[农学]基因工程的应用.ppt

改良植物的品质 动物基因工程前景广阔 乳腺（房）生物反应器 １、用动物乳腺作为反应器生产的蛋白质比工厂生产有何优越性？ 2、常用目的基因： 　 3、简述乳腺生物反应器的操作过程？ 转基因生物与目的基因的关系 * 1.3 基因工程的应用 §1.3基因工程的应用 一、植物基因工程硕果累累 二、动物基因工程前景广阔 三、基因工程药物异军突起 四、基因治疗曙光初照 转基因大豆、玉米、棉花、油菜已进入大规模商业化应用阶段 主要用于：提高农作物抗逆能力、改良农作物品质、利用植物生产药物 1、抗虫转基因植物 方法： 目的基因包括： 从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因，将其导入作物中，使其具有抗虫性 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 抗虫转基因植物 2.抗病转基因植物 抗病转基因植物所用的基因： 使用最多的是病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因 抗真菌转基因植物中可使用的基因: 几丁质酶基因和抗毒素合成基因 目的基因包括： 盐碱和干旱对农作物的危害与细胞内渗透压调节有关,目前科学家正在利用一些可以调节细胞渗透压的基因，来提高农作物的抗盐碱和抗干旱的能力。 3.其他抗逆转基因植物 鱼的抗冻蛋白基因 抗除草剂基因 大米、玉米、小麦含赖氨酸比较少，这些必需的氨基酸缺少后对人体的健康不利。科学家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关键酶的活性,以提高氨基酸的含量。 4.利用转基因改良植物的品质 将与植物花青素代谢有关的基因导入花卉植物矮牵牛中，转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色变异，大大提高了花卉的观赏价值 “金米的故事”： 将水仙花的两个基因和一种细菌的一个基因一起植入一种名为T309的水稻中，获得一种水稻新品种。这样获得的新水稻富含铁元素、锌元素和可转化为维生素A的胡萝卜素，能防止贫血和维生素A缺乏症，大米又呈金黄色。 1、用于提高动物生长速度目的基因： 生长激素基因 转基因鲑鱼 2.用于改善畜产品的品质 例如，有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁，在其他养分不受影响的情况下，乳糖的含量大大减低。 3.用转基因的动物生产药物 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？ 　产量高、质量好、成本低、易提取 抗凝血酶、血清白蛋白、a—抗胰蛋白酶、 生长激素基因 以动物乳腺作为生产药物的反应器称为乳 (腺)房生物反应器 获取目的基因 （例如血清白蛋白基因） 构建基因表达载体 （在血清白蛋白基因前加 乳腺蛋白基因的启动子） 显微注射导入哺乳动物受精卵中 形成早期 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的泌乳期，转入的基因才能表达） 过程： 4、用转基因动物作器官移植的供体 供体动物： 存在的难题： 解决方法： 猪 免疫排斥 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。 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。 基因工程药品异军突起 用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系称为“工程菌” 基因工程生产的药物：细胞因子、抗体、疫苗、激素等 胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4~5g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 干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。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。 传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提取，每300L血液只能提取出1mg干扰素。1980~1982年，科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，是传统的生产量的12万倍。1987年上述干扰素大量投放市场。 基因工程药品 —— 干扰素 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