3.3 基因工程的应用课件高二下学期生物人教版选择性必修3

第三章基因工程第3节

基因工程的应用本节聚焦:基因工程的应用有哪些？怎样理性看待基因工程在生产和生活中的应用？

羊产出蜘蛛丝——动物转基因技术自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个具体内容完成《金版》P85的填空《金版》P86任务2：自主阅读P90-91，总结基因工程在医药卫生领域和食品工业方面的应用完成《金版》P86的填空中国干扰素之父---侯云德院士改造微生物或动植物细胞生产药物基因工程在医疗卫生领域的应用二①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α-1b主要用于治疗慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等干扰素资料卡干扰素的化学本质是

，其为抗

药物；抗生素为抗

药物。糖蛋白病毒细菌干扰素生产过程：干扰素基因质粒重组质粒大肠杆菌大量可生产干扰素的大肠杆菌培养导入构建改造微生物或动植物细胞生产药物基因工程在医疗卫生领域的应用二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任务乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较【情境】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。显微注射法乳腺生物反应器与工程菌生产药物的区别（在生产人的药物蛋白方面）Differencesbetweenmammaryglandbioreactorandengineeredbacteriaindrugproduction比较项目乳腺（房）生物反应器基因工程菌生产药物基因结构基因产物受体细胞导入方式生产条件产物提取哺乳动物基因的结构与人类结构基本相同。细菌或酵母菌等生物的基因结构与人类基因结构有较大差异。与天然蛋白质完全相同。细菌细胞内缺少内质网、高尔基体等细胞器，合成的蛋白质可能不具有生物活性。哺乳动物的受精卵微生物细胞。显微注射法Ca2+处理法（感受态细胞法）不需要严格的灭菌，温度等外界条件对其影响不大。需严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件。从动物乳汁中提取，相对简单。（一般经过工业发酵后）从微生物细胞（或发酵液）中提取，相对复杂。《金版》P88《金版》P88《金版》P88人体移植器官短缺寻求可代替的移植器官猪的内脏与人相似培育无免疫排斥的转基因克隆猪器官抑制抗原决定基因表达或除去抗原决定基因在器官供体基因组中导入某种体调节因子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。基因工程制作奶酪的制作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

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。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。①概念：②应用：2.实例：①阿斯巴甜：②凝乳酶：A.应用：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B.制备方法：

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。③淀粉酶、脂酶：应用：制备方法：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3.优点：03基因工程在食品工业方面的应用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。基因工程在其他方面的应用三第3节

基因工程的应用一、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C练习与应用（P92）2.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，请补充完整。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

矮牵牛矮牵牛对草甘膦产生了一定的抗性。二、拓展应用(2)请思考并回答下列问题。①在该