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(共22张PPT)
第3章 基因工程
第3节 基因工程的应用
教学目标
目标
01
02
联系当地生产、生活中的具体实例，思考用基因工程的方法解决实际问题,基于基因工程在各方面发展的前景，理性看待基因工程的安全性。（社会责任）
基于基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业应用的实例，说明基因工程给社会带来的巨大进步（科学思维）
还记得糖尿病的症状吗？
注射
质粒
载体
限制酶
目的基因
限制酶切割位点
限制酶切割位点
限制酶
DNA连接酶
重组
DNA分子
基因表达载体
人胰岛素的基因
导入
大肠杆菌
表达
重组人胰岛素
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
转基因抗虫植物
农牧业方面的应用
转基因抗病植物
转基因抗除草剂植物
改良植物的品质
提高动物的生长速率
改善畜产品的品质
抗逆性
任务1：自主阅读P88-89，总结基因工程应用于农牧业的6个具体内容
基因工程在农牧业方面的应用
一
基因工程在农牧业方面的应用
一
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
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。
导致细胞膜穿孔，细胞肿胀裂解。
产生的抑制剂可与害虫消化道内的淀粉酶结合。
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。
拓展延伸：抗虫目的基因种类
改善畜产品品质
资料：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。
思考：请问是否可以想出一个方案，解决我国人群乳糖不耐受的问题？
基因工程在农牧业方面的应用
一
乳糖酶基因
牛受精卵
代孕母体
转基因奶牛
显微注射
胚胎移植
分娩
人
载体
早期胚胎
培养
用转基因哺乳动物批量生产药物
基因工程在医疗卫生领域的应用
二
乳腺生物反应器或乳房生物反应器
药用蛋白基因
乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件
基因表达载体
显微注射
受精卵
泌乳期分泌乳汁
转基因动物
药物
发育
肌肉细胞
乳腺细胞
肌肉细胞核DNA
基因1
基因2
基因3
基因4
基因5
基因6
基因7
乳腺细胞核DNA
基因1
基因2
基因3
基因4
基因5
基因6
基因7
表达
表达
表达
表达
表达
表达
基因2和基因5为乳腺中特异表达的基因
二
基因工程在医药卫生领域的应用
肌肉细胞
肌肉细胞核DNA
基因1
基因2
基因3
基因4
基因5
基因6
基因7
表达
表达
表达
乳腺细胞核DNA
基因1
基因2
基因3
基因4
基因5
基因6
基因7
表达
表达
表达
基因2和基因5为乳腺中特异表达的基因
乳腺细胞
启动子
非编码区
非编码区
编码区
乳腺中特异表达的基因的启动子
基因5的启动子也可以
用转基因哺乳动物批量生产药物
基因工程在医疗卫生领域的应用
二
请你来复述乳腺生物反应器的构建过程！
目前，科学家已经在牛、山羊等动物乳腺生物反应器中，获得了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和 α - 抗胰蛋白酶等重要的医药产品。
基因工程在医疗卫生领域的应用
二
膀胱生物反应器
拓展：
构建膀胱生物反应器是将目的基因与膀胱上皮细胞中特异表达的基因的启动子重组，从而指导目的基因表达产物分泌在尿中，其原理是根据膀胱尿乳头顶端表面可表达一组称之为尿血小板溶素的膜蛋白。
你知道膀胱生物反应器相比乳腺生物反应器的优点吗？
从尿中提取蛋白质比在乳汁中提取简便、高效。
不受性别的限制
不受年龄的限制
用转基因动物做器官移植的供体
基因工程在医疗卫生领域的应用
二
用转基因动物做器官移植的供体
基因工程在医疗卫生领域的应用
二
（1）猪的内脏构造、大小、血管分布与人的极为相似。
（2）与灵长类动物相比，猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要少得多。
1.选用猪作为器官供体的原因
问题: 选用猪作为器官移植最大难题是什么？如何解决这一难题？
用转基因动物做器官移植的供体
基因工程在医疗卫生领域的应用
二
难题
免疫排斥
器官改造方法
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，或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。
基因工程在医疗卫生领域的应用
二
应用 基因来源或处理 成果
转基因微生物或动植物细胞生产药物 对微生物或动植物的细胞进行________改造 生产包括细胞因子、抗体、疫苗和激素等的药物
乳腺（或乳房）生物反应器生产药物 ____________基因+乳腺中特异表达的基因的___________ 生产抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和 α 抗胰蛋白酶等
转基因动物作器官移植的供体 抑制__________基因的表达或除去_________基因 结合克隆技术培育出不会引起__________反应的转基因克隆猪器官
基因
药用蛋白
启动子
抗原决定
抗原决定
免疫排斥
利用基因工程菌生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等
基因工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。
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
三
阿斯巴甜是一种普遍使用的甜味剂，主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，这两种氨基酸就可以通过基因工程实现大规模生产。
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
三
奶酪
凝乳酶
奶中的蛋白质
（凝聚固化）
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
基因工程在食品工业方面的应用
三
培养出可以降解多种污染物的“超级细菌”，处理环境污染；用经过基因改造的微生物来生产生物能源。
课堂小结
基因工程在农牧业方面的应用
基因工程的应用
1.转基因抗虫植物
2.转基因抗病植物
3.转基因抗除草剂植物
4.改良植物的品质
5.提高动物的生长速率
6.改善畜产品的品质
基因工程在医药卫生领域的应用
基因工程在食品工业方面的应用
1.对微生物或动植物的细胞进行基因改造，使它们能
够生产药物。
2.利用基因工程技术，可以让哺乳动物批量生产药物，
如乳腺生物反应器。
3.用转基因动物作器官移植的供体等。
构建基因工程菌生产食品工业用酶、氨基酸、维生素

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