第3節

基因工程的應用第3章

基因工程學習目標0102聯系當地生產、生活中的具體實例，思考用基因工程的方法解決實際問題,基于基因工程在各方面發展的前景，理性看待基因工程的安全性。（社會責任）教學重點基因工程在農牧業、醫藥衛生和食品工業等方面的應用教學難點乳腺生物反應器基于基因工程在農牧業、醫藥衛生和食品工業應用的實例，說明基因工程給社會帶來的巨大進步（科學思維）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？抗蟲棉、轉基因大豆、重組人干擾素、生產疫苗等。文山市第一中學農牧業方面的應用醫藥衛生領域的應用食品工業方面的應用任務一：請同學們自主閱讀教材P8889，小組合作完成下表。(6分鐘)主要應用為什么做如何做方法成果轉基因植物抗蟲植物抗病植物抗除草劑植物改良植物品質轉基因動物提高動物生長速率改善畜產品品質文山市第一中學農牧業方面的應用醫藥衛生領域的應用食品工業方面的應用學以致用：如何培育轉基因抗蟲植物、抗病植物、抗除草劑植物？（5分鐘）（選擇其中一例寫出具體過程）Bt抗蟲蛋白質基因Ti質粒重組Ti質粒農桿菌作物細胞抗蟲作物蘇云金芽孢桿菌抗病基因Ti質粒重組Ti質粒病毒真菌子房或花柱切面轉基因種子轉基因植物文山市第一中學農牧業方面的應用醫藥衛生領域的應用醫藥衛生領域的應用食品工業方面的應用改善畜產品品質資料：有些人由于乳糖酶分泌少，不能完全消化牛奶中的乳糖，食用牛奶后會出現腹瀉等不適癥狀，這稱為乳糖不耐受。我國約有1/3的成年人乳糖不耐受。思考：請問是否可以想出一個方案，解決我國人群乳糖不耐受的問題？

（3分鐘）乳糖酶基因牛受精卵代孕母體轉基因奶牛顯微注射胚胎移植分娩人載體早期胚胎培養文山市第一中學農牧業方面的應用醫藥衛生領域的應用食品工業方面的應用醫藥衛生領域的應用主要包括哪3個方面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基因改造微生物或動植物的細胞來生產藥物醫藥衛生領域的應用文山市第一中學農牧業方面的應用醫藥衛生領域的應用食品工業方面的應用應用基因來源或處理成果轉基因微生物或動植物細胞生產藥物對微生物或動植物的細胞進行________改造生產包括細胞因子、抗體、疫苗和激素等的藥物乳腺（或乳房）生物反應器生產藥物____________基因+乳腺中特異表達的基因的___________生產抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素和

<m>α?</m>

抗胰蛋白酶等轉基因動物作器官移植的供體抑制__________基因的表達或除去_________基因結合克隆技術培育出不會引起__________反應的轉基因克隆豬器官合作探究二：請同學們自主閱讀教材P9091，完成問題。（6分鐘）基因藥用蛋白啟動子抗原決定抗原決定免疫排斥文山市第一中學農牧業方面的應用醫藥衛生領域的應用食品工業方面的應用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α1b主要用于治療慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等文山市第一中學農牧業方面的應用醫藥衛生領域的應用食品工業方面的應用3分鐘用轉基因哺乳動物批量生產藥物乳汁中含有人凝血因子Ⅸ的轉基因羊乳汁中含有人生長激素的轉基因牛乳腺生物反應器或乳房生物反應器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育文山市第一中學農牧業方面的應用醫藥衛生領域的應用食品工業方面的應用2分鐘器官改造方法：在器官供體的基因組中導入某種調節因子，以抑制抗原決定基因的表達，或設法除去抗原決定基因，然后再結合克隆技術，培育出不會引起免疫排斥反應的轉基因克隆豬器官。（2分鐘）調節因子載體重組載體豬成纖維細胞卵母細胞細胞核去核卵母細胞重組胚代孕母豬轉基因克隆豬文山市第一中學農牧業方面的應用醫藥衛生領域的應用食品工業方面的應用（一）基因工程菌：基因工程菌概念運用步驟用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達的菌類。基因工程構建基因工程菌工業發酵批量生產利用基因工程菌，除了可以生產藥物，還能生產食品工業用酶、氨基酸和維生素等文山市第一中學農牧業方面的應用醫藥衛生領域的應用食品工業方面的應用任務三：請同學們自主閱讀教材P9091，完成問題。（5分鐘）主要應用為什么做如何做基因來源或處理成果阿斯巴甜凝乳酶淀粉酶、脂酶超級細菌文山市第一中學農牧業方面的應用醫藥衛生領域的應用食品工業方面的應用利用基因工程生產人胰島素有兩種方法:方法一:將胰島素基因轉入細菌細胞,進行微生物培養,提取胰島素;方法二:將胰島素基因轉入高等哺乳動物的受精卵,培養成轉基因動物并從其乳汁中提取胰島素。(1)方法一中,為使胰島素基因能順利進入細菌細胞,應用

處理細菌細胞,目的是使細胞處于一種

。

能吸收周圍環境中DNA分子的生理狀態Ca2+(2)方法二中,將目的基因導入受體細胞常用的方法是。要確保人胰島素基因只在牛的乳腺細胞中表達,應該采取的措施是在人胰島素基因的首端加上等調控組件。

(3)大腸桿菌和酵母菌均可作為生產胰島素的工程菌,該類工程菌的優點是(至少答出兩點)。

(4)上述兩種方法中,哪種方法得到的胰島素需要進一步加工和修飾以使其獲得生物活性試解釋其原因。乳腺蛋白基因的啟動子單細胞、繁殖快方法一。方法一中的受體細胞是細菌,其細胞內無內質網和高爾基體,無法對胰島素進行加工和修飾。顯微注射法文山市第一中學農牧業方面的應用醫藥衛生領域的應用食品工業方面的應用一、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，重新導人大腸桿菌的細胞內，再通過發酵工程就能大量生產人生長激素。下列敘述，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C2.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.制造一種能分解石油的“超級細菌”D.制造一種能產生干擾素的基因工程菌A

文山市第一中學農牧業方面的應用醫藥衛生領域的應用食品工業方面的應用文山市第一中學農牧業方面的應用醫藥衛生領域的應用食品工業方面的應用二、拓展應用1.除草劑的有效成分草甘膦能夠專一地抑制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。草甘膦沒有選擇性，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膦的作物。(1)下面是探究“轉人外源EPSP合酶基因能否使矮牽牛抗草甘膦”的流程，請拓展資料完整。①用__________________等處理目的基因和Ti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用草甘膦同時噴灑轉基因植株和對照組植株。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：。限制酶和DNA連接酶

矮牽牛轉基因矮牽牛對草甘膦產生了一定的抗性。(2)請思考并回答下列問題。①在該實驗中，對照組是怎樣設計的？②如果增加轉入的外源E