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1、人教版選修3,專(zhuān)題1 基因工程 課題3 基因工程的應(yīng)用,基因工程的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域有： 農(nóng)牧業(yè)、工業(yè)、環(huán)境、能源、醫(yī)藥衛(wèi)生等,應(yīng)用生物：植物、動(dòng)物、微生物,轉(zhuǎn)基因植（動(dòng)）物：,轉(zhuǎn)入外源基因的植（動(dòng)）物,一、植物基因工程,轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力（如抗除草劑，抗蟲(chóng)、抗病、抗干旱和抗鹽堿等）,以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物等方面。,1、抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物 2、抗病轉(zhuǎn)基因植物 3、抗逆轉(zhuǎn)基因植物 4、利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì),1、抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物,優(yōu)點(diǎn)：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?dú)⑾x(chóng)基因： Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、
2、 淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因,典型例子：轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉Bt毒蛋白基因,2、抗病轉(zhuǎn)基因植物,抗病基因： 病毒外殼蛋白基因、 病毒的復(fù)制酶基因 抗真菌基因： 幾丁質(zhì)酶基因 抗毒素合成基因,病原微生物： 病毒、真菌、細(xì)菌,3、抗逆轉(zhuǎn)基因植物,目的基因： 調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓基因 抗凍蛋白基因 抗除草劑基因,4、利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì),不會(huì)引起過(guò)敏的轉(zhuǎn)基因大豆,優(yōu)點(diǎn)： 改善糧食作物的營(yíng)養(yǎng)成分含量，如氨基酸、蛋白質(zhì),轉(zhuǎn)基因藍(lán)玫瑰,優(yōu)點(diǎn)： 提高花卉的觀賞價(jià)值,二、動(dòng)物基因工程前景廣闊,1、提高生長(zhǎng)速度 2、改善畜產(chǎn)品的品質(zhì) 3、生產(chǎn)藥物 4、作器官移植的供體,1、用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度,原因：外源生長(zhǎng)激素基
3、因的表達(dá)可以使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生長(zhǎng)更快,轉(zhuǎn)基因鯉魚(yú),2、用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì),優(yōu)點(diǎn)：避免食物過(guò)敏、腹瀉、惡心等不適,腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，轉(zhuǎn)基因牛乳汁中乳糖含量大大降低。,過(guò)程： 1、藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組（基因表達(dá)載體） 2、用顯微注射法導(dǎo)入到受精卵 3、將受精卵送入母體生長(zhǎng)發(fā)育 4、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌乳期后，提取乳汁,產(chǎn)物：抗凝血酶、血清白蛋白、生長(zhǎng)激素、-抗胰蛋白酶,3、用轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物生產(chǎn)藥物,乳腺（房）生物反應(yīng)器,1）乳腺是一個(gè)外分泌器官，乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會(huì)影響轉(zhuǎn)基因動(dòng)物本身的生理代謝反應(yīng)。 2）從乳汁中獲取目的基因產(chǎn)物，產(chǎn)量高，易提純，表達(dá)的蛋白質(zhì)已經(jīng)過(guò)
4、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(shí)，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物又可無(wú)限繁殖。,雌性動(dòng)物的乳腺是基因藥物最理想的表達(dá)場(chǎng) 所，原因是,4、用轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物作器官移植的供體,導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠,用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的器官做移植的供體最大的問(wèn)題是免疫排斥，科學(xué)家正在試圖向動(dòng)物基因組中導(dǎo)入某些調(diào)節(jié)因子來(lái)抑制抗原決定基因的表達(dá)或設(shè)法去掉抗原決定基因，結(jié)合克隆技術(shù)以培育出無(wú)免疫排斥的轉(zhuǎn)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(xì)胞或血液中提取。由于受原料來(lái)源的限制，價(jià)格十分昂貴。 可利用什么方法來(lái)解決上述問(wèn)題？ 利用基因工程方法制造“工
5、程菌”，可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)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(zhì),治療糖尿病,動(dòng)物胰臟中提取,大腸桿菌細(xì)胞,糖蛋白,治療病毒性肝炎和腫瘤,人血液中 提取,酵母菌 細(xì)胞,乙肝抗原,預(yù)防乙肝,酵母菌 細(xì)胞,把正常基因（健康的外源基因）導(dǎo)入病人體內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，達(dá)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(lèi)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(yàn)階段,DNA分子雜交技術(shù),基因診斷：,基因工程與其他疾病治療,基因診斷技術(shù)在什么方面發(fā)展迅速？ 在診斷遺傳性疾病方面發(fā)展迅速。目前已經(jīng)可以對(duì)幾十
6、種遺傳病進(jìn)行產(chǎn)前診斷。 舉例 珠蛋白的DNA探針 鐮刀狀細(xì)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(xì)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(hù),基因工程在環(huán)保方面的應(yīng)用 用于環(huán)境監(jiān)測(cè) 用于被污染環(huán)境的凈化 通過(guò)基因工程方法怎樣進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)？ 例如：用DNA探針可以檢測(cè)飲用水中病毒的含量。此方法的特點(diǎn)是快速、靈敏，1噸水中有10個(gè)病毒也能檢測(cè)出來(lái)。,基因工程與環(huán)境保護(hù), 環(huán)境監(jiān)測(cè)： 基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測(cè)環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染。,1t水中只有10個(gè)病毒也能被DNA探針檢測(cè)出來(lái),有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質(zhì)。,基因工
7、程將能分解三種烴類(lèi)的假單孢桿菌的基因都轉(zhuǎn)移到能分解另一種烴類(lèi)的假單孢桿菌內(nèi)，創(chuàng)造出了能同時(shí)分解四種烴類(lèi)的“超級(jí)細(xì)菌”。,用于被污染環(huán)境的凈化,通過(guò)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(dòng)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?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！使其價(jià)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(guò)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?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的 B對(duì)有缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常，達(dá)到治療疾病的目的 C運(yùn)用人工誘變方法，使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因突變，從而恢復(fù)正常 D運(yùn)用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，達(dá)到治療疾病的目的,A,
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