①在医药卫生方面,基因工程有哪些应用和前景? ②在农牧业和食品工业方面,基因工程有哪些应用和前景? ③在环境保护方面,基因工程有哪些应用和前景? ④你想像中未来的基因工程会有怎样的发展趋势?
二 基因工程的成果 与发展前景
二 基因工程的成果 与发展前景 基因工程与医药卫生 基因工程与农牧业、食品工业 基因工程与环境保护
许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限,其价格往往十分昂贵。 1、基因工程与医药卫生 我国生产的部分基因 工程疫苗和药物 ⑴ 基因工程药品的生产 许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限,其价格往往十分昂贵。 微生物生长迅速,容易控制,适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内,让它们产生相应的药物,不但能解决产量问题,还能大大降低生产成本。
胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取,100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素,其产量之低和价格之高可想而知。 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!大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题,还使其价格降低了30%-50%!
干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”!过去从人血中提取,300L血才提取1mg!其“珍贵”程度自不用多说。 人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产,均为解除人类的病苦,提高人类的健康水平发挥了重大的作用。 人造血液及其生产
我国研究人员正在制备用于基因治疗的基因工程细胞 ⑵ 基因诊断与基因治疗 我国研究人员正在制备用于基因治疗的基因工程细胞 通过基因工程给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。 运用基因工程设计制造的“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷,不但准确而且迅速。
生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国) 乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷) 2、基因工程与农牧业、食品工业 运用基因工程技术,不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种,还可以培养出具有特殊用途的动、植物。 生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国) 乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转鱼抗寒基因的番茄 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯 不会引起过敏的转基因大豆
导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠 超级动物 导入人基因具特殊用途的猪和小鼠 特殊动物
1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来 3、基因工程与环境保护 ⑴ 环境监测: 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。 1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况,却不易因环境污染而大量死亡,甚至还可以吸收和转化污染物。
⑵ 环境污染治理: 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。 ⑵ 环境污染治理: 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。 通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类,用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属,分解DDT等毒害物质。
21世纪将是基因工程迅速发展并完善 的世纪,也是它产生巨大效益的世纪! 基因工程将在医疗卫生、食品工业、农 牧业、环保等许多方面发挥重大的作用!
例题分析(一) 农业上大量使用化肥存在许多负面影响,生物固氮已成为一项重要研究课题,实验证明,生物固氮是某些微生物(如根瘤菌、蓝藻等)将空气中的N2固定为NH3的过程。 (1)与人工合成NH3所需的高温、高压条件相比,生物固氮的顺利进行是因为根瘤菌、蓝藻体内含有特定的 ,这类物质的化学本质是 。 酶 蛋白质
例题分析(一)续 (2)人们正在着力研究转基因固氮植物(如固氮水稻、固氮小麦等),某科学家将根瘤菌、细胞中的固氮基因,通过基因工程方法转移到水稻植株细胞中,经检测,转基因水稻具备了固氮功能。据上述材料分析: ①固氮基因已经整合到水稻细胞的 中。 ②写出水稻细胞中固氮基因得到表达的反应式。 DNA DNA(固氮基因) RNA 蛋白质 转录 翻译
例题分析(二) 干扰素是治疗癌症的重要物质,人血液中每升只能提取0.05μg干扰素,因而其价格昂贵,平民百姓用不起。但美国有一家公司用遗传工程方法合成了价格低廉、药性一样的干扰素,其具体做法是: (1)从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的_______,并使之与一种叫做质粒的DNA结合,然后移植到酵母菌内,从而用酵母菌来_________。 (2)酵母菌能用__________方式繁殖,速度很快,所以,能在较短的时间内大量生产 。利用这种方法不仅产量高,并且成本也较低。 基因 干扰素 出芽 产生干扰素