍增而倍增，使每个细胞中都带有目的基因，使性状得以表达，并稳定地遗传给后代，从而获得基因产品。这样一种新的个体，称为转基因动物。,什么叫转基因动物？,1.用于提高动物生长速度,生长快、肉质好的转基因鱼(中国),转基因牛,乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷),超级动物,导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠,2.用于改善畜产品的品质,3.用转基因的动物生产药物,乳腺生物反应器,牛奶,不适症:,改善方法:,缺乏乳糖酶,原因:,将肠乳糖酶基因导入奶牛的基因组，,过敏、腹泻、恶心等,
9、获取目的基因 （例如血清蛋白基因）,构建基因表达载体 （在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）,显微注射导入哺乳动物受精卵中,形成胚胎,将胚胎送入母体动物,发育成转基因动物（只有在产下的雌性动物个体中，转入的基因才能表达）,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。,为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？,产量高、质量好、成本低、易提取,4.用转基因的动物作器官移植的供体,存
10、在的难题： 解决方法：,将供体基因组导入某种基因调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。,免疫排斥,导入人基因具特殊用途的猪和小鼠,利用基因工程方法制造“工程菌”，可高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。,三.基因工程药品异军突起,我国已生产的产品,白细胞介素-2、 干扰素、 乙肝疫苗等,近20种，年产值达30亿,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。,作用：胰岛素是治疗糖尿病的特效药。 传统生产方法： 主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取45g胰岛素。产量低，价格昂
11、贵。 基因工程方法：1979年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，并在大肠杆菌内实现了表达。 1982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30%50%。,基因工程药品 胰岛素,化学本质：是病毒侵入动物或人体细胞后产生的一种糖蛋白。 作用：干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对治疗某些癌症和白血病也有一定疗效。 传统生产方法：从人血液中的白细胞内提取。 基因工程方法：19801982年，科学家在酵母菌细胞内获得了干扰素。 中国生产 （1993年）：重组人干扰素a-1b: 治疗乙型肝炎,基因工程药品 干扰素,治疗侏儒
12、症的唯一方法：是向人体注射生长激素。 传统生产方法：需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体，并从中提取生长激素。 基因工程方法，将人的生长激素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。 人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于6万具尸体的全部产量。,基因工程药品 生长激素,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。,四、基因治疗曙光初照,基因探针：,基因探针就是一段与目的基因或被测DNA互补的特异核苷酸序列。它包括整个基因，或基因的一部分。,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
13、分子杂交原理；,原理是：互补的DNA单链能够在一定条件下结合成双链，即能够进行杂交。 这种结合是特异的，即严格按照碱基互补配对进行。因此，当用一段已知基因的核苷酸序列作为探针，与被测基因进行接触，若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测基因中含有已知的基因序列。,DNA分子杂交技术,该方法是根据碱基互补配对原则，把互补的双链DNA解开，把单股的DNA小片段用同位素、荧光分子或化学发光催化剂等进行标记，之后同被检测的DNA中的同源互补序列杂交，从而检出所要查明的DNA或基因。,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。,1）珠蛋白的DN
14、A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,举例,2、基因治疗,1）原理；,把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，达到治疗疾病的目的。,2）实例：,复合型免疫缺陷症,病因：,腺苷酸脱氨酶基因缺失,缺乏腺苷酸脱氨酶,免疫功能下降,复合型免疫缺陷症,治疗方法：,提取患者的淋巴细胞,导入正常的腺苷酸脱氨酶基因,筛选出能够产生腺苷酸脱氨酶的淋巴细胞,将该淋巴细胞扩增后转入患者体内,半年后，血液检测,被改造的淋巴细胞、腺苷酸脱氨酶,患者产生抗体的功能显著改善,患者体内含有转基因淋巴细胞,3）基因治疗的方法,体
15、外基因治疗：,从病人体内获得某种细胞，进行培养，然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。,直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。,实例;,遗传性囊性纤维化病,1994年美国科学家利用经过修饰过的腺病毒作载体，将正常基因导入患者肺组织中。,体内基因治疗：,1.下列转基因生物与所运用的目的基因正确是 : ( )(多选) A抗虫棉Bt毒蛋白基因 B抗真菌立枯丝核菌的烟草抗毒素合成基因 C抗盐碱和干旱植物调节细胞渗透压的基因 D耐寒的番茄抗冻蛋白基因,ABCD,2小麦根尖细胞基因分布在（ ） A.染色体，核糖体 B.染色体，叶绿体 C.染色体，线粒体 D.染色体，线粒体，叶绿体,3有关基因工程的说法，正确的是 ( )(多选) A.在基因工程操作中，只要在受体细胞中检测到目的基因，就能表达 B.基因工程操作的必须的工具有限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体 C.抗虫棉的目的基因来自于苏云金芽胞杆菌 D.抗虫棉的后代中可能有不抗虫的个体,4.生产上培育无籽番茄、青霉素高产菌株、杂交培育矮秆抗锈病小麦、抗虫棉的培育原理依次是（ ） 生长素促进果实发育 染色体变异 基因重组 基因突变 基因工程 A. B. C. D. ,D,5、抗病转基因植物成功表达后，以下说法正确的是 :（ ）,A. 抗病毒转基因植物，可以
