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1、人教版選修3,專題1 基因工程 課題3 基因工程的應用,基因工程的實際應用領域有： 農(nóng)牧業(yè)、工業(yè)、環(huán)境、能源、醫(yī)藥衛(wèi)生等,應用生物：植物、動物、微生物,轉基因植（動）物：,轉入外源基因的植（動）物,一、植物基因工程,轉基因工程技術主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力（如抗除草劑，抗蟲、抗病、抗干旱和抗鹽堿等）,以及改良農(nóng)作物的品質和利用植物生產(chǎn)藥物等方面。,1、抗蟲轉基因植物 2、抗病轉基因植物 3、抗逆轉基因植物 4、利用轉基因改良植物的品質,1、抗蟲轉基因植物,優(yōu)點：減少環(huán)境污染、降低低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)量,例子：棉花、水稻、玉米、馬鈴薯、番茄等等,主要殺蟲基因： Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基
2、因、 淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因,典型例子：轉基因抗蟲棉Bt毒蛋白基因,2、抗病轉基因植物,抗病基因： 病毒外殼蛋白基因、 病毒的復制酶基因 抗真菌基因： 幾丁質酶基因 抗毒素合成基因,病原微生物： 病毒、真菌、細菌,3、抗逆轉基因植物,目的基因： 調節(jié)細胞滲透壓基因 抗凍蛋白基因 抗除草劑基因,4、利用轉基因改良植物的品質,不會引起過敏的轉基因大豆,優(yōu)點： 改善糧食作物的營養(yǎng)成分含量，如氨基酸、蛋白質,轉基因藍玫瑰,優(yōu)點： 提高花卉的觀賞價值,二、動物基因工程前景廣闊,1、提高生長速度 2、改善畜產(chǎn)品的品質 3、生產(chǎn)藥物 4、作器官移植的供體,1、用于提高動物生長速度,原因
3、：外源生長激素基因的表達可以使轉基因動物生長更快,轉基因鯉魚,2、用于改善畜產(chǎn)品的品質,優(yōu)點：避免食物過敏、腹瀉、惡心等不適,腸乳糖酶基因導入奶?；蚪M，轉基因牛乳汁中乳糖含量大大降低。,過程： 1、藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調控組件重組（基因表達載體） 2、用顯微注射法導入到受精卵 3、將受精卵送入母體生長發(fā)育 4、轉基因動物進入泌乳期后，提取乳汁,產(chǎn)物：抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素、-抗胰蛋白酶,3、用轉基因的動物生產(chǎn)藥物,乳腺（房）生物反應器,1）乳腺是一個外分泌器官，乳汁不進入體內(nèi)循環(huán)，不會影響轉基因動物本身的生理代謝反應。 2）從乳汁中獲取目的基因產(chǎn)物，產(chǎn)量高，易提純，表
4、達的蛋白質已經(jīng)過充分的修飾加工，具有穩(wěn)定的生物活性。 3）從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產(chǎn)物的同時，轉基因動物又可無限繁殖。,雌性動物的乳腺是基因藥物最理想的表達場 所，原因是,4、用轉基因的動物作器官移植的供體,導入人基因具特殊用途的豬和小鼠,用轉基因動物的器官做移植的供體最大的問題是免疫排斥，科學家正在試圖向動物基因組中導入某些調節(jié)因子來抑制抗原決定基因的表達或設法去掉抗原決定基因，結合克隆技術以培育出無免疫排斥的轉基因克隆豬器官。,在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素直接從生物的組織、細胞或血液中提取。由于受原料來源的限制，價格十分昂貴。 可利用什么方法來解決上述問題？ 利用基
5、因工程方法制造“工程菌”，可高效率地生產(chǎn)出各種高質量、低成本的藥品。,三、基因工程藥品異軍突起,基因工程藥物,蛋白質,治療糖尿病,動物胰臟中提取,大腸桿菌細胞,糖蛋白,治療病毒性肝炎和腫瘤,人血液中 提取,酵母菌 細胞,乙肝抗原,預防乙肝,,酵母菌 細胞,把正常基因（健康的外源基因）導入病人體內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，達到治療疾病的目的。,四、基因治療曙光初照,1、基因治療治療遺傳病最有效手段,2、基因治療的類型,體內(nèi)基因治療和體外基因治療,基因治療處于初期臨床試驗階段,DNA分子雜交技術,基因診斷：,基因工程與其他疾病治療,基因診斷技術在什么方面發(fā)展迅速？ 在診斷遺傳性疾病方面發(fā)展迅
6、速。目前已經(jīng)可以對幾十種遺傳病進行產(chǎn)前診斷。 舉例 珠蛋白的DNA探針 鐮刀狀細胞貧血癥 苯丙氨酸羧化酶基因探針 苯丙酮尿癥 白血病患者細胞中分離出的癌基因制備的DNA探針 白血病,基因工程與環(huán)境保護,基因工程在環(huán)保方面的應用 用于環(huán)境監(jiān)測 用于被污染環(huán)境的凈化 通過基因工程方法怎樣進行環(huán)境監(jiān)測？ 例如：用DNA探針可以檢測飲用水中病毒的含量。此方法的特點是快速、靈敏，1噸水中有10個病毒也能檢測出來。,基因工程與環(huán)境保護,環(huán)境監(jiān)測：基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測環(huán)境中的病毒、細菌等污染。,,1t水中只有10個病毒也能被DNA探針檢測出來,有的還能吞食轉化汞、鎘等重金屬，分解
7、DDT等毒害物質。,基因工程將能分解三種烴類的假單孢桿菌的基因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“超級細菌”。,用于被污染環(huán)境的凈化,通過基因工程方法怎樣凈化被污染的環(huán)境？,胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，將合成的胰島素基因導入大腸桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！使其價格降低了30%-50%!,基因工程藥品 胰島素,基因工程藥品 干擾素,從人血中提取干擾素，300L血才提取1mg！通過基因工程的方式創(chuàng)造了能合成人干擾素的大腸桿菌，每1Kg的培養(yǎng)液可提取2040mg干擾素,例 基因治療是指 ( ) A把健康外源基因導入有基因缺陷的細胞中，達到治療疾病的目的 B對有缺陷的細胞進行修復，從而使其恢復正常，達到治療疾病的目的 C運用人工誘變方法，使有基因缺陷的細胞發(fā)生基因突變，從而恢復正常 D運用基因工程技術，把有缺陷的基因切除，達到治療疾病的目的,A,
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