3.3基因工程的應(yīng)用課件高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修三

基因工程的應(yīng)用1.補充胰島素為什么是注射而不是口服呢?2.胰島素是如何生產(chǎn)的呢?①傳統(tǒng)方法：從豬、牛等動物的胰腺中獲取。②基因工程方法：科學(xué)家將編碼人胰島素的基因?qū)氪竽c桿菌細胞中，使大腸桿菌表達重組人胰島素。除了生產(chǎn)胰島素，基因

工程還有哪些應(yīng)用呢?從社會中來重組人胰島素注射液思

考

：一、基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用(一)轉(zhuǎn)基因作物方面：全世界轉(zhuǎn)基因作物種植面積/(×10?hm2)200189.8100

全世界轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物面積呈增加趨勢1.701996年

201

7

年▲圖

3-91996—2017年，全世界轉(zhuǎn)基因作物種植趨勢變化商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因作物有棉花和番木瓜美

巴

加

阿

印

巴國

西

拿

根

度

拉大

廷圭80706050400溫吸轉(zhuǎn)基因作物種植面積南

非中國玻利

維

亞巴基斯坦1.化學(xué)藥物使用量減少，保護環(huán)境2.作物產(chǎn)量增加，增加經(jīng)濟效益等轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻(綠

色)與對照(黃色)轉(zhuǎn)基因作物的優(yōu)點：施用除草劑后的轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米田轉(zhuǎn)基因抗病毒甜椒轉(zhuǎn)基因大西洋鮭的優(yōu)點：(1)縮短了生長周期；(2)都是雌性而且不育，避

免了與野生鮭魚雜交的風(fēng)險。2015年11月，第一種用于食用的轉(zhuǎn)基因動物一

—轉(zhuǎn)基因大西

洋鮭(俗稱“三文魚”)在美國獲得批準(zhǔn)上市。(二)轉(zhuǎn)基因動物方面：轉(zhuǎn)基因鮭魚(后排)和正常鮭魚(前排)(三)改良動植物品種、提高作物和畜產(chǎn)品產(chǎn)量等方面改良了植物的營養(yǎng)價值、觀賞價值、動物畜產(chǎn)品的品質(zhì)等。腸乳糖酶基因?qū)肽膛＃?/p>

乳糖含量下降抗癌抗衰老的紫色西紅柿轉(zhuǎn)基因矮牽牛高賴氨酸玉米二、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用(一)基因改造微生物或動植物的細胞生產(chǎn)藥物思考：根據(jù)前面學(xué)過的基因工程的操作程序，說出通過基因工程方法用酵母菌生產(chǎn)干擾素的過程是怎樣的?特比溪

三生制西

重組人血小板生成素注射疫7500藥物類型細胞因子、抗體、疫苗和激素等用途預(yù)防和治療人類腫瘤、心血管疾病、傳染病、糖尿病和類

風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等成果我國生產(chǎn)的重組人類干擾素、血小板生成素、促進紅細胞

生成素和粒細胞擊落刺激等基因工程藥物均已投放市場基本過程：用PCR

獲

取和擴增干擾

素基因檢測并鑒定，從酵母菌中分

離出干擾素將該基因表達載體導(dǎo)入

酵母菌將干擾素基因插入質(zhì)粒有些人由于乳糖酶分泌少，不能完全消化牛奶中的乳糖，食用牛奶后會出現(xiàn)腹瀉等不適癥狀，這稱為乳糖不耐受。我國約有1/3的成年人乳糖

不耐受。如何利用基因工程解決這一問題?小組討論，分享過

程

：乳

糖

酶

基

因乳腺中特異表達的基因啟動子等(乳汁中乳糖含量下降)乳腺生物反應(yīng)器(二)利用轉(zhuǎn)基因哺乳動物批量生產(chǎn)藥物體外胚胎培養(yǎng)

早期胚

胎顯

微注

射

牛受精卵胚

胎移

植

代

孕母體分

娩

轉(zhuǎn)

基

因奶牛重

組載體調(diào)

控

元

件思考討論：1.為什么將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達的基因啟動子等調(diào)

控元件重組在一起?讓藥用蛋白基因只在乳腺細胞中特異性表達。2.藥用蛋白基因存在于轉(zhuǎn)基因動物的哪些細胞中?幾乎所有細胞。乳腺生物反應(yīng)器

VS

膀胱生物反應(yīng)器優(yōu)點：收集產(chǎn)物蛋白比較容易，不必對動物造成傷害。膀胱反應(yīng)發(fā)生器的優(yōu)點：①在于從尿中提取蛋白質(zhì)比在乳汁中提取簡便、高效②可從動物一出生就收集產(chǎn)物，不論動物的性別和是否

正處于生殖期(1)人體器官移植的世界性難題：

人

體

移

植

器

官

短

缺(2)解決途徑：

用豬的器官來解決人類器官移植的來(3)豬的優(yōu)點：

源

問

題·

豬的內(nèi)臟構(gòu)造、大小、血管分布與人極為相似·豬體內(nèi)隱藏的、可導(dǎo)致人類疾病的病毒遠遠少于靈長類動物(4)最大難題：

免

疫

排

斥(三)用轉(zhuǎn)基因動物作為器官移植的供體如何解決免疫排斥?(1)在器官供體基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達；(2)或設(shè)法除去抗原決定基因，然后結(jié)合克隆技術(shù)，培育出不會引起免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。三、基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用基因工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效性表達

的

菌

類

。應(yīng)

用

：基因工程菌除了生產(chǎn)藥物，還能生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、氨基酸和維生素等。基因工程生產(chǎn)工業(yè)用酶優(yōu)點：純度更

高、生產(chǎn)成本顯著降低、生產(chǎn)效率較高原料組成：工業(yè)級脂腦形狀外觀：淺黃色粉末儲存條件：本產(chǎn)品為活性生物制熱，運輸、處存過程中應(yīng)避光、任溫，干燥、通風(fēng)保質(zhì)基：本產(chǎn)品原封裝在期京、干燥環(huán)境下保質(zhì)期為12個月。戴

格

：

2

9g強由天冬氨酸和苯丙氨

酸

形

成三、基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用實例：凝乳酶大多數(shù)奶酪的生產(chǎn)需要使用凝乳酶來凝聚固化奶中的蛋白質(zhì)。傳統(tǒng)制備方法：殺死未斷奶的小牛，將其第四胃的黏膜取出來提取。轉(zhuǎn)

基

因微

生

物酵母菌凝

乳

酶基

因載

體重

組導(dǎo)

入載

體大腸桿菌

黑曲

霉提

取凝

乳

酶微

生物

細

胞●培育可以降解多種污染物的“

超

級

細

菌

”治理環(huán)境污染●利用經(jīng)過基因改造的微生物生產(chǎn)清潔能源其他方面應(yīng)用：到社會中去轉(zhuǎn)基因技術(shù)自誕生以來，發(fā)展迅速，研發(fā)對象已涵蓋至少35科、200

多種的植物，涉及大豆、玉米和棉花等重要作物，以及牧草、花卉和林木等。請在課后調(diào)查：目前我國批準(zhǔn)發(fā)放了哪些轉(zhuǎn)基因作物的生產(chǎn)應(yīng)用安全證書和進口安全證書?1.基因工程應(yīng)用廣泛，成果豐碩。下列不屬于基因工程應(yīng)用的是

A(

)A.

培

育

青

霉

菌

并

從

中

提

取

青

霉

素B.

利

用

乳

腺

生

物

反

應(yīng)

器

生

產(chǎn)

藥

物C.制造一種能降解石油的“超級細菌”D.

制

造

一

種

能

產(chǎn)

生

干

擾

素

的

基

因

工

程

菌練一練2.

將大腸桿菌的質(zhì)粒連接上人生長激素的基因后，重新導(dǎo)入大腸桿菌的細胞內(nèi)，再通過發(fā)酵工程就能大量生產(chǎn)人生長激素。下列相關(guān)敘述正確的是(C

)A.

轉(zhuǎn)

錄

生

長

激

素

基

因

需

要

解

旋

酶

和DNA

連

接

酶B.

發(fā)

酵

產(chǎn)

生

的

生

長

激

素

屬

于

大

腸

桿

菌

的

初

生

代

謝

物C.

大

腸