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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(lǐng) 域 有 ：農(nóng) 牧 業(yè) 、 工 業(yè) 、 環(huán) 境 、 能 源 、 醫(yī)學 衛(wèi) 生 等應 用 生 物 ： 植 物 、 動 物 、 微 生 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 、 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 轉(zhuǎn) 基 因 植 物2、 抗 病

2、 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)轉(zhuǎn) 入 外 源 基 因 的 植 （ 動 ） 物轉(zhuǎn) 基 因 植 （ 動 ） 物 ： 1、 抗 蟲 轉(zhuǎn) 基 因 植 物優(yōu) 點 ： 減 少 環(huán) 境 污 染 、 減 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 因 、 淀 粉 酶 抑 制 劑 基 因 、 植 物 凝 集 素 基 因 等典 型 例 子 ： 轉(zhuǎn) 基 因 抗 蟲 棉 Bt毒 蛋 白 基

3、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 制 酶 基 因 .抗 真 菌 基 因 ： 幾 丁 質(zhì) 酶 基 因 、 抗 毒 素 合 成 基 因 .有 抗 病 毒 基 因 就 可 以 抵抗 所 有 病 毒 嗎 ？ 3、 抗 逆 轉(zhuǎn) 基 因 植 物 抗 逆 性 ： 植 物 具 有 抵 抗 不 理 環(huán) 境 的 某 些 性 狀 ， 如 抗寒 、 抗 旱 、 抗 鹽 等（ 1） 魚 的 抗 凍 基 因 導 入 番 茄 （ 2） 抗 除 草 劑 基 因 導 入 大 豆 、 玉 米等 作 物（ 3） 導 入 調(diào) 節(jié) 細 胞 滲 透 壓 的 基 因

4、 ， 提 高 農(nóng) 作 物 的 抗 鹽堿 和 抗 干 旱 的 能 力 -煙 草 等 植 物 4、 利 用 轉(zhuǎn) 基 因 改 良 植 物 的 品 質(zhì)不 會 引 起 過 敏 的 轉(zhuǎn) 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(zhì) 轉(zhuǎn) 基 因 藍 玫 瑰優(yōu) 點 ： 提 高 花 卉 的 觀 賞 價 值導 入 與 植 物 花 青 素 代 謝 有 關(guān) 的 基 因 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(zhì)3、 生 產(chǎn) 藥 物4、 作 為 器 官 移 植 的 供 體 1、 用 于 提

5、 高 動 物 生 長 速 度原 因 ： 外 源 生 長 激 素 基 因 的 表 達 可 以 使 轉(zhuǎn) 基 因 動 物 生 長 更 快轉(zhuǎn) 基 因 鯉 魚 2、 用 于 改 善 畜 產(chǎn) 品 的 品 質(zhì)優(yōu) 點 ： 避 免 食 物 過 敏 、 腹 瀉 、 惡 心 等 不 適導 入 腸 乳 糖 酶 基 因 的 轉(zhuǎn)基 因 牛 分 泌 的 乳 汁 中 ，乳 糖 含 量 大 大 降 低 。 過 程 ：（ 1） 、 重 組 藥 用 蛋 白 基 因 與 乳 腺 蛋 白 基 因 的啟 動 子 等（ 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（

6、4） 、 轉(zhuǎn) 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(zhuǎn) 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(zhuǎn) 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 達 的 蛋 白 質(zhì)已 經(jīng) 過 充 分 的 修 飾 加 工 ， 具 有 穩(wěn) 定 的 生 物

7、 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(zhuǎn) 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(zhuǎn) 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(zhuǎn) 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 導 入 某 些 調(diào) 節(jié) 因 子 來 抑 制 抗 原決 定 基 因 的 表 達 或 設 法 去 掉 抗 原

8、決 定 基 因 ， 以 期 培 育出 無 免 疫 排 斥 的 轉(zhuǎn) 基 因 克 隆 豬 器 官 。 小 貼 士 1.Bt 毒 蛋 白 基 因 產(chǎn) 生 Bt 毒 蛋 白 并 無 毒 性 ， 進 入 昆 蟲消 化 道 被 分 解 成 多 肽 后 產(chǎn) 生 毒 性 。 2.青 霉 素 是 誘 變 后 的 高 產(chǎn) 青 霉 菌 產(chǎn) 生 的 ， 不 是 通 過 基 因 工 程改 造 的 工 程 菌 產(chǎn) 生 的 。 3.并 不 是 所 有 農(nóng) 作 物 都 需 要 導 入 抗 除 草 劑 基 因 提 高 其 對 除草 劑 的 抗 性 ， 而 是 對 除 草 劑 敏 感 的 農(nóng) 作 物 需 要 導 入 。 4.用

9、乳 腺 生 物 反 應 器 生 產(chǎn) 的 優(yōu) 點 是 產(chǎn) 量 高 、 質(zhì) 量 好 、 成 本 低 、易 提 取 ， 但 從 乳 腺 生 物 反 應 器 中 提 取 蛋 白 質(zhì) ， 受 體 細 胞 所 在 個 體 必 須 是 雌 性 的 ， 若 從 尿 液 中 提 取 目 的 基 因 的 產(chǎn) 物 則 不 受此 限 制 。 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?？衫檬裁捶椒▉斫鉀Q上述問題？ 利用基因工程方法制造“工程菌”，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 起工 程 菌

10、： 用 基 因 工 程 的 方 法 ， 是 外 源 基 因 得 到高 效 率 表 達 的 菌 類 細 胞 株 系 。 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

11、素 的 大 腸桿 菌 ， 每 1Kg的 培 養(yǎng) 液 可 提 取2040mg干 擾 素 相 同 差 異 內(nèi) 質(zhì) 網(wǎng) 高 爾 基 體 生 物 活 性 生 物 反 應 器 與 工 程 菌 在 實 際 應 用 中 的 比 較 比 較項 目 動 物 乳 腺 反 應 器 大 腸 桿 菌 生 產(chǎn) 系 基 因結(jié) 構(gòu) 與 人 類 基 因 結(jié) 構(gòu)_， 使 克 隆 基因 相 對 簡 單 與 人 類 基 因 結(jié) 構(gòu) 有_ 基 因產(chǎn) 物 與 天 然 蛋 白 質(zhì) 完 全相 同 由 于 缺 少_、_等 細 胞器 ， 合 成 的 蛋 白 質(zhì) 可能 不 存 在 _ 乳 汁 細 胞 四 、 基 因 工 程 與 疾 病 治 療1、

12、 基 因 工 程 藥 物項 目 本 質(zhì) 功 能 傳 統(tǒng) 方 法 現(xiàn) 代 方 法胰 島 素干 擾 素乙 型 肝 炎 疫苗 蛋 白 質(zhì) 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 肝 酵 母 菌 細 胞 是 指 是 把 正 常 基 因 （ 健 康 的 外 源 基 因 ） 導 入 有 基因 缺 陷 的 細 胞 中 ， 達 到 治 療 疾 病 的 目 的 。 基 因 治 療 曙 光 初 照1、 基 因 治 療 的 概 念2、 基 因 治 療 的 類 型體 內(nèi) 基 因

13、治 療 和 體 外 基 因 治 療 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(shù) ， 把 有 缺 陷 的 基 因 切 除 ， 達 到治 療 疾 病 的 目 的 A DNA分 子 雜 交 技 術(shù)基 因 診 斷 ：四 、 基

14、 因 工 程 與 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 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 五、基因工程與環(huán)境保護基 因 工 程 在 環(huán) 保 方 面 有 什 么 應 用 ？ 用 于 環(huán) 境 監(jiān) 測 。 用 于 被 污 染 環(huán) 境

15、 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 。 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(zhuǎn) 化 汞 、 鎘 等 重 金 屬 ， 分解 DDT等 毒 害 物 質(zhì) ?；?因 工 程 將 能 分 解 三 種 烴 類 的 假 單 孢 桿 菌 的 基 因 都 轉(zhuǎn) 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 ？