基因工程的应用及蛋白质工程的崛起
高中 生物 课件 1.3基因工程的应用1.4蛋白质工程的崛起
二、蛋白质工程
1．蛋白质工程崛起的缘由 (1)基因工程的实质：将一种生物的_基__因_转移到另一 种生物体内，后者产生它本不能产生的蛋白质，从
2．蛋白质工程原理 (1)目的：根据人们对蛋白质功能的特定需求， 对蛋白质结构进行分子设计。
(2)原理：基因改造。 (3)过程：预期蛋白质功能―→设计预期的蛋白 质结构―→推测应有的氨基酸序列―→找到对 应的脱_氧__核__苷__酸___序列(基因)。 3．蛋白质工程进展 前景广阔，但目前成功的例子不多。
斥反应的猪器官。
3．基因工程药物 (1)来源：转基因__工__程__菌___。 (2)成果：__淋__巴__因__子__、抗体、疫苗、激素等。
(3)作用：预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗 传病、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。
4．基因治疗 (1)特点：把_正__常__基__因__导入病人体内，使该基因的 表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。
C．蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现 D．蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出 来的第三代基因工程
答案：B
命题视角剖析
视角 1 紧扣教材重点
蛋白质工程及其综合应用 例1 (2009年高考广东卷)(1)饲料加工过程温 度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利 用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了 解植酸酶的________，然后改变植酸酶的 ________，从而得到新的植酸酶。
2．动物基因工程的成果
(1)提高动物的__生__长__速度；
(2)改善畜产品的品质； (3)转基因动物生产_药__物__； (4)转基因动物作__器__官__移__植__的供体； ①器官供体：抑制或除去__抗__原__决__定__基__因___。 ②成果：利用__克__隆__技__术_____培育没有免疫排
1.3 基因工程的应用 1.4 蛋白质工程的崛起
2. 利用基因工程技术将生长激素基因导入绵羊 体内，转基因绵羊生长速率比一般绵羊提高30%， 体型大50%，在基因操作过程中生长激素基因的 手提细胞最好采用：
A 乳腺细胞
B 体细胞
C 受精卵
D 精巢
3.科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分 泌抗体，相关叙述中正确的是：
① 该技术将导致定向变异
疫苗 、 激素 等。
利用基因工程生产胰药岛物素从猪、牛等动物的胰 受体细胞： 微腺4生-中5g物提的取胰（，岛细1素0菌0，K）其g胰产腺量只之能低提和取价
优点:繁殖格快之，高可易想培而养知，。多为单细胞， 遗传物质相对较少等
将合成的胰岛 素基因导入大肠杆 菌，每2000L培养液 就能产生100g胰岛 素！使其价格降低 了30%-50%!
C 蛋白质工程能生产出自然界不曾存在过的新型蛋 白质分子
D 蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二 代基因工程
DNA(基因)转录 RNA 翻译 蛋白质
基 因 指 导 蛋 白 质 合 成 的 过 程
对翻译的理解：
翻译
UA U UA CC U G
起始密码
翻译 甲硫氨酸
氨基酸 反密码子
碱基配对
决 定
2、动物基因工程前景广阔
1.用于提高动物生长速度
2.用于改善畜产品的品质
例如将 乳糖酶基因
导入奶牛基因组，使转
基因牛分泌的乳汁中乳
糖的含量大大 减低 。 生长快、肉质好的转基因
3.用转基因动物生产药物
鱼(中国)
4.为器官移植提供器官
3. 基因工程与医药卫生 ➢生产基因工程药物 ➢基因治疗
利用基因工程生产的药物包括 细胞因子 、 抗体
2、天然蛋白质的合成过程
基因工程的应用和蛋白质工程的崛起
基因工程的应用和蛋白质工程的崛起一基因工程的应用思维拓展基因治疗是治疗人类遗传病的根本方法，但由于尚未全面了解基因调控机制和疾病的分子机理，基因治疗只处于初期的临床试验阶段。
二蛋白质工程1．蛋白质工程的概念2．蛋白质工程的过程填充特别提醒1．对蛋白质工程概念应从以下几个方面理解(1)蛋白质工程的基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系；(2)蛋白质工程的实质：改造控制该蛋白质合成的基因；(3)蛋白质工程的产物：产生新的蛋白质，是自然界所没有的。
2．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。
因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现。
三．基因工程与蛋白质工程的比较对应训练1.采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵培育出了转基因羊，但是人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。
以下有关叙述，正确的是（多选）（）A．人体细胞中的基因与山羊细胞中的基因所用的密码子是相同的B．可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵C．在该转基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中D．人凝血因子基因开始转录后，DNA连接酶以DNA分子的一条链为模板催化合成mRNA 2.下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是()A．过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序B．将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选D．应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达3.科学家利用基因工程培育出了耐盐的转基因水稻新品系。
下列有关叙述错误的是() A．获得目的基因需用限制性内切酶和DNA连接酶B．可通过农杆菌的感染以实现重组质粒导入受体细胞C．含耐盐基因的水稻细胞经植物组织培养可获得植株D．可用较高浓度的盐水浇灌以鉴定水稻植株的耐盐性限时训练题组一基因工程应用1.采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵培育出了转基因羊，但是人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。
1.3、1.4基因工程的应用蛋白质工程的崛起
1．(2010年黄冈模拟)科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是()①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体A．①②③④B．①③④C．②③④D．①②④【答案】 B2．如下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。
已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。
判断下列说法正确的是()A．将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法B．将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌C．将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌D．目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长【答案】 C3．基因污染是指在天然物种的DNA中嵌入了人工重组基因，这些外来基因可随被污染生物的繁殖、传播而发生扩散。
下列叙述错误的是()A．基因工程间接导致了基因污染B．基因工程破坏了生物原有的基因组成C．基因工程是通过染色体的重组发生基因交换，从而获得了生物的新性状D．人类在发展基因工程作物时，没有充分考虑生物和环境之间的相互影响【答案】 C4．蛋白质工程与基因工程相比，其突出特点是()A．基因工程原则上能生产任何蛋白质B．蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，或制造出一种新的蛋白质C．蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现D．蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第三代基因工程【答案】 B5．(2010年南京模拟)下列关于蛋白质工程的说法，正确的是()A．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作B．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的【解析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
高中生物选修三蛋白质工程的崛起.ppt
蛋白质工程的实质是对编码蛋白质的基因进行改造
基因工程和蛋白质工程的比较
基因工程
蛋白质工程
区别 场所 核心 起点 结果
联系
生物体外
生物体内
基因
基因
目的基因
生产自然界已 存在的蛋白质
6、蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的
第二代基因工程，其结果产生的蛋白质是（Ｄ）
A．氨基酸种类增多 B．氨基酸种类减少 C．仍为天然存在蛋白质 D．可合成天然不存在蛋
白质
7、关于蛋白质工程的进展和应用，下列说法不
正确的是（ C）
A．科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速 效药品 B．生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程 应用于微电子方面 C．蛋白质工程技术已经非常成熟，目前正被大 力推广应用 D．蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成 功的例子不多
（2）对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容 易操作，难度要小得多。
二、蛋白质工程的基本原理
1、目标：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对
蛋白质的结构进行分子设计。 2、原理： 改造基因（基因修饰或基因合成）
思考：
天然蛋白质如何合成？
遵循中心法则，并需经过高级空间结构的转变
DNA转录
RNA翻译 肽链折叠等
B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直 接进行操作，定向改变分子的结构
C．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的 新型蛋白质分子
D．蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为 第二代基因工程
3．蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是( Ｄ)
高中生物24基因工程的应用及蛋白质工程的崛起-知识讲解
基因工程的应用及蛋白质工程的崛起编稿：闫敏敏审稿：宋辰霞【学习目标】1、理解基因工程在农业上的应用。
2、理解动植物基因工程、基因工程药物的优势及意义、基因治疗的概念、原理及意义。
3、知道蛋白质工程崛起的缘由，知道蛋白质工程概念的要点4、知道蛋白质工程的基本原理，能在相对简单的情境中识别它们和使用它们。
5、知道蛋白质工程的进展和前景。
【要点梳理】要点一：基因工程的应用1、植物基因工程的应用2、动物基因工程的应用注意：（1）动物基因工程的应用主要体现在提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物等方面。
（2）动物基因工程主要为了改善畜产品的品质，不是为了产生体型巨大的个体。
3、基因诊断、基因治疗和基因芯片（1）基因诊断：DNA分子杂交法（即DNA探针法），该方法是根据碱基互补配对原则，把互补的双链DNA解开，把单链的DNA小片段用同位素、荧光分子或化学发光催化剂等进行标记，之后同被检测的DNA中的同源互补序列杂交，从而检测出所要查明的DNA或基因。
（2）基因治疗：把正常基因导人病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。
是目前治疗遗传病最有效的手段。
（3）基因治疗的途径：（4）基因治疗的过程：要点诠释：基因治疗是治疗人类遗传病的根本方法，但由于尚未全面了解基因调控机制和疾病的分子机理，基因治疗只处于临床试验阶段。
（5）基因芯片：将大量的特定序列的DNA片段有序地固定在尼龙膜、玻片或硅片上，从而大量、快速地对DNA分子的碱基序列进行测定和定量分析。
主要应用于发现疾病的相关基因、许多疾病的检测。
4、基因工程药物（1）乳腺生物反应器优点：产量高、质量好、成本低、易提取。
操作方法：获取目的基因（如血清白蛋白基因）→构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）→显微注射导入哺乳动物受精卵中→形成早期胚胎→将胚胎移植到母体动物子宫内→发育成转基因动物→在雌性个体中使转入基因表达，从分泌乳汁中提取所需蛋白质。
基因工程的应用 蛋白质工程的崛起 课件
答案：（1）终止子、标记基因 农杆菌转化法 显微注射法 （2）限制酶 专一性 （3）DNA分子杂交 （4）工程菌培养 动物细胞培养 直接从生物组织、细胞或 血液 由于受操作条件相对较苛刻等的限制，价格十分昂贵
蛋白质工程与基因工程
比较
蛋白质工程
基因工程
从预期的蛋白质功能出发→设
过 计预期的蛋白质结构→推测应 目的基因的获取→基因表达载体
改良
①转基因玉米中赖氨酸的含量比对照提高30% ②转基因延熟番茄储存时间可延长1～2个月 ③转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色变异
2.转基因动物
类别
提高生 长速度
应用实例
如转外源生长激素基因绵羊和转外源生长激素基因鲤鱼生长 速率快、体型大
改善畜 产品品质
生产药物
如将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,使获得的转基因牛分泌的 乳汁中,乳糖的含量大大减低,而其他营养成分不受影响
从预期的_蛋__白__质__功__能___出发→设计预期的_蛋__白__质__结__构_ →推测应 有的_氨__基__酸__序__列__→找到相对应的 _脱__氧__核__苷__酸__序__列__(基因) → 基因表达→产生需要的蛋白质。
基因工程的应用成果 1.乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较 （1）概念：
进展
临床实验 临床应用
【高考警示钟】 1.并非所有个体都可作为乳腺生物反应器 操作成功的应该是雌性个体，个体本身的繁殖速度较高，泌乳 量、蛋白含量等都是应该考虑的因素。 2.基因治疗并未改变缺陷基因 基因治疗是把正常基因导入受体细胞中，以表达正常产物从而 治疗疾病，对原来细胞中存在缺陷的基因没有清除或改变。
【解析】（1）蛋白质工程的基本流程为根据预期的蛋白质功能 推测出蛋白质结构及控制该蛋白质的基因的脱氧核苷酸序列。 （2）蛋白质工程的实质是通过对基因改造或修饰制造自然界不 存在的符合人们生产和生活需要的蛋白质。 （3）蛋白质的空间结构十分复杂，很难根据预期功能来预测出 空间结构。 （4）基因控制蛋白质的合成，对基因的改造相当于间接改造了 蛋白质。
1.3和1.4 基因工程的应用和蛋白质工程的崛起 3
基因漂流到近缘野生种的可能性：在自然生态
条件下，有些栽培植物会和周围生长的近缘野生种 发生天然杂交。从而将栽培植物中的基因转入野生 种中。若在这些地区种植转基因植物，则转入基因 可以漂流到野生种中，并在野生近缘种中传播。
一、蛋白质工程崛起的缘由
1983年，Ulmer(厄尔默)在‚Science‛上发表以 ‚Protein Engineering‘’ (蛋白质工程)为题的专 论，一般将此视为蛋白质工程诞生的标志。 基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质， 这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们的 结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合 人类生产和生活的需要。
有毒物质 必须确保转入外源基因或基因 产物对人畜无毒。 过敏源 在自然条件下存在着许多过敏源。
在基因工程中如果将控制过敏源形成的基 因转入新的植物中，则会对过敏人群造成 不利的影响。
（2）转基因生物的环境安全性 转基因植物演变成农田杂草的可能性：植物在
获得新的基因后会不会增加其生存竞争性，在生长 势、越冬性、种子产量和生活力等方面是否比非转 基因植株强。若转基因植物可以在自然生态条件下 生存，势必会改变自然的生物种群，打破生态平衡。
思考：利用微生物生产药物的优越性何在?
利用微生物生产蛋白质类药物，是指将人们需 要的某种蛋白质的编码基因，构建成表达载体 后导入微生物，然后利用微生物发酵来生产蛋 白质类药物。有以下优越性：
（1）利用活细胞作为表达系统，表达效率高， 无需大型装置和大面积厂房就可以生产出大量 药品。（2）可以解决传统制药中原料来源的 不足。利用基因工程菌发酵生产就不需要从动 物或人体上获取原料。（3）降低生产成本， 减少生产人员和管理人员。
三、蛋白质工程的基本原理
基因工程的应用和蛋白质工程的崛起PPT学习教案
异想天开：发光树能做路灯吗？
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2.动物基因工程前景广阔
1）用于提高动物生长速度 2）用于改善畜产品的品质 3）用转基因动物生产药物 4）用转基因动物作器官移植的供 体
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1）用于提高动物生长速度
导入外源生长激素基因，使转基因动物 生长得更快
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2）利用转基因改良植物的品质
将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植 物或改变必需氨基酸合成途径中某种关键酶的 活性，以提高必需氨基酸的含量
富含赖氨酸的转基因玉米
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将控制果实成熟的基因导入果实，获得 转基因延熟果实
转基因延熟番茄
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普通番茄
将与植物花青素代谢有关的基因导入花卉 ，改变花卉的颜色，以提高观赏价值
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4）用转基因动物作器官移植的供 供体动物： 猪体
存在的难题：免疫排斥 解决方法： 将器官供体基因组导入 某种调节因子 ， 以抑制 抗原决定基因 的表达或设法除去 ，再抗结原决合定克基隆因技术，培育出没有免疫排斥 反应的转基因克隆猪器官
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3.基因工程药物异军突起
利用基因工程制造转基因的工程菌，可高效率 地生产出各种高质量、低成本的药品
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思考与探究
对天然蛋白质进行改造， 你认为应该直接对蛋白质 分子进行操作，还是通过 对基因的操作来实现？
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蛋白质工程的概念
蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律 及其与生物功能的关系作为基础，通过基 因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改 造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类 的生产和生活的需求。
蛋白质工程的崛起
“人类肝脏蛋白质组计划”是国际上第一个人类组织／器官的蛋白质组计划，由我国贺福初院士牵头，这是中国科学家第一次领衔的 重大国际科研协作计划，总部设在北京，目前有16个国家和地区的80多个实验室报名参加。
（基因改造—可遗传； 天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和六聚体，延缓胰岛素从注射部位进入血液，从而延缓了其降血糖作用，也增加了抗原性，这
是胰岛素B23-B28氨基酸残基结构所致。 脱氧核苷酸序列：
蛋白质改造—不可遗传） 生产符合人类生产和生活的需要的蛋白质。
用蛋白质工程制造的电子元件具有体积小、
（2）对基因进行改造比对蛋白质直接改造要 改造基因（基因修饰或基因合成）
类的需要改造它，通过人工合成的方法或可以通 玉米中赖氨酸含量可提高数倍
在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。
丙氨酸：GCU、GCC、GCA、GCG
色氨酸：UGG
另一项是以美国科学家牵头执行的“人类血浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质组计划的帷幕。
过基因的定点诱变技术来改变后从基因中获 ------丝氨酸-------
根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。
5、基因工程与蛋白质工程的区别
------丝氨酸-------
（2）确定目的基因的碱基序列后，就可以根据人 二氢吡啶二羧酸合成酶（异亮氨酸）
（1）mRNA序列为：
水蛭素在临床上可作为抗栓药物用于治疗血栓疾病。
如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。
直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白 玉米中赖氨酸含量比较低
造目的基因（DNA）？
基因工程的应用和蛋白质工程的崛起.
基因工程的应用和蛋白质工程的崛起基因工程的应用及对转基因产品的认识例1（2008年金山模拟）如图为基因工程中，利用农杆菌作为载体，培育出新性状植株的过程，请据图分析回答：（1）将携带外源基因的DNA导入植物细胞中所用到的工具酶有。
（2）图示中，目的基因导入植物细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，可以通过来确定。
导入目的基因的植物细胞一般需要通过的方法，培育成能表现新性状的植株。
（3）利用基因工程进行育种，可以培育出具有新性状的植株，这种育种方法的优点是什么？。
（4）通过基因工程，科学家已经培育出了许多具有抗虫、抗病、抗除草剂等全新性状的农作物，但也有人对转基因产品的安全性提出了疑问，试从正反两方面阐述你对这一问题的认识。
答案（1）限制性核酸内切酶和DNA连接酶（2）检测转化的植物有没有显示出目的基因控制的性状植物组织培养（3）①能打破生物种属的界限；②在分子水平上定向改变生物的遗传特性（4）安全：①多环节、严谨的安全性评价，可以保证转基因食品的安全；②转基因农作物要表现其新性状，必须有一定条件；③种植抗虫转基因农作物，可减少农药用量不安全：①可能会出现新的过敏原；②导入转基因生物的外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌或病毒杂交，从而重组出新的病原体；③重组的微生物降解化合物过程中会产生许多中间产物，造成二次污染基因工程、蛋白质工程的应用例2如图表示从苏云金芽孢杆菌分离出杀虫晶体蛋白基因（简称Bt基因）及形成转基因抗虫植物的图解。
请回答：（1）在下列含有ATP 和有关的酶的试管中，大量而快捷的获取Bt 基因的最佳方案是下图中的 （ ）（2）写出b 过程表达式： 。
（3）科学家计划从哺乳动物的乳汁中提取某种抗体，应将控制抗体合成的基因导入该种动物的中导入基因成功表达的标志是 。
（4）在我国“863”计划资助下开展Bt 抗虫棉育种等研究，这将对 、和农业可持续发展产生巨大影响。
答案 （1）D（2）Bt 基因−−→−转录mRNA −−→−翻译原毒素（晶体蛋白）（3）受精卵 动物乳汁中含此种抗体（4）农业害虫防治 环境保护1.依据基因工程技术有关原理回答下列问题：（1）限制性核酸内切酶是在基因工程中用来切开DNA 的酶，Eco RI 是大肠杆菌的R 型菌体分离而来的限制性核酸内切酶，它总是在一定的碱基序列中切断DNA 。
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渗透压基因、抗冻基因、抗除草剂基因等等。
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2. 改良植物品质
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2. 改良植物品质 如：将必需氨基酸含量多的蛋白质编码
基因导入植物中，或者改变这些氨基酸合成 途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的 含量。
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例1 下列说法正确的是 A．用基因工程方法培育抗虫植物也能抗病毒 B．基因工程在畜牧业上应用的目的是培育体
型巨大、品质优良的动物 C．任何一种假单孢杆菌都能分解四种石油成
分, 因此, 假单孢杆菌是“超级细菌” D．基因工程在农业生产上的应用主要是培育
高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物
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例1 下列说法正确的是 A．用基因工程方法培育抗虫植物也能抗病毒 B．基因工程在畜牧业上应用的目的是培育体
型巨大、品质优良的动物 C．任何一种假单孢杆菌都能分解四种石油成
分, 因此, 假单孢杆菌是“超级细菌” D．基因工程在农业生产上的应用主要是培育
高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物
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二、动物基因工程
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二、动物基因工程 1. 用于提高动物生长速度：由于外源生
长激素基因的表达可以使转基因动物生长得 更快。如：转基因绵羊和转基因鲤鱼。
ppt课件18Fra bibliotek基因工程药品 —— 生长激素
治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射生 长激素。而生长激素的获得很困难。以前， 要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底 部摘取垂体，并从中提取生长激素。
现可利用基因工程方法，将人的生长激素 基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。 人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长 激素，相当于6万具尸体的全部产量。
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（1）人体蛋白质基因之所以能“插入”到 羊染色体内，原因是
工程菌:用基因工程方法，使外源基因得到 高效率表达的菌类细胞株系。
基因工程药品包括：细胞因子（即淋巴因子 如白细胞介素—2、干扰素）、抗体、疫苗、 激素等
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基因工程药品 —— 胰岛素
胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床 上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺 中提取，每100kg胰腺只能提取4－5g胰岛素。 用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵， 远不能满足社会需要。1979年，科学家将动 物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组， 并在大肠杆菌内实现了表达。1982年，美国 一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素 投入市场，售价降低了30%－50%。
第3节
工程的应用及产业化前
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一、植物基因工程的应用
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一、植物基因工程的应用 1. 提高抗逆性
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3
一、植物基因工程的应用 1. 提高抗逆性 （1）常用抗虫基因： Bt毒蛋白基因、蛋白酶 抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素 基因等。
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4
一、植物基因工程的应用 1. 提高抗逆性 （1）常用抗虫基因： Bt毒蛋白基因、蛋白酶 抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素 基因等。 （2）常用抗病基因：a.抗病毒基因有：病毒外 壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；b.抗真菌基 因有：几丁质酶基因和抗毒素合成基因
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利用微生物生产药物的优越性何在?
利用微生物生产蛋白质类药物，是指将人们需 要的某种蛋白质的编码基因，构建成表达载体 后导入微生物，然后利用微生物发酵来生产蛋 白质类药物。有以下优越性：
（1）利用活细胞作为表达系统，表达效率高，
无需大型装置和大面积厂房就可以生产出大量
药品。（2）可以解决传统制药中原料来源的
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一、植物基因工程的应用
1. 提高抗逆性
（1）常用抗虫基因： Bt毒蛋白基因、蛋白酶
抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素
基因等。
（2）常用抗病基因：a.抗病毒基因有：病毒外
壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；b.抗真菌基
因有：几丁质酶基因和抗毒素合成基因
（3）其他抗逆基因抗盐碱和干旱的调节细胞
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4. 生产药物 提供许多昂贵药品，并已形成基因工程制
药业的雏形。目前诸如人胰岛素、人生长激素、
人脑激素、α－干扰素、乙肝疫苗、蛋白C、组 织血纤维蛋白溶酶原激活剂等数十种基因工程
药物已实现商品化。此外，还有促红细胞生成
素、白细胞介素－2、肾素、心钠素等一大批珍 贵药品正处于试用或临床试验阶段。
不足。利用基因工程菌发酵生产就不需要从动
物或人体上获取原料。（3）降低生产成本，
减少生产人员和管理人员。
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例2 原有基因通过DNA重组技术得以改造 的动物称为转基因动物。现在这一技术可使羊 奶中含有人体蛋白质，人类控制蛋白质合成的 基因可以替代羊染色体上的相似基因，右图表 示了这一技术的基本过程。请回答：
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1.在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、 干扰素等直接从生物体的哪些结构中提取？ 从生物的组织、细胞或血液中提取。
2.传统生产方法的缺点: 由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。
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3.可利用什么方法来解决上述问题？
利用基因工程方法制造转基因的工程菌，可高 效率地生产出各种高质量、低成本的药品。
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基因工程药品 —— 干扰素
干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产 生的一种糖蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病 毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。此 外干扰素对治疗癌症和某些白血病也有一定 疗效。传统的干扰素生产方法是从人血液中 的白细胞内提取，每300L血液只能提取出1mg 干扰素。1980－1982年，科学家用基因工程 方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰 素，是传统的生产量的12万倍。1987年上述 干扰素大量投放市场。
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二、动物基因工程
1. 用于提高动物生长速度：由于外源生
长激素基因的表达可以使转基因动物生长得
更快。如：转基因绵羊和转基因鲤鱼。
2. 用于改善畜产品的品质：基因工程可
用于改善畜产品的品质。如：将肠乳糖酶基
因导入奶牛基因组，这样所获得的牛奶乳糖
的含量大大减低。
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3. 用转基因动物做器官移植的供体： 目前，科学家正试图利用基因工程方法对 一些动物的器官进行改造，培育出没有免 疫排斥反应的转基因克隆器官。