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(共36张PPT)
生物学（新人教版）
生物技术与工程
第三章 基因工程
第 3 节
基因工程的应用
Biology
重组人胰岛素注射液
(一）基因工程在农牧业方面的应用概述
2016年全球转基因作物的种植面积（单位：百万公顷）按国家划分
1.1996-2017年，全世界转基因作物种植面积增加了100多倍。
2.转基因作物的种植使化学农药的施用量减少了8.2%，作物产量增加 了6.6×108t,增加经济效益1.3万亿。
全球转基因作物的种植面积（1996-2016）
发达国家和发展中国家（百万公顷，百万英亩）
全球转基因作物的种植面积（1996-2016）按作物划分（百万公顷，百万英亩）
3.美国是世界上转基因作物种植面积最大的国家。棉花、玉米、
大豆种植比例都超过90%。
4.2017年，我国转基因作物的种植面积居世界第八位。商业化
种植的有棉花、番木瓜。
转基因鲑鱼（后排）和正常鲑鱼（前排）
5.在转基因动物方面，近些年几乎每年都有令人瞩目的研究成果
报道，有些成果正在进入实用化和商业化开发的阶段。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。
方法：
从某些生物中分离出抗虫基因导入作物，使之具有抗虫性状。
Bt毒蛋白基因
淀粉酶抑制剂基因
蛋白酶抑制剂基因
植物凝集素基因
导致细胞膜穿孔，
细胞肿胀裂解。
可与害虫肠道黏膜上的某种物质结合，影响害虫对营养物质的吸收和利用。
产生的抑制剂可与害虫消化道内的淀粉酶结合。
阻断或降低蛋白酶的活性，使害虫不能正常消化食物，还会引起厌食反应。
抗虫目的基因
种类
转基因抗虫棉花、玉米、水稻、大豆、马铃薯等。
棉铃虫
转基因抗虫水稻（绿色植株）与对照（被害虫侵害的黄色植株）
减少因化学农药的使用而造成的环境污染和对人类健康的损害、降低生产成本、提高产量。
科学家将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中，培育出转基因抗病植物。
抗病毒基因
抗真菌基因
病毒外壳蛋白基因（CP基因）
病毒的复制酶基因
几丁质酶基因
抗毒素合成基因
转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。
杂草常常危害农业生产，而大多数除草剂不仅能杀死田间杂草，还会损伤作物，导致作物减产。
将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可以培育出抗除草剂的作物品种。
转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。
施用除草剂后的转基因抗除草剂玉米田
种植转基因抗除草剂大豆的农田
提高植物的营养价值、观赏价值等。
赖氨酸缺少对健康很不利。科学家们将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物，或改变这种氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。
我国科学家培育出了赖氨酸含量提高30%的转基因玉米。
将与植物花青素代谢有关的基因导入花卉植物矮牵牛中，转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色，大大提高了它的观赏价值。
科学家们将外源生长激素基因，导入动物体内，以提高动物生长速率。例如,我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼，在同等养殖条件下，转基因鲤鱼的生长速率比非转基因鲤鱼提高了42%～115%。
转生长激素基因鲤鱼（下）
与非转基因鲤鱼（上）
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，称之为乳糖不耐受。
科学家们将肠乳糖酶基因，导入奶牛基因组，获得的转基因奶牛分泌的乳汁中，乳糖含量大大降低，而其他营养成分不受影响。
避免食物过敏、腹泻、恶心等不适。
1、基因工程改造微生物或动植物的细胞生产药物
细胞因子、抗体、疫苗和激素等。
可以用来预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎等。
我国生产的重组人干扰素、血小板生成素、促红细胞生成素和粒细胞集落刺激因子等。
资料卡——干扰素
干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白，在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病。此外，干扰素对于治疗乳腺癌、淋巴癌、多发骨髓瘤和某些白血病等也有一定的疗效。
传统生产干扰素的方法是从人血液中的白细胞内提取，每300L血液只能提取1mg干扰素。
1980-1982年，科学家用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，从1Kg培养物中可以得到20—40mg干扰素。
1993年我国批准生产重组人干扰素α-1b，它是我国批准生产的第一个基因工程药物，目前主要用于治疗慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等。
2、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？
胚胎移植前应做DNA分析，鉴定性别，保留雌性。
(1)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。
(2)产物直接经乳汁分泌，易提取。
3.用转基因动物作为器官移植的供体
建立移植器官工厂
2021年底在美国纽约，科学家通过基因编辑，敲除了猪体内会导致人体免疫反应的基因，然后将基因编辑猪的肾脏移植入人体（已脑死亡并发肾衰竭，家属知情同意），病人的肾脏又继续工作了2个月。（注：人类胚胎的基因编辑仍不属于法律许可范畴）
思考：假如某位心脏病病人换上经过改造的猪心脏后，过上健康人的生活，在生活中，他会遭到歧视吗？对此你怎么看？
生命和健康是人最宝贵的东西，如果一个病人换上了经过改造的猪心脏重获了健康，我们不仅不能歧视他，还应该从他身上看到现代生物技术在维持人体健康、治疗疾病等方面的应用价值。
谢谢观看

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