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(共19张PPT)
3.3 基因工程的应用
转基因技术在生活中的应用
自20世纪70年代兴起后，基因工程得到飞速发展，展示出广阔前景。
农牧业方面
食品工业
医疗卫生领域
基因工程在农牧业方面的应用
植物方面：
1996
2017
0
100
200
189.8
1.7
全世界转基因作物种植面积/( ×106 hm2)
1996—2017年，全世界转基因作物种植趋势变化
年份
转基因鲑鱼（后排）和正常鲑鱼（前排）
动物方面：
任务1：自主阅读P88-89，完成表格内容
项目 举例 为什么要做 怎样做 成效如何
转基因植物 抗虫
抗病
抗除草剂
改良品质
转基因动物 提高生长速率
改善畜产品的品质
学以致用：
如何培育转基因抗虫植物、抗病植物、抗除草剂植物？
如何提高动物的生长速率？如何解决乳糖不耐受？
（选择其中一例写出具体过程）
资料卡
①干扰素的化学本质是什么？
②干扰素的作用机理是怎样的？
③干扰素用于哪些疾病的治疗？
④传统生产干扰素的方法是什么？
⑤目前大量生产干扰素的方法是什么？
⑥我国批准生产的第一个基因工程药物的名称叫什么？
用于治疗哪些疾病？
糖蛋白
干扰病毒复制
病毒感染性疾病、乳腺癌、淋巴癌、
多发骨髓瘤和某些白血病等
从人血液中的白细胞内提取
用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得
主要用于治疗慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等
重组人干扰素α-1b
基因工程在医药微生领域的应用
干扰素的化学本质是 ，其为抗 药物；
抗生素为抗 药物。
糖蛋白
病毒
细菌
干扰素生产过程：
干扰素基因
质粒
重组质粒
大肠杆菌
大量可生产干扰素的大肠杆菌
培养
导入
构建
基因工程在医药微生领域的应用
（一）改造微生物或动植物细胞生产药物
基因工程菌：
用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类，一般称为基因工程菌。
基因工程在医药微生领域的应用
（二）让转基因哺乳动物批量生产药物
——乳腺生物反应器或乳房生物反应器
转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁来生产所需药品。
目前已经在牛、山羊等动物的乳腺生物反应器中，获得了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等重要医药产品。
我的奶不是一般的奶！
喝牛奶可以代替打针吃药吗？
① 利用乳腺生物反应器的动物性别是？
② 利用受体细胞是？原因？
③ 目的基因可在乳腺细胞中表达，其他组织细胞中含有该目的基因吗？理由是：
④ 要使目的基因在乳腺组织中特异性表达，在构建基因表达载体时要在目的基因序列前加 。原因？
任务2：尝试构建利用乳腺生物反应器
生产干扰素的过程
任务3：乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较
【情境】利用基因工程生产干扰素有两种方法:
方法一:将干扰素基因转入细菌细胞,进行微生物培养,提取干扰素;
方法二:将干扰素基因转入高等哺乳动物的受精卵,培养成转基因动物并从其乳汁中提取干扰素。
上述两种方法中,哪种方法得到的胰岛素需要进一步加工和修饰以使其获得生物活性 试解释其原因。
方法一。方法一中的受体细胞是细菌,其细胞内无内质网和高尔基体,无法对干扰素进行加工和修饰。
基因工程在医药微生领域的应用
乳腺生物反应器
①优点：动物乳腺有完整的蛋白质翻译后修饰系统，生产的蛋白质活性高，更稳定；产物直接经乳汁分泌，易提取。
②缺点：受性别和发育时期的限制
继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答:
（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是 。
（2）通常采用 技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。
（3）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的 细胞中特异表达。
（4）膀胱生物发生器比乳腺生物反应器有什么优点？
显微注射技术
PCR
膀胱上皮
不受性别和发育时期的限制
学以致用：
②设法除去抗原决定基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
①在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达；
基因敲除
基因工程在医药微生领域的应用
（三）用转基因动物作为器官移植的供体
改造方法：
利用基因工程菌生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等
细菌拟核
质粒
质粒
重组质粒
核酸切割
送入细胞
重组细菌
插入质粒
基因工程在食品工业方面的应用
将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因中，再通过工业发酵批量生产凝乳酶。
传统制作
杀死未断奶的小牛，然后将它的第四胃的黏膜取出来提取凝乳酶来固化奶中的蛋白质。
基因工程制作
奶酪的制作
利用基因工程菌生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等
基因工程在食品工业方面的应用
农牧业方面
医药卫生领域
食品工业方面
乳腺生物反应器
拓展应用
1.除草剂的有效成分草甘膦能够专一地抑制EPSP合酶的活性，从而使植物体内多种代谢途，径受到影响而导致植物死亡。草甘膦没有选择性，它在除掉杂草的同时也会使作物受损。解决这个问题的方法之一就是培育抗草甘膦的作物。
(1)下面是探究“转人外源EPSP合酶基因能否使矮牵牛抗草甘膦”的流程，请补充完整。
①用 等处理目的基因和Ti质粒，构建重组Ti质粒;
②将重组Ti质粒转入农杆菌中;
③利用含有重组Ti质粒的农杆菌侵染___________细胞，再通过培育得到转基因植株；
④用草甘膦同时喷洒转基因植株和对照组植株。结果:对照组植株死亡，转基因植株存活，但也受到了影响。
结果:对照组植株死亡，转基因植株存活，但也受到了影响。
结论:_____________________________________________
限制酶和DNA连接酶
矮牵牛
转基因矮牵牛对草甘膦产生了一定的抗性
(2)请思考并回答下列问题。
①在该实验中，对照组是怎样设计的
②如果增加转入的外源EPSP合酶基因的数量，转基因矮牵牛对草甘膦的抗性是否会增加 请你给出进一步探究的思路。
对照组为非转基因矮牵牛
理论上增加转入的外源EPSP合酶基因的数量，矮牵牛体内EPSP合酶的表达水平会升高，它对草甘膦的抗性会增强。
将不同拷贝数的EPSP合酶基因分别转入矮牵牛细胞中，培育转基因植株，比较它们对草甘膦抗性的差异。
拓展应用

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