資源簡介

(共36張PPT)
生物學（新人教版）
生物技術與工程
第三章 基因工程
第 3 節
基因工程的應用
Biology
重組人胰島素注射液
(一）基因工程在農牧業方面的應用概述
2016年全球轉基因作物的種植面積（單位：百萬公頃）按國家劃分
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。
全球轉基因作物的種植面積（1996-2016）
發達國家和發展中國家（百萬公頃，百萬英畝）
全球轉基因作物的種植面積（1996-2016）按作物劃分（百萬公頃，百萬英畝）
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。商業化
種植的有棉花、番木瓜。
轉基因鮭魚（后排）和正常鮭魚（前排）
5.在轉基因動物方面，近些年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化開發的階段。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。
方法：
從某些生物中分離出抗蟲基因導入作物，使之具有抗蟲性狀。
Bt毒蛋白基因
淀粉酶抑制劑基因
蛋白酶抑制劑基因
植物凝集素基因
導致細胞膜穿孔，
細胞腫脹裂解。
可與害蟲腸道黏膜上的某種物質結合，影響害蟲對營養物質的吸收和利用。
產生的抑制劑可與害蟲消化道內的淀粉酶結合。
阻斷或降低蛋白酶的活性，使害蟲不能正常消化食物，還會引起厭食反應。
抗蟲目的基因
種類
轉基因抗蟲棉花、玉米、水稻、大豆、馬鈴薯等。
棉鈴蟲
轉基因抗蟲水稻（綠色植株）與對照（被害蟲侵害的黃色植株）
減少因化學農藥的使用而造成的環境污染和對人類健康的損害、降低生產成本、提高產量。
科學家將來源于某些病毒、真菌等的抗病基因導入植物中，培育出轉基因抗病植物。
抗病毒基因
抗真菌基因
病毒外殼蛋白基因（CP基因）
病毒的復制酶基因
幾丁質酶基因
抗毒素合成基因
轉基因抗病毒甜椒、番木瓜和煙草等。
雜草常常危害農業生產，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。
將降解或抵抗某種除草劑的基因導入作物，可以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。
施用除草劑后的轉基因抗除草劑玉米田
種植轉基因抗除草劑大豆的農田
提高植物的營養價值、觀賞價值等。
賴氨酸缺少對健康很不利。科學家們將必需氨基酸含量多的蛋白質編碼基因導入植物，或改變這種氨基酸合成途徑中某種關鍵酶的活性，以提高氨基酸的含量。
我國科學家培育出了賴氨酸含量提高30%的轉基因玉米。
將與植物花青素代謝有關的基因導入花卉植物矮牽牛中，轉基因矮牽牛呈現出自然界沒有的顏色，大大提高了它的觀賞價值。
科學家們將外源生長激素基因，導入動物體內，以提高動物生長速率。例如,我國科學家將外源生長激素基因導入鯉魚，在同等養殖條件下，轉基因鯉魚的生長速率比非轉基因鯉魚提高了42%～115%。
轉生長激素基因鯉魚（下）
與非轉基因鯉魚（上）
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，稱之為乳糖不耐受。
科學家們將腸乳糖酶基因，導入奶牛基因組，獲得的轉基因奶牛分泌的乳汁中，乳糖含量大大降低，而其他營養成分不受影響。
避免食物過敏、腹瀉、惡心等不適。
1、基因工程改造微生物或動植物的細胞生產藥物
細胞因子、抗體、疫苗和激素等。
可以用來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炎等。
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。
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、多發骨髓瘤和某些白血病等也有一定的療效。
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。
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培養物中可以得到20—40mg干擾素。
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。
2、讓轉基因哺乳動物批量生產藥物
乳腺生物反應器或乳房生物反應器
轉基因動物進入泌乳期后，可以通過分泌的乳汁來生產所需藥品。
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藥產品。
我的奶不是一般的奶！
喝牛奶可以代替打針吃藥嗎？
胚胎移植前應做DNA分析，鑒定性別，保留雌性。
(1)動物乳腺有完整的蛋白質翻譯后修飾系統，生產的蛋白質活性高，更穩定。
(2)產物直接經乳汁分泌，易提取。
3.用轉基因動物作為器官移植的供體
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（已腦死亡并發腎衰竭，家屬知情同意），病人的腎臟又繼續工作了2個月。（注：人類胚胎的基因編輯仍不屬于法律許可范疇）
思考：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。
謝謝觀看

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