基因工程的应用课件

转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
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
4.利用转基因改良植物的品质
优点： 改善粮食作物的营养成 分含量，如氨基酸、蛋白 质
不会引起过敏的转基因大豆
转基因蓝玫瑰
优点： 提高花卉的观赏价值
转基因龙胆花色奇异
转基因蓝猪耳改变花色
转基因技术的广泛应用是否会导致难以消灭的新病原物出现？

克隆人的伦理问题
在克隆阶段，如果有关胚胎发育的基因重新编排或启动不完 全，对新生儿可能产生什么严重后果呢？
兄弟、姐妹、父母、子女？伦理关系
器官克隆和干细胞培养和分化器官，用于医学和临床治疗？
个人基因信息的隐私权问题，基因歧视
• 美国人食用转基因食品已多年，超级 市场上有4000多种商品是含有转基因 植物成分的，还没有事例证明人吃了 以后会得病，甚至会引起死亡。 加拿大、澳大利亚也是转基因食品的 生产大国，均有几千万人在吃，到现 在为止也没有—个案例说明它有问题 。
反对派的观点
• 一英国科学家声称，转基因马铃薯会减 弱老鼠免疫系统功能；
羊水和胎盘绒毛膜检测
基因治疗曙光初照 1. 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。 2. 举例： 复合型免疫缺陷症
缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被 1）症状： 细菌或者病毒感染，就会发病死亡。 脱氨酶的基因发生了突变 细胞的一个常染色体上编码腺苷酸 2）根本原因：
3. 基因治疗的形式
1）体外基因治疗
从病人体内获 取某种细胞进 行培养，然后， 在体外完成基 因转移，再筛 选成功转移的 细胞扩大培养， 最后重新输入 患者体内。
3. 基因治疗的形式 2）体内基因治疗
用基因工程的方法，直接向人体组织细 胞中转移基因的治疗方法。
4. 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。用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。
转基因牵牛花改变了花色
A：紫外光照射下的转 绿色荧光蛋白的 Eustoma (Lisianthus) 花。
B：转没有绿色荧光 蛋白的空质粒的花，
二、动物基因工程前景广阔
特点：发展较迟，应用方面广 1、提高生长速度 2、改善畜产品的品质 3、生产药物 4、作为器官移植的供体
生长快、肉质好的转基因 鱼(中国)
许多药品的生产 是从生物组织中提取 的。受材料来源限制 产量有限，其价格往 往十分昂贵。
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工 业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导 入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但 能解决产量问题，还能大大降低生产成本。
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%!
首只转基因猴诞生，人类未来忧喜参半
1、微生物基因工程： 即把目的基因导入大肠杆 菌等菌中，通过微生物表达目的基因的产物。 2、细胞基因工程： 即用哺乳动物细胞株表达目 的产物 3、转基因动物： 即将目的基因直接导入鼠、兔、 羊和猪体内，使目的基因在哺乳动物体内表达， 从儿获得目的产物
2、基因工程与药物研制
DNA
胰岛素基因
限制酶
1
人体细胞
胰岛素 DNA 质粒 2 限制酶
细菌细胞
利用生物工程获得胰岛素
干扰素治疗病毒感染简直 是“万能灵药”！过去从人血 中提取，300L血才提取1mg！ 其“珍贵”程度自不用多说。
基因工程人干扰素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，具有抗病毒性， 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。
• 美国康乃尔大学也发现，转基因玉米会 危害蝴蝶幼虫及其相关生态环境。
• 环保团体认为这种违反自然的转基因作 物及产品，未经长期安全测试，长期食 用可能对人类及生态环境造成负面影响。 • 尤其是注重环境和生态保护的欧盟国家， 对转基因作物更加排斥，因而抵制美国 GMO产品的进口。
基因工程细菌影响土壤生物，导致 植物死亡
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
优点：减少环境污染、减低生产成本、提高产量
例子：棉花、水稻、玉米、马铃薯、番茄等等 主要杀虫基因：
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
典型例子：转基因抗虫棉——Bt毒 蛋白基因
• 1999出版的研究资料例举了基因工程微生 物释放到环境中将如何导致广泛的生态破 环。 • 研究证明，一些土壤生态系统中的基因工 程细菌在某些条件下可长期存活,时间之长 足以刺激土壤生物产生变化，影响植物生 长和营养循环进程。虽然目前仍不清楚此 类就地观测的程度，但是基因工程细菌引 起植物死亡的发现也说明如果使用此种土 壤改良有杀伤农作物的可能。
转基因食品
安全吗?!
生物技术面临的问题与挑战

转基因技术的安全性问题
基因一旦被改动，一方面可能 引起生物体内一系列未知的结 构与功能的变化；另一方面， 转基因操作对生物体的影响会 通过遗传传递。如：
外源基因引入后，是否会影响其他重要的调节基因，甚至会 激活原癌基因？ 是否会造成生态学灾难？ 人类摄食大量转基因食品是否会影响人类及其后代的健康？
乳汁中含有人生长激素的 转基因牛(阿根廷)
会发光的转基因鱼
超级 动物
导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠
图为2001年12月底出 生的5只可爱的转基因 克隆小猪。据培育者 英国PPL医疗公司称， 这些转基因小猪将为 研究和“生产”适用 于人体移植手术使用 的动物器官提供巨大 的帮助。
特殊 动物
导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
• 经改良的鼠痘病毒虽然对人类无影响，但 却与天花关系十分密切，让人担心基因工 程将会被用于生物战。一名研究员在谈及 他们决定出版研究成果的原因时曾说：" 我们想警告普通民众，现在有了这种有潜 在危险的技术"，"我们还想让科学界明白， 必须小心行事，制造高危致命生物并不是 太困难。"
当今人类社会面临最重大的问题和挑战∶
致命基因工程鼠痘病毒偶然产生
• 澳大利亚研究员在研发对相对无害的鼠痘 病毒基因工程时竟意外创造出可彻底消灭 老鼠的杀手病毒。 • 研究员们将白细胞间介素4的基因（在身体 中自然产生）插入到一种鼠痘病毒中以促 进抗体的产生，并创造出用于控制鼠害的 鼠类避妊疫苗。非常意外的是，插入的基 因完全抑制了老鼠的免疫系统。鼠痘病毒 通常仅导致轻微的症状，但加入IL-4基因 后，该病毒9天内使所有动物致死。更糟的 是，此种基因工程病毒对接种疫苗有着异 乎寻常的抵抗力。
• 人口膨胀； • 粮食短缺； • 疾病危害； • 环境污染； • 能源危机； • 资源匮乏；
• 生态平衡破坏；
• 生物物种大量消亡。
解决人类生存与发展所面临的一系列重大问题，在很 大程度上将依赖于生命科学的发展。生命科学对人类 经济、科技、政治和社会发展的作用是全方位的。
• 苏云金牙胞杆菌可合成毒蛋白杀死棉 铃虫，把这部分基因导入棉花的离体 细胞中，再组织培养就可获得抗虫棉。
抗虫转基因植物
2.抗病转基因植物
抗病基因： 病毒外壳蛋白基因、 病毒的复制酶基因.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
抗真菌基因： 几丁质酶基因、 抗毒素合成基因.
转黄瓜抗青枯病基因
3.抗逆转基因植物
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
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。
人造血液及其生产
产品名称 菌株或细胞 应用 人胰岛素 大肠杆菌 治疗糖尿病 治疗生长缺陷症 人生长激素 大肠杆菌 表皮生长因子 大肠杆菌 治疗烫伤、胃溃疡
人类基因组计划的一部分，设立了人类基因信息利用的伦理、 法律和社会影响计划，称之为ELSI项目，规定了： （1）在应用和解释基因信息时的隐私权和公正性； （2）基因信息由实验室研究向实际医疗应用的转化；
（3）人类基因组计划参与者相互协调和成果发布；
（4）公众与专业教育

基因治疗的应用范围问题
一个人有权决定另一个人的基因结构或未来命运吗？ 万一这种基因操作失败了或者造成了将来才能发现的不可挽 回的缺陷和后果，谁承当责任呢？ 是否可以通过基因治疗操作来增加人的体能？如运动员的身 高或短跑速度，这与运动员服用兴奋剂有什么本质区别？
基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种 污染环境的物质。
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因 工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃 类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解 DDT等毒害物质。
2006年3月14日绿色和平组织发布消息,称 亨氏营养米粉含有转Bt基因抗虫水稻成分。 那么转基因食品到底安全吗？什么样的转基因 食品才能上市？如何面对市场上的转基因食品呢？
一、植物基因工程
转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
一 植物基因工程硕果累累