专题1 13 基因工程的应用(共35张PPT)PPT幻灯片

喷洒除草剂时，杀死田间的杂草而不损伤作物
4.利用转基因改良植物品种
使食品的营养成分均衡
将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因， 导入植物，或改变这种氨基酸合成途径 中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的 含量。
将富含氨基酸的蛋白质编码基因导入玉米， 获得的转基因玉米中赖氨酸的含量提高30%。
转基因高赖氨酸玉米
设想
建立器 官移植 工厂
现实
用动物的 器官解决 人类器官 来源问题
三、基因工程药物异军突起
在传统的药品生产中，某些药品如胰 岛素、干扰素直接生物体的哪些结构 中提取？
从生物的组织、细胞或血液中提取。
缺点
由于受原材料 来源的限制， 价格十分昂贵。
解决途径
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。
一、植物基因工程硕果累累
70%
2001年转基
60%
因作物种植
50%
面积最大的
40%

四个国家及
30% 20%
其所占比例
10%
美国 阿根廷 加拿大 中国
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
使用化学农药的弊端
污染环境，损害 人类健康，增加 生产成本。
将具有杀虫活性的 解决这些弊端的途径 基因导入作物中，
方法： 乳腺生物反应器
（乳房生物反应器）
优点： 产量高、质量好、 成本低、易提取
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）
4.用于转基因动物作器官移植的供体
使其具有抗虫性。
抗虫目的基因
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
应用举例
抗虫水稻、棉花、玉米、 马铃薯、烟草、番茄、大 豆、苹果、核桃、菊花等
2.抗病转基因植物
病原微生物 引起植物生病的微生物
如：病毒、真菌、细菌等。 抗病毒目的基因
最多：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因 抗真菌目的基因
课堂小结
植物基因工程 应用
抗虫转基因植物、抗病转基因植 物、抗逆转基因植物、改良植物 品种。
基因工程胰岛素（一）
胰岛素是治疗糖尿 病的特效药，长期 以来只能依靠从猪、 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。
胰岛素分子结构
基因工程胰岛素（二）
胰岛素生产车间
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！ 大规模工业化生产 不但解决了这种比 黄金还贵的药品产 量问题，还使其价 格降低了30%-50%!
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 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。
3、抗逆转基因植物
抗逆基因
作用
成果
调节细胞渗透压 改变细胞内渗透 抗盐、抗旱烟草
基因
压，提高抗盐碱、
抗旱能力
抗冻蛋白基因 耐寒能力提高 耐寒番茄
抗除草剂基因 抗除草剂
抗除草剂玉米
特点： 导入另一种
生物的优良性 状基因，获得 新性状抵抗恶 劣环境因素， 从根本上改变 作物的特性
转基因抗除草剂玉米
不会引起过敏的转基因大豆
优点： 改善粮食作物的营养成分含量，如氨基酸、蛋白质
使果品延熟，便于储存 将控制番茄成熟的基因导入番茄，获得 转基因延熟番茄。
转基因延熟番茄
丰富花品颜色，提高观赏价值。
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。
普通矮牵牛
转基因矮牵牛
其它基因工程药物
人造血液、白细胞介素、乙 肝疫苗等通过基因工程实现工 业化生产，均为解除人类的病 苦，提高人类的健康水平发挥 了重大的作用。
四、基因治疗曙光初照
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功能， 从而达到治疗疾病的目的，这是 治疗遗传病的最有效的手段。
举例： 复合型免疫缺陷
基因工程干扰素（一） 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
基因工程干扰素（二）
基因工程人工干扰素α-2b（安达芬） 是我国第一 个全国产化基因工程人干扰素α-2b，具有抗病 毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的 作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的 治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首 选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。
患者生存在无菌环境中
复合型免疫缺陷症 患者缺乏正常的人体 免疫功能，只要稍被 细菌或者病毒感染， 就会发病死亡。这个 病的机理是细胞的一 个常染色体上编码腺 苷酸脱氨酶的基因发 生了突变。可以通过 基因工程的方法治疗。
基因治疗的形式： 体外基因治疗 体内基因治疗
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。产生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。
几丁质酶基因和抗毒素合成基因 举例 抗病毒转基因小麦、抗病毒转基因甜椒
3.抗逆转基因植物
造成低产、减产的常见因素 盐碱、干旱、低温、涝害等
盐碱、干旱对农作物的危害与什么有关 与细胞内渗透压调节有关
抗逆目的基因 抗盐碱和干旱作物：调节细胞渗透压的基因
耐寒的番茄：鱼的抗冻蛋白基因 抗除草剂的大豆：抗除草剂基因
转基因龙胆花色奇异
转基因蓝猪耳改变花色
转基因牵牛花改变了花色
异想天开
二、动物基因工程前景广阔
1.用于提高动物生长速度
转基因 鲤鱼
2.用于改善畜产品的品质
优点：避免食物过敏、腹泻、恶心等不适
将肠乳糖酶基 因导入奶牛基 因组，获得转 基因牛的乳汁， 降低乳糖含量
3.用转基因动物生产药物 （重点）