2019年春高中生物专题1基因工程1.3基因工程的应用(第2课时)预习学案新人教版选修3.doc
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1、1基因工程的应用一、 教学目标1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 2.关注基因工程的进展。3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。二、教学重点和难点1.教学重点基因工程在农业和医疗等方面的应用。2.教学难点基因治疗。三、教学过程1、转基因生物与目的基因的关系转基因生物 目的基因 目的基因从何来抗虫棉 Bt 毒蛋白基因 苏云金芽孢杆菌抗真菌立枯丝核菌的烟草 几丁质酶基因和抗毒素合成基因抗盐碱和干旱作物 调节细胞渗透压的基因耐寒的番茄 抗冻蛋白基因 鱼抗除草剂大豆 抗除草剂基因增强甜味的水果 降低乳糖的奶牛 甜味基因 肠乳糖酶基因生产胰岛素的工程菌 人胰岛素基因 人讨论:1、用动物乳腺作为
2、反应器,生产高价值的蛋白质(如教材中列举的血清白蛋白、抗凝血酶等)比工厂化生产的优越之处有哪些? (乳腺生物反应器的优点:产量高;质量好;成本低;易提取。)简介:动物乳腺生物反应器 1987 年美国科学家戈登(Gordon)等人首次在小鼠的奶中生产出一种医用蛋白tPA(组织2型纤溶酶原激活物),展示了用动物乳腺生产高附加值产品的可能性。利用动物乳腺生产高价值产品的方式称 为动物乳腺反应器。为什么要用动物乳腺作为反应器生产高价值的蛋白质产品呢?这是因为动物乳房是一种高度分化的专门化腺体,合成蛋白质的能力非常强,尤其是一些经过长期的遗传改良,专门产奶的乳 用动物品种,蛋白质合成能力更是惊人。一头优
3、质奶牛,一年可产奶 10 000 kg。即便是一只奶山羊,一年也可产奶 2 000 kg。动物乳腺生物反应器归纳起来有四大优点:产量高,且易收获目标产品,可以随乳汁分泌而 排出动物体外;目标产品的质量好。动物 乳腺组织不仅具有按遗传信息流向合成蛋白质的能力,而且具备一整套对蛋白进行修饰和加工的能力,如糖基化、羧化、磷酸化以及分子组装等,而微生物和植物系统都不具备这种全面的蛋白质后加工能力;产品成本低;从奶牛中提取产品,操作比较简单。正因为利用动物乳腺生物反应器生产高附加值的产品有上述优点,目前利用动物乳腺生物反应器生产医用蛋白质已成为一种风险投资产业,受到科 学家、商界和医药界的高度重视。目前
4、瞄准的目标医药产品有:血液蛋白质,如表 1-2 所示,这些血液蛋白质有巨大的经济效益,其中利用奶牛生产的凝血酶已通过第三期临床实验,即将投放市场。第二代医用蛋白质,主要有抗体、降钙素、人的生长激素、胰岛素等药物蛋白,乳白蛋白、乳铁蛋白等营养蛋白,疫苗,组织修复物等。生产“人源化牛奶”,即用成人的乳蛋白基因替代牛的乳蛋白基因,使牛奶变成像人奶的一种基因工程奶。动物乳腺生物反应器的做法与转基因动物的操作是相同的,只是为了将目标产品在乳汁中形成,需要使用乳腺组织中特异表达的启动子,即在目标产品蛋白质编码框的前面加上乳腺组织中特异表达的启动子等,构建成表达载体后通过注射导入受精卵中,再将其送入母体动物
5、内,发育成动物个体,这个转基因动物就会在奶中产生所需要的目标产品。2、用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的?用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程与转基因动物操作过程相同。不同之处:为了将目标产品在奶中形成,需要使用乳腺组织中特异表达的启动子 ,要在编码目的蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特异表达的启动子构建成表达载体。操作过程大致归纳为:获取目的基因(例如血清白蛋白基因)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胚3胎将胚胎送入母体动物发育成转基因动物(只有在产下的雌性个体中,转入的基因才能表达)。3、什么叫工程菌?关于
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