胰島素是治療糖尿病的特效藥物。傳統生產胰島素的方法是從豬、牛等動物的胰腺中提取。曾經生產供一位糖尿病病人使用一年的胰島素，需要上千頭牛，生產的成本非常高。

1978年，科學家將編碼人胰島素的基因導入大腸桿菌細胞中，使大腸桿菌表達重組人胰島素。我國擁有自主知識產權的基因工程藥物--重組人胰島素已經研制成功并得到廣泛應用。除了生產胰島素，基因工程還有哪些應用呢？重組人胰島素注射液【從社會中來】第3章基因工程第3節(jié)基因工程的應用空白演示在此輸入您的封面副標題自20世紀70年代興起后，得到飛速發(fā)展，展示出廣闊前景。醫(yī)藥衛(wèi)生領域食品工業(yè)方面農牧業(yè)方面基因工程的應用

基因工程的應用基因工程在農牧業(yè)中的應用發(fā)展迅速。已被廣泛用于改良動植物品種、提高作物和畜產品產量等方面。轉基因抗蟲植物農牧業(yè)方面的應用轉基因抗病植物轉基因抗除草劑植物改良植物的品質提高動物的生長速率改良畜產品的品質抗逆性01基因工程在農牧業(yè)方面的應用(一）發(fā)展現狀:1.1996-2017年，全世界轉基因作物種植面積增加了100多倍。2.轉基因作物的種植使化學農藥的施用量減少了8.2%，作物產量增加了6.6×108t,增加經濟效益1.3萬億。3.美國是世界上轉基因作物種植面積最大的國家。棉花、玉米、大豆種植比例都超過90%。4.2017年，我國轉基因作物的種植面積居世界第八位。商業(yè)化種植的有棉花、番木瓜。01基因工程在農牧業(yè)方面的應用(二）植物方面(1)方法：從某些生物中分離出具有抗蟲功能的基因，將它導入作物中培育出具有抗蟲性的作物。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。

（2）主要殺蟲基因：(3)成果：轉基因抗蟲棉花、玉米、大豆、水稻和馬鈴薯等。轉基因抗蟲水稻（綠）與對照（黃）減少因化學農藥的使用而造成的環(huán)境污染和對人類健康的損害、降低生產成本、提高產量。（4）優(yōu)點：1．轉基因抗蟲植物01基因工程在農牧業(yè)方面的應用(二）植物方面2．轉基因抗病植物轉基因抗病毒甜椒將來源于某些病毒、真菌等的抗病基因導入植物中，培育出轉基因抗病植物。（2）培育方法：（3）抗病基因：抗病毒的目的基因病毒外殼蛋白基因病毒復制酶基因抗真菌的目的基因幾丁質酶基因抗毒素合成基因（1）背景：許多栽培作物由于自身缺少抗病基因，因此用常規(guī)育種的方法很難培育出抗病的新品種。(4)成果：抗病毒轉基因甜椒、番木瓜和煙草等01基因工程在農牧業(yè)方面的應用(二）植物方面3．轉基因抗除草劑植物(1)背景：雜草常常危害農業(yè)生產，而大多數除草劑不僅能殺死田間雜草，還會損傷作物，導致作物減產種植轉基因抗除草劑大豆的農田用除草劑后的轉基因抗除草劑玉來田將降解或抵抗某種除草劑的基因導入作物，可培育出抗除草劑的作物品種。

轉基因抗除草劑玉米、大豆、油菜和甜菜等(2)培育方法：(3)實例：01基因工程在農牧業(yè)方面的應用4．改良植物的品質(二）植物方面

利用轉基因技術改良植物的營養(yǎng)價值、觀賞價值等。將必需氨基酸含量多的蛋白質編碼基因導入植物中，提高氨基酸的含量，科學家培育的某種轉基因玉米中賴氨酸的含量比對照高30%。

將與植物花青素代謝相關的基因導入矮牽牛中，使它呈現出自然界沒有的顏色變異，大大提高觀賞價值。A.培育方法：B.實例：01基因工程在農牧業(yè)方面的應用幾乎每年都有令人矚目的研究成果報道，有些成果正在進入實用化和商業(yè)化開發(fā)的階段；2015年11月，第一種用于食用的轉基因動物——轉基因大西洋鮭（俗稱“三文魚”）在美國獲得批準上市。轉基因鮭魚（后排）和正常鮭魚（前排）01基因工程在農牧業(yè)方面的應用(三）動物方面(三）動物方面1、用于提高動物生長速度原因：外源生長激素基因的表達可以使轉基因動物生長更快轉入外源生長激素基因的“超級小鼠”

01基因工程在農牧業(yè)方面的應用2、用于改善畜產品的品質(三）動物方面(2)培育方法：(1)實例：乳糖耐受（有乳糖酶）乳糖不耐受（無乳糖酶）大腸腸道內滲透壓增高，刺激胃腸蠕動增加

乳汁中乳糖的含量大大降低的轉基因牛01基因工程在農牧業(yè)方面的應用讓轉基因哺乳動物批量生產藥物用轉基因動物作為器官移植的供體對微生物或動植物的細胞進行基因改造生產藥物醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用02基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用藥物類型細胞因子、抗體、疫苗和激素等用途預防和治療人類腫瘤、心血管疾病、傳染病、糖尿病和類風濕關節(jié)炎等成果我國生產的重組人干擾素、血小板生成素、促紅細胞生成素和粒細胞集落刺激因子等基因工程藥物均已投放市場利用微生物或動植物生產藥物02基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用資料卡——干擾素

干擾素是一種具有干擾病毒復制作用的糖蛋白，在臨床上被廣泛用于治療病毒感染性疾病。此外，干擾素對于治療乳腺癌、淋巴癌、多發(fā)骨髓瘤和某些白血病等也有一定的療效。

1993年我國批準生產重組人干擾素α-1b，它是我國批準生產的第一個基因工程藥物，目前主要用于治療慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等。

1980-1982年，科學家用基因工程方法從大腸桿菌及酵母菌細胞內獲得了干擾素，從1Kg培養(yǎng)物中可以得到20—40mg干擾素。

傳統生產干擾素的方法是從人血液中的白細胞內提取，每300L血液只能提取1mg干擾素。

02基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用1.干擾素的化學本質是什么？2.干擾素的作用機理是怎樣的？3.干擾素用于哪些疾病的治療？4.傳統生產干擾素的方法是什么？5.目前大量生產干擾素的方法是什么？6.我國批準生產的第一個基因工程藥物的名稱叫什么？用于治療哪些疾病？糖蛋白干擾病毒復制病毒感染性疾病、乳腺癌、淋巴癌、多發(fā)骨髓瘤和某些白血病等從人血液中的白細胞內提取用基因工程方法從大腸桿菌及酵母菌細胞內獲得重組人干擾素α-1b主要用于治療慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等思考討論：抗生素≠干擾素抗生素：抗細菌藥物干擾素：抗病毒藥物02基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用

目前已經在牛、山羊等動物的乳腺生物反應器中，獲得了抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素和α-抗胰蛋白酶等重要醫(yī)藥產品。①實例：乳腺生物反應器或乳房生物反應器②培育過程：藥用蛋白基因乳腺中特異表達的基因的啟動子等調控元件基因表達載體顯微注射受精卵泌乳期分泌乳汁轉基因動物藥物發(fā)育③應用：02基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用利用哺乳動物生產藥物注意：啟動子具有物種和組織的特異性利用哺乳動物生產藥物人生長激素基因提供受精卵顯微注射代孕轉基因羊生長激素羊奶載體含有乳腺細胞中特異性表達基因的啟動子02基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用

優(yōu)點

缺點A.適合于表達高等動物體內的復雜蛋白B.制備乳腺反應器的方法成熟C.乳腺是天然的高效合成蛋白質的器官D.乳汁中重組蛋白的提取和純化相對容易膀胱生物反應器A.可以從動物一出生就收集產物，不論動物的性別和是否處于生殖期。B.從尿液中提取蛋白質比從乳汁中提取更簡便、高效。思考討論：乳腺生物反應器的優(yōu)缺點A.動物泌乳期有間隔B.有些蛋白不能在乳腺里表達C.某些蛋白在乳腺中的修飾可能與天然狀態(tài)不同02基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用利用哺乳動物生產藥物

尋求可替代的移植器官，如用豬的器官來解決人類器官移植的來源問題①人體器官移植的難題：人體移植器官短缺是世界性難題②解決途徑：a.豬的內臟構造、大小、血管分布與人極為相似b.豬體內隱藏的、可導致人類疾病的病毒遠遠少于靈長類動物A.豬的優(yōu)點：B.最大難題：免疫排斥02基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用建立移植器官工廠人體移植器官短缺尋求可代替的移植器官豬的內臟與人相似培育無免疫排斥的轉基因克隆豬器官抑制抗原決定基因表達或除去抗原決定基因在器官供體基因組中導入某種體調節(jié)因子改造方法：02基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用建立移植器官工廠2021年底在美國紐約，科學家通過基因編輯，敲除了豬體內會導致人體免疫反應的基因，然后將基因編輯豬的腎臟移植入人體（已腦死亡并發(fā)腎衰竭，家屬知情同意），病人的腎臟又繼續(xù)工作了2個月。（注：人類胚胎的基因編輯仍不屬于法律許可范疇）基因編輯胚胎代孕母豬基因編輯豬胸腺腎臟02基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用

假如某位心臟病病人換上經過改造的豬心臟后，過上健康人的生活，在生活中，他會遭到歧視嗎？對此你怎么看？

生命和健康是人最寶貴的東西，如果一個病人換上了經過改造的豬心臟重獲了健康，我們不僅不能歧視他，還應該從他身上看到現代生物技術在維持人體健康、治療疾病等方面的應用價值。異想天開1.基因工程菌用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達的菌類一般稱為基因工程菌。2.利用基因工程菌生產食品工業(yè)用酶、氨基酸和維生素等產物應用阿斯巴甜主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，這兩種氨基酸就可以通過基因工程實現大規(guī)模生產凝乳酶科學家將編碼牛凝乳酶的基因導入大腸桿菌、黑曲霉或酵母菌的基因組中，再通過工業(yè)發(fā)酵批量生產凝乳酶淀粉酶、脂酶通過構建基因工程菌、然后用發(fā)酵技術大量生產03基因工程在食品工業(yè)方面的應用阿斯巴甜苯丙氨酸殘基天冬氨酸殘基歸納總結比較項目乳腺（房）生物反應器基因工程菌生產藥物基因結構基因產物受體細胞導入細胞生產條件產物提取哺乳動物基因的結構與人類結構基本相同細菌或酵母菌等生物的基因結構與人類基因結構有較大差異與天然蛋白質完全相同細菌細胞內缺少內質網、高爾基體等細胞器，合成的蛋白質可能不具有生物活性哺乳動物的受精卵微生物細胞顯微注射法Ca2+處理法（感受態(tài)細胞法）不需要嚴格的滅菌，溫度等外界條件對其影響不大需嚴格滅菌，嚴格控制工程菌所需的溫度、pH、營養(yǎng)物質濃度等外界條件從動物乳汁中提取，相對簡單（一般經過工業(yè)發(fā)酵后）從微生物細胞（或發(fā)酵液）中提取，相對復雜乳腺生物反應器與基因工程菌生產藥物比較

基因工程使人們更容易培育出具有優(yōu)良性狀的動植物品種，獲得很多過去難以得到的生物制品，甚至還能培育出可以降解多種污染物的“超級細菌”來處理環(huán)境污染，利用經過基因改造的微生物來生產能源……04其他方面的應用科學、客觀、理性看待轉基因技術對轉基因持兩種極端的觀點都不合適關鍵在于轉入什么基因、表達產物是什么和如何監(jiān)管轉基因技術本身是中性的，應該趨利避害練習與應用一、概念檢測1.將大腸桿菌的質粒連接上人生長激素的基因后，重新導入大腸桿菌的細胞內，再通過發(fā)酵工程就能大量生產人生長激素。下列相關敘述正確的是

（

）A.轉錄生長激素基因需要解旋酶和DNA連接酶B.發(fā)酵產生的生長激素屬于大腸桿菌的初生代謝物C.大腸桿菌獲得的能產生人生長激素的變異可以遺傳D.大腸桿菌質粒標記基因中腺嘌呤和尿嘧啶的含量相等2.基因工程應用廣泛，成果豐碩。下列不屬于基因工程應用的是

（

）A.培育青霉菌并從中提取青霉素B.利用乳腺生物反應器生產藥物C.制造一種能降解石油的“超級細菌"D.制造一種能產生干擾素的基因工程菌CA二、拓展應用1.除草劑的有效成分草甘麟能夠專一地抑制EPSP合酶的活性，從而使植物體內多種代謝途徑受到影響而導致植物死亡。草甘騰沒有選擇性，它在除掉雜草的同時也會使作物受損。解決這個問題的方法之一就是培育抗草甘麟的作物。（1）下面是探究“轉入外源EPSP合酶基因能否使矮牽牛抗草甘騰”的流程，請補充完整。①用_____________________________等處理含有目的基因的DNA片段和T質粒,構建重組Ti質粒；②將重組Ti質粒轉入農桿菌中；③利用含有重組Ti質粒的農桿菌侵染_________________________細胞，再通過培育得到轉基因植株；④用草甘瞬同時噴酒轉基因植株和對照組植株。限制酶和DNA連接酶矮牽牛

結果：對照組植株死亡，轉基因植株存活，但也受到了影響。結論：______