基因工程的應(yīng)用 高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

第2節(jié)基因工程的應(yīng)用第三章

基因工程基因工程的應(yīng)用基因工程的運(yùn)用在農(nóng)牧業(yè)方面在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域在食品工業(yè)方面基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的運(yùn)用——植物轉(zhuǎn)基因抗蟲植物非轉(zhuǎn)基因抗蟲棉（左）轉(zhuǎn)基因抗蟲棉（右）對照（被害蟲侵害的黃綠色植株）轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻（綠色植株）非轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米（下）轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米（上）（1）培育方法：從某些生物中分離出具有抗蟲功能的基因，導(dǎo)入作物，使其具有抗蟲性。（2）實例：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、玉米、大豆、水稻和馬鈴薯等。意義：大大減少了化學(xué)殺蟲劑的使用基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的運(yùn)用——植物轉(zhuǎn)基因抗病植物（1）培育方法：將來源于某些病毒、真菌等的抗病基因?qū)胫参镏?，培育出轉(zhuǎn)基因

抗病植物。（2）實例：抗病毒轉(zhuǎn)基因甜椒、番木瓜和煙草等?；蚬こ淘谵r(nóng)牧業(yè)方面的運(yùn)用——植物轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物一定濃度的生長素類似物——除去單子葉植物中的雙子葉雜草如果雙子葉植物中出現(xiàn)了雙子葉雜草，如何避免噴灑該除草劑對作物的傷害？？單子葉植物雙子葉植物基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的運(yùn)用——植物轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物（1）培育方法：將降解或抵抗某種除草劑的基因?qū)胱魑铮膳嘤隹钩輨┳魑锲贩N。（2）實例：轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米、大豆、油菜和甜菜等。施用除草劑后的轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米田種植轉(zhuǎn)基因抗除草劑大豆的農(nóng)田基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的運(yùn)用——植物改良植物的品質(zhì)營養(yǎng)價值觀賞價值營養(yǎng)價值方面：將富含氨基酸的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胗衩?，獲得的

轉(zhuǎn)基因玉米中賴氨酸的含量提高30%。高賴氨酸玉米抗癌抗衰老的紫色西紅柿基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的運(yùn)用——植物改良植物的品質(zhì)營養(yǎng)價值觀賞價值觀賞價值方面：將與植物花青素代謝有關(guān)的基因?qū)牖ɑ苤参锇珷颗Ｖ?，轉(zhuǎn)基因矮牽牛呈現(xiàn)出自然界沒有的顏色。轉(zhuǎn)基因矮牽牛普通矮牽牛基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的運(yùn)用——動物提高動物的生長速率（2）實例：轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長速率比非轉(zhuǎn)基因鯉魚提高了42%～115%。轉(zhuǎn)入外源生長激素基因的“超級小鼠”

（1）培育方法：將外源生長激素基因?qū)雱游矬w內(nèi)，以提高動物的生長速率。普通鯉魚轉(zhuǎn)基因鯉魚基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的運(yùn)用——動物改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)（2）培育方法：將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中，

乳糖的含量大大降低，而其他營養(yǎng)成分不受影響。（1）解決問題：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

后會出現(xiàn)腹瀉等不適癥狀，稱之為乳糖不耐受。低乳糖奶?！厩榫百Y料1】胰島素是治療糖尿病的特效藥。一般臨床上使用的胰島素主要從豬、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4－5g胰島素。用該方法生產(chǎn)的胰島素產(chǎn)量低，價格昂貴，遠(yuǎn)不能滿足社會需要。【情景資料2】干擾素是動物或人體細(xì)胞受到病毒感染后產(chǎn)生的一種糖蛋白。干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”！對癌癥也有一定療效。傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法是從人血中提取，300L血才提取1mg！

基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的運(yùn)用怎么做，解決以上難題干擾素：感染病毒的復(fù)制基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的運(yùn)用對微生物或動植物的細(xì)胞進(jìn)行基因改造生產(chǎn)藥物——最主要的應(yīng)用基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的運(yùn)用讓哺乳動物批量生產(chǎn)藥物——生物反應(yīng)器乳腺生物反應(yīng)器的生產(chǎn)過程獲取目的基因構(gòu)建基因表達(dá)載體導(dǎo)入哺乳動物受精卵形成胚胎將胚胎送入母體動物發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物（如人生長激素基因等）（顯微注射法）（利用分泌的乳汁生產(chǎn)所需的藥物）優(yōu)點產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取缺點容易受時間和性別的限制乳腺生物反應(yīng)器不是指乳腺，而是指這個轉(zhuǎn)基因生物基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的運(yùn)用讓哺乳動物批量生產(chǎn)藥物——生物反應(yīng)器乳腺生物反應(yīng)器vs膀胱生物反應(yīng)器優(yōu)點：收集產(chǎn)物蛋白比較容易，不必對動物造成傷害。①在于從尿中提取蛋白質(zhì)比在乳汁中提取簡便、高效膀胱反應(yīng)發(fā)生器的優(yōu)點：②可從動物一出生就收集產(chǎn)物，不論動物的性別和是否

正處于生殖期基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的運(yùn)用可能使建立移植器官工廠的設(shè)想成為現(xiàn)實尋求可替代的移植器官，如用豬的器官來解決人類器官移植的來源問題（1）人體器官移植的世界性難題：人體移植器官短缺（2）解決途徑：豬的內(nèi)臟構(gòu)造、大小、血管分布與人極為相似豬體內(nèi)隱藏的、可導(dǎo)致人類疾病的病毒遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于靈長類動物（3）豬的優(yōu)點：（4）最大難題：免疫排斥基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的運(yùn)用可能使建立移植器官工廠的設(shè)想成為現(xiàn)實如何解決免疫排斥？（1）在器官供體基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，

以抑制抗原決定基因的表達(dá)；（2）或設(shè)法除去抗原決定基因，然后結(jié)合克隆技術(shù)，

培育出不會引起免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官?；蚬こ淘卺t(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的運(yùn)用可能使建立移植器官工廠的設(shè)想成為現(xiàn)實基因工程在食品工業(yè)方面的運(yùn)用基因工程菌（1）概念：（2）應(yīng)用：用基因工程的方法，使外源基因得到高效性表達(dá)的菌類基因工程菌除了生產(chǎn)藥物，還能生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、氨基酸和維生素等?；蚬こ淘谑称饭I(yè)方面的運(yùn)用實例1：阿斯巴甜一種普遍使用的甜味劑，主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，這兩種氨基酸可通過基因工程實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)?；蚬こ淘谑称饭I(yè)方面的運(yùn)用基因工程在食品工業(yè)方面的運(yùn)用實例1：阿斯巴甜一種普遍使用的甜味劑，主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，這兩種氨基酸可通過基因工程實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。危害：阿斯巴甜的代謝產(chǎn)物之一苯丙氨酸，在通過血-腦屏障時可能與其他大分子的中性氨基酸競爭，改變腦部原有氨基酸比值，進(jìn)而干擾神經(jīng)遞質(zhì)的傳遞。阿斯巴甜的攝入可能增加患者偏頭痛的發(fā)生率，或延長病痛持續(xù)時間。通過阿斯巴甜對小白鼠實驗，可以得出阿斯巴甜降低了幼鼠的空間記憶能力的結(jié)果。研究結(jié)果表明，孕期和哺乳期食用阿斯巴甜對幼鼠學(xué)習(xí)、記憶能力均有影響，阿斯巴甜及其代謝產(chǎn)物可能通過血胎屏障，影響腦功能?；蚬こ淘谑称饭I(yè)方面的運(yùn)用實例2：凝乳酶奶酪生產(chǎn)中用來凝聚固化奶中的蛋白質(zhì)（1）應(yīng)用：（2）傳統(tǒng)制備方法：殺死未斷奶的小牛，將其第四胃的黏膜取出來提取。（3）制備方法：將編碼牛凝乳酶的基因?qū)氪竽c桿菌、黑曲霉或酵母菌的基因組中，再通過工業(yè)發(fā)酵批量生產(chǎn)凝乳酶基因工程在食品工業(yè)方面的運(yùn)用淀粉酶、脂酶構(gòu)建基因工程菌后用發(fā)酵技術(shù)大量生產(chǎn)所獲的酶純度更高，生產(chǎn)成本顯著降低，生產(chǎn)效率較高基因工程技術(shù)獲得的工業(yè)用酶優(yōu)點：加工轉(zhuǎn)化糖漿需淀粉酶，加工烘烤食物需脂酶基因工程在環(huán)保領(lǐng)域方面的運(yùn)用凈化污染的環(huán)境培育可以降解多種污染物的“超級細(xì)菌”來處理環(huán)境污染；轉(zhuǎn)基因抗蟲植物基因工程的應(yīng)用農(nóng)牧業(yè)方面醫(yī)藥衛(wèi)生方面轉(zhuǎn)基因抗病植物轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)提高動物的生長速率改良植物的品質(zhì)讓哺乳動物批量生產(chǎn)藥物建立移植器官工廠食品工業(yè)方面生產(chǎn)食品工業(yè)用酶構(gòu)建基因工程菌總結(jié)1.將大腸桿菌的質(zhì)粒連接上人生長激素的基因后，重新導(dǎo)入大腸桿菌的細(xì)胞內(nèi)，再通過發(fā)酵工程就能大量生產(chǎn)人生長激素。下列相關(guān)敘述正確的是()A.轉(zhuǎn)錄生長激素基因需要解旋酶和DNA連接酶B.發(fā)酵產(chǎn)生的生長激素屬于大腸桿菌的初生代謝物C.大腸桿