资源简介

(共20张PPT)
基因工程的应用
重组人胰岛素注射液
思考：
1.补充胰岛素为什么是注射而不是口服呢？
2.胰岛素是如何生产的呢？
①传统方法：从猪、牛等动物的胰腺中获取。
②基因工程方法：科学家将编码人胰岛素的基因导入大肠杆菌细胞中，使大肠杆菌表达重组人胰岛素。
除了生产胰岛素，基因工程还有哪些应用呢？
一、基因工程在农牧业方面的应用
（一）转基因作物方面：
全世界转基因农作物面积呈增加趋势
商业化种植的转基因作物有棉花和番木瓜
转基因抗虫水稻(绿色)与对照(黄色)
转基因抗病毒甜椒
施用除草剂后的转基因抗除草剂玉米田
转基因作物的优点：
1.化学药物使用量减少，保护环境
2.作物产量增加，增加经济效益等
（二）转基因动物方面：
转基因鲑鱼（后排）和正常鲑鱼（前排）
转基因大西洋鲑的优点：
（1）缩短了生长周期；
2015年11月，第一种用于食用的转基因动物——转基因大西洋鲑（俗称“三文鱼”）在美国获得批准上市。
（2）都是雌性而且不育，避免了与野生鲑鱼杂交的风险。
（三）改良动植物品种、提高作物和畜产品产量等方面
抗癌抗衰老的紫色西红柿
高赖氨酸玉米
转基因矮牵牛
改良了植物的营养价值、观赏价值、动物畜产品的品质等。
肠乳糖酶基因导入奶牛，
乳糖含量下降
二、基因工程在医药卫生领域的应用
（一）基因改造微生物或动植物的细胞生产药物
思考：根据前面学过的基因工程的操作程序，说出通过基因工程方法用酵母菌生产干扰素的过程是怎样的？
将该基因表达载体导入酵母菌
用PCR获取和扩增干扰素基因
将干扰素基因插入质粒
检测并鉴定，从酵母菌中分离出干扰素
基本过程：
有些人由于乳糖酶分泌少，不能完全消化牛奶中的乳糖，食用牛奶后会出现腹泻等不适症状，这称为乳糖不耐受。我国约有1/3的成年人乳糖不耐受。如何利用基因工程解决这一问题？小组讨论，分享
过程：
乳糖酶基因
重组载体
早期胚胎
代孕母体
转基因奶牛
牛受
精卵
显微注射
体外胚胎培养
胚胎移植
分娩
(乳汁中乳糖含量下降)
乳腺生物反应器
乳腺中特异表达的基因启动子等调控元件
（二）利用转基因哺乳动物批量生产药物
1.为什么将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因启动子等调控元件重组在一起？
让药用蛋白基因只在乳腺细胞中特异性表达。
2.药用蛋白基因存在于转基因动物的哪些细胞中？
几乎所有细胞。
思考讨论：
乳腺生物反应器 vs 膀胱生物反应器
优点：收集产物蛋白比较容易，不必对动物造成伤害。
①在于从尿中提取蛋白质比在乳汁中提取简便、高效
膀胱反应发生器的优点：
②可从动物一出生就收集产物，不论动物的性别和是否
正处于生殖期
（三）用转基因动物作为器官移植的供体
用猪的器官来解决人类器官移植的来源问题
（1）人体器官移植的世界性难题：
人体移植器官短缺
（2）解决途径：
猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似
猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒远远少于灵长类动物
（3）猪的优点：
（4）最大难题：
免疫排斥
如何解决免疫排斥？
（1）在器官供体基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决
定基因的表达；
（2）或设法除去抗原决定基因，然后结合克隆技术，
培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
基因工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效性表达
的菌类。
应用：
基因工程菌除了生产药物，还能生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。
三、基因工程在食品工业方面的应用
由天冬氨酸和苯丙氨酸形成
基因工程生产工业用酶优点：纯度更高、生产成本显著降低、生产效率较高
三、基因工程在食品工业方面的应用
凝乳酶基因
载体
重组载体
微生物细胞
转基因微生物
大肠杆菌
黑曲霉
酵母菌
实例：凝乳酶
导入
凝乳酶
提取
大多数奶酪的生产需要使用凝乳酶来凝聚固化奶中的蛋白质。
传统制备方法：杀死未断奶的小牛，将其第四胃的黏膜取出来提取。
利用经过基因改造的微生物
生产清洁能源
培育可以降解多种污染物的“超级细菌”
治理环境污染
其他方面应用：
到社会中去
转基因技术自诞生以来，发展迅速，研发对象已涵盖至少35科、200 多种的植物，涉及大豆、玉米和棉花等重要作物，以及牧草、花卉和林木等。请在课后调查：目前我国批准发放了哪些转基因作物的生产应用安全证书和进口安全证书
练一练
1.基因工程应用广泛，成果丰硕。下列不属于基因工程应用的是（ ）
A.培育青霉菌并从中提取青霉素
B.利用乳腺生物反应器生产药物
C.制造一种能降解石油的“超级细菌"
D.制造一种能产生干扰素的基因工程菌
A
2.将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新导入大肠杆菌的细胞内，再通过发酵工程就能大量生产人生长激素。下列相关叙述正确的是（ ）
A.转录生长激素基因需要解旋酶和DNA连接酶
B.发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初生代谢物
C.大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传
D.大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤和尿嘧啶的含量相等
C
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