基因工程的应用.ppt

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1、1.3基因工程的应用基因工程的实际应用领域有：农牧业、工业、环境、能源、医学卫生等应用生物：植物、动物、微生物一、植物基因工程植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力,以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。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、利用转基因改良植物的品质1.抗虫转基因植物优点：减少环境污染、减低生产成本、提高产量作用：①Bt毒蛋白水解成多肽，与害虫肠上皮细胞的特异性受体结合，形成细胞膜穿孔，细胞肿胀裂解导致害虫死亡；②蛋白酶抑制剂和淀粉酶抑制剂分别抑制相应酶活性，影响消化；③植物凝集素基因控制合成一种糖蛋白，此糖蛋白可与昆虫

2、肠道粘膜上的某种物质结合，从而影响昆虫对营养物质的吸收与利用。目的基因：Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等例子：转基因抗虫棉——Bt毒蛋白基因转基因抗虫水稻2.抗病转基因植物目的基因：①抗病基因：病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因②抗真菌基因：几丁质酶基因、抗毒素合成基因举例：抗病毒烟草、抗病毒小麦、甜椒、番茄引起植物生病的微生物主要有病毒、真菌和细菌三大类。3.抗逆转基因植物目的基因：调节细胞渗透压的基因、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因；作用：通过改变细胞渗透压，提高抗盐碱、抗干旱能力；提高耐寒能力；提高抗除草剂能力；举例：烟草、番茄（耐

3、寒）大豆、玉米（抗除草剂）4.利用转基因改良植物的品质不会引起过敏的转基因大豆作用：①控制合成蛋白质含必需氨基酸多②延迟番茄成熟③改变花瓣的颜色目的基因：①含必需氨基酸较多的蛋白质编码基因②控制番茄果实成熟的基因；③与植物花青素代谢有关的基因转基因蓝玫瑰举例：转基因延迟番茄、富含赖氨酸的转基因玉米、转基因矮牵牛花利用基因工程培育植物新品种的优越性：植物基因工程打破了常规育种中难以突破的种间界限，实现了原核生物、动物与植物之间的基因交流，从而大幅度地改良植物的遗传特性，体现出基因工程巨大的优越性。二、动物基因工程前景广阔特点：发展较迟，应用方面广1、提高动物生长速度2、改

4、善畜产品的品质3、用转基因动物生产药物4、作为器官移植的供体1.用于提高动物生长速度原因：外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长更快转基因鲤鱼2.用于改善畜产品的品质将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组→乳糖酶→乳糖分解→乳汁中的乳糖含量大大降低，乳汁品质改善转基因牛的乳汁，降低乳糖含量3.用转基因的动物生产药物（重点）乳腺生物反应器获取目的基因构建基因表达载体导入哺乳动物受精卵进行早期培养后送入母体发育成转基因动物，利用分泌的乳汁生产药品（将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组）（如血清白蛋白基因、生长激素基因）（显微注射法）产物：抗凝血酶、血清白蛋白、生长激

5、素、α-抗胰蛋白酶★为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？⑴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。⑵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。⑶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。4.用转基因的动物作器官移植的供体科学家正试图利用基因工程方法对猪的器官进行改造，采用的方法是将器官供体基因组导入某种调节因子，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。在传统的药品生产中，某些药品

6、如胰岛素、干扰素直接从生物体的哪些结构中提取？药品直接从生物的组织、细胞或血液中提取。传统生产方法的缺点由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。可利用什么方法来解决上述问题？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胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!第一种基因工程药物——重组人胰岛素从人血中提取干扰素，300L血才提取1mg！通过基因工程的方式创造

7、了能合成人干扰素的大肠杆菌，每1Kg的培养液可提取20—40mg干扰素人造血液及其生产基因工程药品——干扰素基因工程药品——生长激素治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体，并从中提取生长激素。现可利用基因工程方法，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450L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。基因治疗：是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。患半乳糖血症的患者，由于细胞内半乳糖苷转移酶基因