高中生物第3章 基因工程第3节 基因工程的应用教案配套ppt课件

这是一份高中生物第3章 基因工程第3节 基因工程的应用教案配套ppt课件，共25页。PPT课件主要包含了从社会中来，转基因抗虫植物，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，改良畜产品的品质，细胞因子，食品工业用酶，食品工业用氨基酸等内容，欢迎下载使用。
胰岛素是治疗糖尿病的特效药物。传统生产胰岛素的方法是从猪、牛等动物的胰腺中提取。曾经生产供一位糖尿病病人使用一年的胰岛素需要上千头牛，生产的成本非常高。1978年，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。我国拥有自主知识产权的基因工物——重组人胰岛素已经研制成功并得到广泛应用。
抗虫棉、转基因大豆、重组人干扰素等。
思考：除了生产胰岛素，基因工程还有哪些应用呢？
基因工程自20世纪70年代兴起后，得到飞速的发展，展示出广阔的应用前景。
基因工程在农牧业方面的应用
①1996-2017年，全世界转基因作物种植面积增加了100多倍。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。
②美国是世界上转基因作物种植面积最大的国家
③世界转基因作物种植面积最大的是大豆，其次是玉米、棉花；
④我国转基因作物的种植面积位居世界第八位，商业化种植的转基因作物有棉花和番木瓜；
①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；
②2015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。
转基因大西洋鲑的优点：（1）缩短了生长周期（2）都是雌性而且不育，避免了野生鲑鱼杂交的风险。
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。
将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可培育出 抗除草剂的作物品种。
3.转基因抗除草剂植物
①培育方法：利用转基因技术改良植物的营养价值、观赏价值等。
将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，提高氨基酸的含量，科学家培育的某种转基因玉米中赖氨酸的含量比对照高30%。
5.提高动物的生长速率
科学家将外源生长激素基因导入动物体内，以提高动物的生长速率。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，这称为乳糖不耐受。我国约有1/3的成年人乳糖不耐受。科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他营养成分不受影响。
基因工程在医药卫生领域的应用
让转基因哺乳动物批量生产药物
用转基因动物作为器官移植的供体
对微生物或动植物的细胞进行基因改造生产药物
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
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；
1.对微生物或动植物的细胞进行基因改造生产药物
细胞因子、抗体、疫苗和激素等。
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
乳腺中特异表达的基因启动子
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
乳腺生物反应器或乳房生物反应器
适合于表达高等动物体内的复杂蛋白制备乳腺反应器的方法成熟乳腺是天然的高效合成蛋白质的器官乳汁中重组蛋白的提取和纯化相对容易
动物泌乳期有间隔有些蛋白不能在乳腺里表达某些蛋白在乳腺中的修饰可能与天然状态不同
优点：产量高；成本低；产品质量好，易提取。
1、乳腺生物反应器指的是转基因动物的乳腺吗？
让药用蛋白基因只在乳腺细胞中特异性表达。
不局限于性别与生长期（乳腺生物反应器必须是雌性，且泌乳期才会分泌）。
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。
不是，乳腺生物反应器指的就是这个转基因生物。
2、为什么将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起？
3、药用蛋白基因存在于转基因动物的哪些细胞中？
4、膀胱生物反应器哪些方面优于乳腺生物反应器？
5、研制膀胱生物反应器时，应如何处理目的基因？
3.用转基因动物作为器官移植的供体
（3）用转基因动物作为器官移植的供体
①人体器官移植的难题：
人体移植器官短缺是世界性难题
a. 猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似
b. 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
a.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；
b.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。
解决人体移植器官短缺问题；避免免疫排斥反应。
基因工程在食品工业方面的应用
利用基因工程菌，除了可以生产药物，还能生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等
用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。
一种普遍使用的甜味剂，主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，这两种氨基酸可通过基因工程实现大规模生产。
奶酪生产中用来凝聚固化奶中的蛋白质
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组中，再通过工业发酵批量生产凝乳酶
基因工程获得的工业用酶的纯度更高，生产成本显著降低， 生产效率较高。
加工转化糖浆需要淀粉酶，加工烘烤食物要用到脂酶
构建基因工程菌，然后用发酵技术大量生产
4. 其他应用：环保领域的应用
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
1．下列有关基因工程的应用的叙述，错误的是（ ）A．利用基因工程可改良作物的品质，提高其营养价值B．通过乳腺生物反应器可生产抗凝血酶等重要的医药产品C．将正常基因导入受体细胞，以对21三体综合征进行治疗D．制备工程菌以实现对胰岛素、血清白蛋白的大规模生产
2．采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出转基因羊。但是人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。以下有关叙述正确的是（ ）A．人凝血因子基因只存在于山羊的乳腺细胞中B．可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵C．在该转基因羊中，人凝血因子基因在各种体细胞中都能表达D．人凝血因子基因开始转录时，DNA聚合酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA