基因工程的应用医学知识培训课件.ppt
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1、基因工程的应用医学知识,基因工程的应用医学知识,植物方面提高植物的抗虫、抗病、抗逆性改良植物的品质动物方面提高动物生长速度改善畜产品的品质用转基因动物生产药物用转基因动物作器官移植的供体在医学方面:研制药物和基因治疗(基因芯片)在能源与环境保护方面在国家安全方面,各类分别用什么方法,2,基因工程的应用医学知识,植物方面各类分别用什么方法2基因工程的应用医学知识,基因工程与农牧业、食品工业,运用基因工程技术,不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种,还可以培养出具有特殊用途的动、植物。,1.增加农作物产品的营养价值2.提高农作物抗逆性能3.植物快速繁殖4.生物固氮的基因工程5.运用转
2、基因动物的技术,可培育畜牧业新品种6. 为人类开辟新的食物来源,3,基因工程的应用医学知识,基因工程与农牧业、食品工业运用基因工程技术,不但可以培养优质,利用基因工程技术改造农产品,4,基因工程的应用医学知识,利用基因工程技术改造农产品4基因工程的应用医学知识,转基因植物的发展,在1982转基因小鼠成功之后, 1983年转基因烟草问世,随后转基因植物迅速发展,目前至少有120种转基因植物问世自从1994年转基因延熟西红柿获准上市以来,目前至少有51种转基因植物上市,2001年转基因种植面积达到10亿亩,其中美国占68、阿根廷占22、加拿大占7、中国占3,5,基因工程的应用医学知识,转基因植物的
3、发展在1982转基因小鼠成功之后, 1983年转,转基因作物:抗病虫基因工程:抗病(抗病毒转基因烟草)抗虫(抗虫棉)、抗病毒、抗真菌。抗逆基因工程:抗旱、抗盐碱、抗寒。品质改良基因工程:增加食物蛋白质含量、改善蔬菜水果口味、增加作物赖氨酸含量、设计富含铁和维生素A的“金稻米”、设计“功能食品”。,转基因植物的类型(一),6,基因工程的应用医学知识,转基因作物:转基因植物的类型(一)6基因工程的应用医学知识,延熟保鲜基因工程抗除草剂转基因植物:抗除草剂转基因玉米、大豆、棉花、油菜基因工程育种:蓝色的玫瑰,会说话的植物,“光彩奕奕”的植物,农作物疫苗,生物固氮技术。转基因羊、牛、猪,饲料添加剂等。
4、转基因药品植物:生产霍乱疫苗的胡萝卜,转基因植物的类型(二),7,基因工程的应用医学知识,延熟保鲜基因工程转基因植物的类型(二)7基因工程的应用医学知,转基因植物的贡献,增加农作物产量降低生产成本减少化学农药对环境的污染改善农作物品质提高经济效益,8,基因工程的应用医学知识,转基因植物的贡献增加农作物产量8基因工程的应用医学知识,植物基因工程硕果累累,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,9,基因工程的应用医学知识,植物基因工程硕果累累大豆、玉米、棉花、油菜已进入大规模商业化,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,10,基因工程的
5、应用医学知识,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒10基因工程的应用医学知识,不易腐烂的番茄,11,基因工程的应用医学知识,转鱼抗寒基因的番茄,12,基因工程的应用医学知识,转鱼抗寒基因的番茄12基因工程的应用医学知识,转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯,13,基因工程的应用医学知识,转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯13基因工程的应用医学知识,不会引起过敏的转基因大豆,14,基因工程的应用医学知识,不会引起过敏的转基因大豆14基因工程的应用医学知识,抗虫,15,基因工程的应用医学知识,抗虫15基因工程的应用医学知识,抗虫害的玉米,抗虫棉,16,基因工程的应用医学知识,抗虫害的玉米抗虫棉16基因工程的应用医学知识,抗病,
6、17,基因工程的应用医学知识,抗病17基因工程的应用医学知识,抗逆性,抗旱抗冻(寒)抗除草剂,18,基因工程的应用医学知识,抗逆性抗旱18基因工程的应用医学知识,改良植物的品质,19,基因工程的应用医学知识,改良植物的品质19基因工程的应用医学知识,20,基因工程的应用医学知识,20基因工程的应用医学知识,21,基因工程的应用医学知识,抗虫基因抗病基因其他基因Bt毒蛋白基因病毒外壳蛋白基因调节细,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,病毒外壳基因和病毒复制酶基因,几丁质酶基因和抗毒素合成基因,调节细胞渗透压的基因,抗冻蛋白基因,鱼,抗除草剂基因,富含赖氨酸的蛋白质编码基因
7、,控制番茄果实成熟的基因,植物花青素代谢有关的基因,乳糖酶基因,人胰岛素基因,人,22,基因工程的应用医学知识,转基因生物与目的基因的关系转基因生物目的基因从何来抗虫棉基因,动物品种改良提高动物生长速度转基因鲤鱼(生长激素)改善畜产品品质转基因羊(肠乳糖酶基因),动物基因工程前景广阔,23,基因工程的应用医学知识,动物品种改良动物基因工程前景广阔23基因工程的应用医学知识,提高生长速度,比较:普通鲤鱼和转生长激素基因鲤鱼比较:混有激素的饲料饲养鲤鱼 导入生长激素基因的转基因鲤鱼,中科院水生生物研究所培育的转基因鲤鱼,表现出快速生长效应。,24,基因工程的应用医学知识,提高生长速度比较:普通鲤鱼
8、和转生长激素基因鲤鱼 中科院水生生,转基因鱼,生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国),转基因鲑鱼,25,基因工程的应用医学知识,转基因鱼生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)转基因鲑,超级动物,导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠,26,基因工程的应用医学知识,超级动物导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠26基因工程的应用,特殊动物,导入人基因具特殊用途的猪和小鼠,27,基因工程的应用医学知识,特殊动物导入人基因具特殊用途的猪和小鼠27基因工程的应用医学,改良畜产品,28,基因工程的应用医学知识,改良畜产品28基因工程的应用医学知识,转基因小鼠:导入人类基因,具有较强的学习能力。在迷宫
9、实验中,转基因鼠觅食本领比普通鼠要高许多,同时对迷宫中食物存放地点记忆更清楚。,29,基因工程的应用医学知识,转基因小鼠:导入人类基因,具有较强的学习能力。在迷宫实验中,,30,基因工程的应用医学知识,30基因工程的应用医学知识,转基因牛,乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷),31,基因工程的应用医学知识,转基因牛乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)31基因工程,乳腺(房)生物反应器,、用动物乳房作为反应器生产的蛋白质比工厂生产有何优越性?、简述乳房生物反应器的操作过程?、乳房生物反应器的操作过程与转基因动物操作过程有何不同之处?并阐述原因?,要在编码蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特
10、异表达的启动子构成表达载体。因为产品在奶中形成,需要乳腺组织中特异表达的启动子。(基因的选择性表达),产量高、质量好、成本低、易提取,32,基因工程的应用医学知识,乳腺(房)生物反应器、用动物乳房作为反应器生产的蛋白质比工,建立乳腺生物反应器(会走路的工厂)思考?1、用动物乳腺作为生物反应器,生产高价值的蛋白质,比化工厂生产有何优越?2、用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程怎样?,动物基因工程前景广阔,产量高、质量好、成本低、易提取,33,基因工程的应用医学知识,建立乳腺生物反应器(会走路的工厂)动物基因工程前景广阔产量高,器官移植抑制抗原决定基因的表达或设法除去抗原决定基因基因工程
11、药品异军突起工程菌?,动物基因工程前景广阔,34,基因工程的应用医学知识,器官移植动物基因工程前景广阔34基因工程的应用医学知识,35,基因工程的应用医学知识,35基因工程的应用医学知识,一、特殊蛋白质的大量生产,乳汁中分泌人凝血因子IX的转基因山羊,美国转基因猪,其体内含有人类的基因,乳汁含有人体蛋白fator。只需300600只这样的母猪就能满足全世界对这种蛋白的需求。,基因工程在医药方面的应用,36,基因工程的应用医学知识,一、特殊蛋白质的大量生产乳汁中分泌人凝血因子IX的转基因山羊,我国培养的转基因兔,转入的乙型肝炎表面抗原基因已在基因兔体内整合并表达。,兔研人员将乙型肝炎表面抗原基因
12、注入兔受精卵的情形。,37,基因工程的应用医学知识,我国培养的转基因兔,转入的乙型肝炎表面抗原基因已在基,美国通过基因工程将人的基因植入牛的体内,由转基因公牛授精的母牛产下5头健壮的牛犊,每头都含有一个人类的基因。,38,基因工程的应用医学知识,美国通过基因工程将人的基因植入牛的体内,由转基因公牛,植物基因工程药物,用马铃薯,香焦等生产美味可口的植物疫苗,人血清白蛋白烟叶:单克隆抗体(癌),人胰岛素,白介素中国中药的有效成分大多为次级代谢产物植物生物反应器:是指以植物悬浮细胞培养或整株植物为工厂大量生产具有重要功能的蛋白质,或可作为食品添加剂,工业原料的植物次级代谢产物。,39,基因工程的应用
13、医学知识,植物基因工程药物用马铃薯,香焦等生产美味可口的植物疫苗,人血,动物生物反应器,1.会走路的工厂:1000只转基因绵羊生 产的20000克AAT就能满足全世界肺气肿患者对AAT的要求。2.金鸡生“金蛋”:利用蛋中大量的卵清蛋白转基因生产不含致病,过敏或热源物质,安全无害,易被人接受的药用蛋白。,40,基因工程的应用医学知识,动物生物反应器1.会走路的工厂:1000只转基因绵羊生 产的,人胰岛素 从猪和牛的胰脏提取,获得100g胰岛素需8001000kg的牛胰脏。现在用基因工程方法在大肠杆菌中表达产生。人生长激素 具有物种特异性,只能用人的生长激素来治疗侏儒症。以前从尸体脑垂体中提取,来
14、源非常有限,现在用基因工程方法在大肠杆菌中表达产生。干扰素 体外培养人体细胞来生产,产量低,成本高,现用重组大肠杆菌生产。,41,基因工程的应用医学知识,人胰岛素 从猪和牛的胰脏提取,获得100g胰岛素需800,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,基因药物,42,基因工程的应用医学知识,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,基因工程胰岛素(二),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
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