基因工程的应用

第3节

基因工程的应用第3章

基因工程学习目标0102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）教学重点基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用教学难点乳腺生物反应器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）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程药物——重组人胰岛素已经研制成功并得到广泛应用。除了生产胰岛素，基因工程还有哪些应用呢？抗虫棉、转基因大豆、重组人干扰素、生产疫苗等。文山市第一中学农牧业方面的应用医药卫生领域的应用食品工业方面的应用任务一：请同学们自主阅读教材P8889，小组合作完成下表。(6分钟)主要应用为什么做如何做方法成果转基因植物抗虫植物抗病植物抗除草剂植物改良植物品质转基因动物提高动物生长速率改善畜产品品质文山市第一中学农牧业方面的应用医药卫生领域的应用食品工业方面的应用学以致用：如何培育转基因抗虫植物、抗病植物、抗除草剂植物？（5分钟）（选择其中一例写出具体过程）Bt抗虫蛋白质基因Ti质粒重组Ti质粒农杆菌作物细胞抗虫作物苏云金芽孢杆菌抗病基因Ti质粒重组Ti质粒病毒真菌子房或花柱切面转基因种子转基因植物文山市第一中学农牧业方面的应用医药卫生领域的应用医药卫生领域的应用食品工业方面的应用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？

（3分钟）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文山市第一中学农牧业方面的应用医药卫生领域的应用食品工业方面的应用医药卫生领域的应用主要包括哪3个方面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基因改造微生物或动植物的细胞来生产药物医药卫生领域的应用文山市第一中学农牧业方面的应用医药卫生领域的应用食品工业方面的应用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

<m>α−</m>

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合作探究二：请同学们自主阅读教材P9091，完成问题。（6分钟）基因药用蛋白启动子抗原决定抗原决定免疫排斥文山市第一中学农牧业方面的应用医药卫生领域的应用食品工业方面的应用①干扰素的化学本质是什么？②干扰素的作用机理是怎样的？③干扰素用于哪些疾病的治疗？④传统生产干扰素的方法是什么？⑤目前大量生产干扰素的方法是什么？⑥我国批准生产的第一个基因工程药物的名称叫什么？用于治疗哪些疾病？糖蛋白干扰病毒复制病毒感染性疾病、乳腺癌、淋巴癌、多发骨髓瘤和某些白血病等从人血液中的白细胞内提取用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得重组人干扰素α1b主要用于治疗慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等文山市第一中学农牧业方面的应用医药卫生领域的应用食品工业方面的应用3分钟用转基因哺乳动物批量生产药物乳汁中含有人凝血因子Ⅸ的转基因羊乳汁中含有人生长激素的转基因牛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文山市第一中学农牧业方面的应用医药卫生领域的应用食品工业方面的应用2分钟器官改造方法：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。（2分钟）调节因子载体重组载体猪成纤维细胞卵母细胞细胞核去核卵母细胞重组胚代孕母猪转基因克隆猪文山市第一中学农牧业方面的应用医药卫生领域的应用食品工业方面的应用（一）基因工程菌：基因工程菌概念运用步骤用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。基因工程构建基因工程菌工业发酵批量生产利用基因工程菌，除了可以生产药物，还能生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等文山市第一中学农牧业方面的应用医药卫生领域的应用食品工业方面的应用任务三：请同学们自主阅读教材P9091，完成问题。（5分钟）主要应用为什么做如何做基因来源或处理成果阿斯巴甜凝乳酶淀粉酶、脂酶超级细菌文山市第一中学农牧业方面的应用医药卫生领域的应用食品工业方面的应用利用基因工程生产人胰岛素有两种方法:方法一:将胰岛素基因转入细菌细胞,进行微生物培养,提取胰岛素;方法二:将胰岛素基因转入高等哺乳动物的受精卵,培养成转基因动物并从其乳汁中提取胰岛素。(1)方法一中,为使胰岛素基因能顺利进入细菌细胞,应用

处理细菌细胞,目的是使细胞处于一种

。

能吸收周围环境中DNA分子的生理状态Ca2+(2)方法二中,将目的基因导入受体细胞常用的方法是。要确保人胰岛素基因只在牛的乳腺细胞中表达,应该采取的措施是在人胰岛素基因的首端加上等调控组件。

(3)大肠杆菌和酵母菌均可作为生产胰岛素的工程菌,该类工程菌的优点是(至少答出两点)。

(4)上述两种方法中,哪种方法得到的胰岛素需要进一步加工和修饰以使其获得生物活性试解释其原因。乳腺蛋白基因的启动子单细胞、繁殖快方法一。方法一中的受体细胞是细菌,其细胞内无内质网和高尔基体,无法对胰岛素进行加工和修饰。显微注射法文山市第一中学农牧业方面的应用医药卫生领域的应用食品工业方面的应用一、概念检测1.将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新导人大肠杆菌的细胞内，再通过发酵工程就能大量生产人生长激素。下列叙述，正确的是()A.转录生长激素基因需要解旋酶和DNA连接酶B.发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初生代谢物C.大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传D.大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤和尿嘧啶的含量相等C2.基因工程应用广泛，成果丰硕。下列不属于基因工程应用的是()A.培育青霉菌并从中提取青霉素B.利用乳腺生物反应器生产药物C.制造一种能分解石油的“超级细菌”D.制造一种能产生干扰素的基因工程菌A

文山市第一中学农牧业方面的应用医药卫生领域的应用食品工业方面的应用文山市第一中学农牧业方面的应用医药卫生领域的应用食品工业方面的应用二、拓展应用1.除草剂的有效成分草甘膦能够专一地抑制EPSP合酶的活性，从而使植物体内多种代谢途，径受到影响而导致植物死亡。草甘膦没有选择性，它在除掉杂草的同时也会使作物受损。解决这个问题的方法之一就是培育抗草甘膦的作物。(1)下面是探究“转人外源EPSP合酶基因能否使矮牵牛抗草甘膦”的流程，请拓展资料完整。①用__________________等处理目的基因和Ti质粒，构建重组Ti质粒;②将重组Ti质粒转入农杆菌中;③利用含有重组Ti质粒的农杆菌侵染_____________细胞，再通过培育得到转基因植株；④用草甘膦同时喷洒转基因植株和对照组植株。结果:对照组植株死亡，转基因植株存活，但也受到了影响。结论：。限制酶和DNA连接酶

矮牵牛转基因矮牵牛对草甘膦产生了一定的抗性。(2)请思考并回答下列问题。①在该实验中，对照组是怎样设计的？②如果增加转入的外源E