《人教版選修3 13基因工程的應用》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《人教版選修3 13基因工程的應用（44頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、會計學1人教版選修人教版選修3 13基因工程的應用基因工程的應用抗蟲棉抗蟲棉葉子葉子正常棉正常棉葉子葉子抗蟲害的玉米基因Bt毒蛋白基因蛋白酶抑制劑基因淀粉酶抑制劑基因植物凝集素基因消化不良不吸收Bt毒蛋白 水解成 有毒多肽使用化學農(nóng)藥的缺點：使用化學農(nóng)藥的缺點：造成環(huán)境污染造成環(huán)境污染損害人類健康損害人類健康增加生產(chǎn)成本增加生產(chǎn)成本 抗煙草花葉病毒轉基因甜椒抗病毒轉基因西葫蘆轉黃瓜抗青枯(細菌)病基因的馬鈴薯抗病毒抗病毒 病毒外殼蛋白基因病毒外殼蛋白基因 病毒的復制酶基因病毒的復制酶基因抗真菌抗真菌 幾丁質酶基因幾丁質酶基因 抗毒素合成基因基因抗毒素合成基因基因基因基因抗煙草花葉病毒的轉基因煙

2、草耐寒、耐旱轉基因水稻基因基因調節(jié)細胞滲透壓的基因魚的抗凍蛋白基因抗除草劑基因抗旱、抗鹽堿耐寒煙草，番茄抗除草劑大豆、玉米我國科學家在實驗田觀察轉魚抗凍蛋白基因的番茄轉基因抗除草劑玉米富含賴氨酸的轉基因玉米不會引起過敏的轉基因大豆糧食問題難保鮮解決控制番茄成熟的基因（延遲番茄成熟）果蔬問題營養(yǎng)成分不平衡，如大豆、玉米解決導入含必需AA多Pro的編碼基因改變AA合成過程中關鍵酶活性4.利用轉基因改良植物的品質利用轉基因改良植物的品質含大量維生素的轉基因玉米轉基因紫色西紅柿轉基因矮牽牛轉基因藍玫瑰觀賞花卉觀賞花卉問題解決顏色單調，變色困難花青素有關調節(jié)基因轉入熒光酶的轉基因煙草苗二二、動物基因工程

3、前景廣闊、動物基因工程前景廣闊轉入外源生長激素基因的“超級小鼠” 綿羊：生長速度提高30%，體積增加50%鯉魚：9個月后，體重增1.5kg問題問題乳糖不消化乳糖不消化腸乳腸乳糖酶糖酶基因基因對策對策正常牛正常牛轉基因牛轉基因牛導導入入顯微注射技術顯微注射技術牛奶中乳糖含量牛奶中乳糖含量減少，減少，其他營養(yǎng)成分不其他營養(yǎng)成分不受影響受影響構建構建表達表達載體載體2.2.用于改善畜產(chǎn)品的品質用于改善畜產(chǎn)品的品質乳腺生物反應器乳腺生物反應器對對策策設想：讓牛奶中產(chǎn)出生長激素、抗凝血蛋白、血清白蛋白、設想：讓牛奶中產(chǎn)出生長激素、抗凝血蛋白、血清白蛋白、- -抗胰蛋白酶等抗胰蛋白酶等（把哺乳動物變成成（

4、把哺乳動物變成成“批量生產(chǎn)藥物的工廠）批量生產(chǎn)藥物的工廠）藥用蛋藥用蛋白基因白基因+乳腺蛋白基乳腺蛋白基因啟動子因啟動子（只在乳腺中且（只在乳腺中且在泌乳期表達）在泌乳期表達）構建基因表達載體構建基因表達載體導入導入_細胞細胞受精卵受精卵顯微注顯微注射技術射技術送回母體發(fā)育成新個體送回母體發(fā)育成新個體新個體泌乳期乳汁中產(chǎn)藥新個體泌乳期乳汁中產(chǎn)藥乳汁中含有人生長激乳汁中含有人生長激素的轉基因牛素的轉基因牛( (阿根廷阿根廷) )產(chǎn)量高、質量好、成本低、易提取產(chǎn)量高、質量好、成本低、易提取3.3.用轉基因的動物生產(chǎn)藥物用轉基因的動物生產(chǎn)藥物含有人凝血因子的轉基因羊乳腺生物反應器生產(chǎn)抗凝血酶蛋白例例

5、1、繼哺乳動物乳腺發(fā)生器研發(fā)成功后，膀胱生、繼哺乳動物乳腺發(fā)生器研發(fā)成功后，膀胱生物發(fā)生器的研究也取得了一定進展。最近，科學物發(fā)生器的研究也取得了一定進展。最近，科學家培養(yǎng)出一種轉基因小鼠，其膀胱上皮細胞可以家培養(yǎng)出一種轉基因小鼠，其膀胱上皮細胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。請回答：合成人的生長激素并分泌到尿液中。請回答：（1）將人的生長激素基因導入小鼠受體細胞，常）將人的生長激素基因導入小鼠受體細胞，常用方法是用方法是_。（2）進行基因轉移是，通常要將外源基因轉）進行基因轉移是，通常要將外源基因轉_ 中，原因是中，原因是 。 （3）通常采用）通常采用 技術檢測外源基技術檢測外源基因是否

6、插入了小鼠的基因組因是否插入了小鼠的基因組（4）在研制膀胱生物反應器時，應使外源基因在）在研制膀胱生物反應器時，應使外源基因在小鼠的小鼠的 細胞中特異表達。細胞中特異表達。顯微注射顯微注射受精卵受精卵受精卵具有全能性，可使外源基因在相應組織細胞表達受精卵具有全能性，可使外源基因在相應組織細胞表達DNA分子雜交分子雜交膀胱上皮膀胱上皮具特殊用途的豬和小鼠具特殊用途的豬和小鼠器官移植問題器官移植問題 1、供體器官少、供體器官少 2、排斥反應強、排斥反應強1、抑制抗原決定基因、抑制抗原決定基因 表達的調控因子表達的調控因子用豬的器官做供體用豬的器官做供體抑制抗原抑制抗原決定基因決定基因表達表達2、去

7、除抗原決定基因、去除抗原決定基因（受精卵）（受精卵）克隆技術克隆技術導入豬導入豬受精卵受精卵培育出沒有免培育出沒有免疫排斥反應的疫排斥反應的轉基因克隆豬轉基因克隆豬第一種第一種基因工程藥物基因工程藥物 基基因因工工程程制制藥藥重組人胰島素重組人胰島素傳統(tǒng)傳統(tǒng)提取提取胰島素、胰島素、干擾素干擾素提取部位提取部位 細胞、組織、血液等細胞、組織、血液等提取量提取量 少少缺點缺點 材料少、提取難、成本高材料少、提取難、成本高改進改進 “工程菌工程菌”提取部位提取部位 “工程菌工程菌”（大腸桿菌、酵母菌）（大腸桿菌、酵母菌）提取量提取量 多多優(yōu)點優(yōu)點 高效、高質量、低成本高效、高質量、低成本菌優(yōu)點：菌優(yōu)

8、點： 繁殖快繁殖快 單細胞單細胞 遺傳物質少遺傳物質少基因工程藥物發(fā)酵設備 胰島素是胰島素是治療糖尿病治療糖尿病的的特效藥特效藥。一般臨。一般臨床上使用的胰島素主要從床上使用的胰島素主要從豬、牛等家畜的胰豬、牛等家畜的胰腺腺中提取，一名糖尿病患者每年需用的胰島中提取，一名糖尿病患者每年需用的胰島素需要從素需要從40頭?；蝾^?；?0頭豬的胰臟中才能提取頭豬的胰臟中才能提取到。到。1978年，科學家將動物體內(nèi)的年，科學家將動物體內(nèi)的胰島素基胰島素基因與大腸桿菌因與大腸桿菌DNA分子重組分子重組，用，用2000ml 大大腸桿菌發(fā)酵液得到腸桿菌發(fā)酵液得到100kg胰島素。胰島素。1982年，年，美國一

9、家基因公司用基因工程方法生產(chǎn)的胰美國一家基因公司用基因工程方法生產(chǎn)的胰島素投入市場，售價降低了島素投入市場，售價降低了30%50%。 基因工程藥品基因工程藥品 胰島素胰島素 治療治療侏儒癥侏儒癥的唯一方法，是向人體注射的唯一方法，是向人體注射生長激素。而生長激素的獲得很困難。治療生長激素。而生長激素的獲得很困難。治療一名侏儒癥患者每年需要從一名侏儒癥患者每年需要從80具尸體的腦下具尸體的腦下垂體垂體中提取生長激素。中提取生長激素。 現(xiàn)可利用基因工程方法，將人的現(xiàn)可利用基因工程方法，將人的生長激生長激素基因導入大腸桿菌素基因導入大腸桿菌中，使其生產(chǎn)生長激素。中，使其生產(chǎn)生長激素。人們從人們從 4

10、50 L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長激素，相當于激素，相當于6萬具尸體的全部產(chǎn)量。萬具尸體的全部產(chǎn)量。 基因工程藥品基因工程藥品 生長激素生長激素 干擾素是干擾素是病毒侵入細胞后產(chǎn)生病毒侵入細胞后產(chǎn)生的一種的一種糖糖蛋白蛋白。干擾素幾乎能抵抗所有病毒引起的感。干擾素幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一種染，是一種抗病毒抗病毒的特效藥。此外干擾素對的特效藥。此外干擾素對治療某些癌癥和白血病也有一定療效。治療某些癌癥和白血病也有一定療效。 傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法是從人血液中的傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法是從人血液中的白細胞內(nèi)提取白細胞內(nèi)提取，每，每300L血液只能提取出血液只能提取出1

11、mg干擾素。干擾素。19801982年，科學家用基因工程年，科學家用基因工程方法在方法在大腸桿菌及酵母菌細胞內(nèi)獲得了干擾大腸桿菌及酵母菌細胞內(nèi)獲得了干擾素素，是傳統(tǒng)的生產(chǎn)量的，是傳統(tǒng)的生產(chǎn)量的12萬倍。萬倍。1987年上述年上述干擾素大量投放市場。干擾素大量投放市場。 基因工程藥品基因工程藥品 干擾素干擾素基因工程干擾素傳統(tǒng)疫苗存在許多缺點：生產(chǎn)過程需傳統(tǒng)疫苗存在許多缺點：生產(chǎn)過程需大量繁大量繁殖病原體殖病原體，對工作人員，對工作人員健康造成很大威脅健康造成很大威脅；病原體的減毒、滅活有可能病原體的減毒、滅活有可能不夠徹底不夠徹底，導致，導致接種者接種者直接感染直接感染?；蚬こ桃呙缁蚬こ桃?/p>

12、苗：將起關鍵作用的、序列保守：將起關鍵作用的、序列保守的蛋白質基因重組到細菌或真核細胞內(nèi)，生的蛋白質基因重組到細菌或真核細胞內(nèi)，生產(chǎn)蛋白質，制作成疫苗。它不使用病原體本產(chǎn)蛋白質，制作成疫苗。它不使用病原體本身，所以身，所以安全安全。 基因工程藥品基因工程藥品 基因工程基因工程疫苗疫苗基因工程乙肝疫苗 也稱為也稱為DNADNA診斷診斷或或基因探針技術基因探針技術，即在，即在DNADNA水平分析檢測某一基因，從而對特定水平分析檢測某一基因，從而對特定的疾病進行診斷。的疾病進行診斷。 探針制備：探針制備：放射性同位素放射性同位素( (如如3232P)P)、熒光、熒光分子分子等標記的等標記的DNADN

13、A分子；分子； 原原 理：利用理：利用DNADNA分子雜交原理分子雜交原理；四四、基因治療曙光初照、基因治療曙光初照 基因探針就是一段與目的基因或基因探針就是一段與目的基因或DNADNA互補的互補的特異核苷酸序列特異核苷酸序列。它包括整個基因，。它包括整個基因，或基因的一部分；可以是或基因的一部分；可以是DNADNA本身，也可本身，也可以是由之轉錄而來的以是由之轉錄而來的RNARNA。 DNA DNA分子雜交是基因診斷最基本的方分子雜交是基因診斷最基本的方法之一。其基本原理是：法之一。其基本原理是：互補的互補的DNADNA單鏈單鏈能夠在一定條件下能夠在一定條件下結合成雙鏈結合成雙鏈，即能夠進行

14、，即能夠進行雜交。這種結合是雜交。這種結合是特異特異的，即嚴格按照堿基的，即嚴格按照堿基互補配對進行。因此，當用一段互補配對進行。因此，當用一段已知基因的已知基因的核苷酸序列作為探針核苷酸序列作為探針，與被測基因進行接觸，與被測基因進行接觸，若兩者的堿基完全配對成雙鏈，則表明被測若兩者的堿基完全配對成雙鏈，則表明被測基因中含有已知的基因序列。基因中含有已知的基因序列。 在在診斷遺傳性疾病診斷遺傳性疾病方面發(fā)展迅速。目前方面發(fā)展迅速。目前已經(jīng)可以對幾十種遺傳病進行產(chǎn)前診斷。已經(jīng)可以對幾十種遺傳病進行產(chǎn)前診斷。 1 1） 珠蛋白的珠蛋白的DNADNA探針探針 鐮刀狀細胞貧鐮刀狀細胞貧血癥血癥 2

15、2）苯丙氨酸羧化酶基因探針）苯丙氨酸羧化酶基因探針 苯丙酮尿癥苯丙酮尿癥 3 3）白血病患者細胞中分離出的癌基因制備）白血病患者細胞中分離出的癌基因制備的的DNADNA探針探針 白血病白血病1990年，美國醫(yī)學家安德森對一例患腺苷脫氨酶(ADA)缺乏癥的4歲女孩謝德爾進行基因治療。該女孩由于先天缺乏ADA基因，自身不能生產(chǎn)ADA，先天免疫功能不全，只能生活在無菌的隔離帳里。他們將含有這個女孩自己的白血球的溶液輸入她左臂的一條靜脈血管中，這種白血球都已經(jīng)過改造，有缺陷的基因已經(jīng)被健康的基因所替代。在以后的10個月內(nèi)她又接受了7次這樣的治療，同時也接受特定抗體的治療。經(jīng)治療后，免疫功能日趨健全，能

16、夠走出隔離帳，過上了正常人的生活。美國醫(yī)學家安德森謝德爾，1999基因治療的分類基因治療的分類體外基因治療體外基因治療：先從病人：先從病人體內(nèi)體內(nèi)獲取某種獲取某種細胞，例如細胞，例如T淋巴細胞，進行培養(yǎng)，然淋巴細胞，進行培養(yǎng)，然后，在后，在體外體外完成基因轉移，再篩選成功完成基因轉移，再篩選成功轉移的細胞轉移的細胞擴增培養(yǎng)擴增培養(yǎng)，最后重新輸入患，最后重新輸入患者體內(nèi)。者體內(nèi)。體內(nèi)基因治療體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細胞中：直接向人體組織細胞中轉移基因的治病方法。轉移基因的治病方法。環(huán)境監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測環(huán)境的凈化環(huán)境的凈化 基因工程在環(huán)保方面有什么應用？基因工程在環(huán)保方面有什么應用？ 例如：用例如

17、：用DNA探針探針可以檢測可以檢測飲用水中病飲用水中病毒毒的含量。此方法的特點是的含量。此方法的特點是快速、靈敏快速、靈敏，1噸噸水中有水中有10個病毒也能檢測出來。個病毒也能檢測出來。 通過基因工程方法怎樣進行環(huán)境監(jiān)測通過基因工程方法怎樣進行環(huán)境監(jiān)測？ 1）用基因工程產(chǎn)物）用基因工程產(chǎn)物“超級細菌超級細菌”分解石分解石油，可以大大提高細菌分解石油的效率。具體油，可以大大提高細菌分解石油的效率。具體方法：將能分解三種烴類的方法：將能分解三種烴類的假單孢桿菌假單孢桿菌的基因的基因都轉移到能分解另一種烴類的假單孢桿菌內(nèi)，都轉移到能分解另一種烴類的假單孢桿菌內(nèi)，創(chuàng)造出了能同時分解四種烴類的創(chuàng)造出了能

18、同時分解四種烴類的“超級細菌超級細菌”。 2）用基因工程培養(yǎng)出）用基因工程培養(yǎng)出“吞噬吞噬”汞和降解土汞和降解土壤壤中中DDT的的細菌細菌，以及能夠，以及能夠凈化鎘污染凈化鎘污染的的植物植物。 3）通過基因重組構建新的）通過基因重組構建新的殺蟲劑殺蟲劑，取代生，取代生產(chǎn)過程中耗能多、易造成環(huán)境污染的農(nóng)藥，并產(chǎn)過程中耗能多、易造成環(huán)境污染的農(nóng)藥，并試圖通過基因工程試圖通過基因工程回收和利用工業(yè)廢物回收和利用工業(yè)廢物。 通過基因工程方法怎樣凈化被污染的環(huán)境通過基因工程方法怎樣凈化被污染的環(huán)境？抗蟲害的玉米基因Bt毒蛋白基因蛋白酶抑制劑基因淀粉酶抑制劑基因植物凝集素基因消化不良不吸收Bt毒蛋白 水解

19、成 有毒多肽使用化學農(nóng)藥的缺點：使用化學農(nóng)藥的缺點：造成環(huán)境污染造成環(huán)境污染損害人類健康損害人類健康增加生產(chǎn)成本增加生產(chǎn)成本 抗蟲害的玉米基因Bt毒蛋白基因蛋白酶抑制劑基因淀粉酶抑制劑基因植物凝集素基因消化不良不吸收Bt毒蛋白 水解成 有毒多肽使用化學農(nóng)藥的缺點：使用化學農(nóng)藥的缺點：造成環(huán)境污染造成環(huán)境污染損害人類健康損害人類健康增加生產(chǎn)成本增加生產(chǎn)成本 乳腺生物反應器生產(chǎn)抗凝血酶蛋白 治療治療侏儒癥侏儒癥的唯一方法，是向人體注射的唯一方法，是向人體注射生長激素。而生長激素的獲得很困難。治療生長激素。而生長激素的獲得很困難。治療一名侏儒癥患者每年需要從一名侏儒癥患者每年需要從80具尸體的腦下具

20、尸體的腦下垂體垂體中提取生長激素。中提取生長激素。 現(xiàn)可利用基因工程方法，將人的現(xiàn)可利用基因工程方法，將人的生長激生長激素基因導入大腸桿菌素基因導入大腸桿菌中，使其生產(chǎn)生長激素。中，使其生產(chǎn)生長激素。人們從人們從 450 L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長激素，相當于激素，相當于6萬具尸體的全部產(chǎn)量。萬具尸體的全部產(chǎn)量。 基因工程藥品基因工程藥品 生長激素生長激素基因工程乙肝疫苗1990年，美國醫(yī)學家安德森對一例患腺苷脫氨酶(ADA)缺乏癥的4歲女孩謝德爾進行基因治療。該女孩由于先天缺乏ADA基因，自身不能生產(chǎn)ADA，先天免疫功能不全，只能生活在無菌的隔離帳里。他們將含有這個女孩自己的白血球的溶液輸入她左臂的一條靜脈血管中，這種白血球都已經(jīng)過改造，有缺陷的基因已經(jīng)被健康的基因所替代。在以后的10個月內(nèi)她又接受了7次這樣的治療，同時也接受特定抗體的治療。經(jīng)治療后，免疫功能日趨健全，能夠走出隔離帳，過上了正常人的生活。美國醫(yī)學家安德森謝德爾，1999