3.3 基因工程的应用-【轻松学生物】2022-2023学年高二生物同步教学精优课件（人教版2019选择必修3）

基因工程的应用 胰岛素是治疗糖尿病的特效药物。传统生产胰岛素的方法是从猪、牛等动物的胰腺中提取。曾经生产供一位糖尿病病人使用一年的胰岛素需要上千头牛，生产的成本 非常高。1978年，科学家将编码人胰岛素的基因导入大肠杆菌细胞中，使大肠杆菌表达重组人胰岛素。我国拥有自主知识产权的基因工程物---重组人胰岛素已经研制成功并得到广泛应用。除了生产胰岛素，基因工程还有那些应用呢？ 转基因大豆、重组人干扰素、促红细胞生成素等 (一）发展现状: 一、基因工程在农牧业方面的应用 1.1996-2017年，全世界转基因作物种植面积增加了100多倍。 2.转基因作物的种植使 化学农药的施用量减少了8.2%，作物产量增加了6.6×108t,增加经济效益1.3万亿。 3.世界上转基因作物种植面积最大的国家是美国；到2017年，我国相应的种植面积才居世界第8位。 4.在转基因动物方面，近些年几乎每年都有令人瞩目的研究成果报道，有些成果正在进入实用化和商业化开发的阶段。 2015年11月，第一种用于食用的转基因动物﹣转基因大西洋鲑（俗称“三文鱼”）在美国获得批准上市。 (二）植物方面 1．转基因抗虫植物 (1)方法： 从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因，将它导入作物中培育出具有抗虫性的作物。 (2)成果： 转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等 减少因化学农药的使用而造成的环境污染和对人类健康的损害、降低生产成本、提高产量 （3）优点： 将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中，培育出转基因抗病植物 2.转基因抗病植物 （2）培育方法： （1）背景： 许多栽培作物由于自身缺少抗病基因，因此用常规育种的方法很难培育出抗病的新品种。 (3)成果： 转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等 3．转基因抗除草剂植物 (1)背景： 杂草常常危害农业生产，而大多数除草剂不仅能杀死田间杂草，还会损伤作物，导致作物减产 (2)方法： 将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可以培育出抗除草剂的作物品种 (3)成果： 转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等 4．改良植物的品质 (1)培育方法： (2)实例： 利用转基因技术改良植物的营养价值、观赏价值等 将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，提高氨基酸的含量，科学家培育的某种转基因玉米中赖氨酸的含量比对照高30%。 将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中，使它呈现出自然界原没有此颜色的观赏花 (三）动物方面 1、用于提高动物生长速度 原因： 外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长更快 转入外源生长激素基因的“超级小鼠” 2、用于改善畜产品的品质 导入肠乳糖酶基因的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖含量大大降低 为什么有些渴牛奶时要选用无乳糖牛奶？ 这是因为有些人因乳糖酶分泌少，不能完全消化牛奶中的乳糖，食用牛奶后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，即乳糖不耐受 二、基因工程在医药卫生领域的应用 我国生产的重组人干扰素、血小板生成素、促红细胞生成素和粒细胞集落刺激因子等 预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎等； 1.对微生物或动植物的细胞进行基因改造产药 （1）药物类型： 细胞因子、抗体、疫苗和激素等 （2）用途： （3）成果： 干扰素 干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白，广泛用于治疗病毒感染性疾病、对乳腺癌、淋巴癌、多发骨髓瘤和某些白血病等也具一定的疗效 1993年我国批准生产重组人干扰素α-1b，它是我国批准生产的第一个基因工程药物，目前主要用于治疗慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等 1980-1982年，科学家用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，从1Kg培养物中可以得到20—40mg干扰素。 2.让转基因哺乳动物批量生产药物 在牛、山羊等动物的乳腺生物反应器中，获得了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等重要医药产品 优点： ①产量高；②质量好；③成本低；④易提取。 3.用转基因的动物作器官移植的供体 寻求可替代的移植器官 ①人体器官移植的难题： 人体移植器官短缺 ②解决途径： a.猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似 b.猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒远远少于灵长类动物 为何人们会考虑用猪的器官来解决人类器官移植的来源问题？ 生命延续的转基因猪心 导入人基因具特殊用途的猪 a.在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达； 如何克服异源器官免疫排斥的难题？ b.设法除去抗原决定基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。 假如某位心脏病病人换上经过改造的猪心脏后，过上健康人的生活，在生活中，他会遭到歧视吗？对此你怎么看？ 生命和健康是人最宝贵的东西，若一个病人换上了经过改造的猪心脏重获了健康，我