基因工程及其应用（基因工程及其应用）

本文目录

• 基因工程及其应用
• 基因工程都被应用到哪些方面
• 基因工程的应用
• 基因工程的应用前景
• 基因工程技术在生物燃料生产的应用
• 从基因工程的基本过程和基因工程的应用及展望两个方面来说明微生物与基因工程的关系
• 简述基因工程在工、农、医三方面的成就及发展前景
• 基因工程的主要应用在哪些方面
• 基因工程及其在生产生活中的应用的事例
• 2020高中生物基因工程的应用教案3篇

基因工程及其应用

定义：通过将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，从而使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的——DNA提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。原理：基因重组应用：1在生产领域，人们可以利用基因技术,生产转基因食品 二、在环境保护上基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。 三、在医疗方面基因治疗即是基因工程的一种技术方法。此外运用 “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，在医疗上也应用广泛， 四、在基因工程药物的研究方面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。

基因工程都被应用到哪些方面

在穿用方面，我国国家级重大科技攻关项目“转基因抗虫棉的培育及其杂种优势利用研究”已取得突破，这个由江苏省农科院负责的研究项目，成功获得了抗虫棉品系11个，杂种优势组合3个，并在江苏、湖北、安徽、河南等省累计试种112万亩，抗虫效果达80%以上。

由此看来，基因技术的应用前景远不止公安等部门。在医药行业，可以把人的基因转移到微生物中生产疫苗、细胞因子、激素、抗体等；在农业领域，可以把经济价值低的植物的耐寒抗旱、耐盐碱、抗病虫害的基因甚至微生物的基因，转移到经济价值高的农作物中，培育出高产粮棉油作物和果蔬；在环境保护方面，通过基因重组手段可以把多种微生物的特点综合起来，培育出一种超级微生物，用以高效率地分解城市垃圾或处理工厂废水。此外，基因工程在化工、食品、轻工、采矿、能源、国防等众多行业和领域都有不少已经成功的实例和非常光明的应用前景。

基因工程的应用

基因工程的应用 基因工程应用举例 1．与医药卫生 （1）生产基因工程药品 ①优点：高质量、低成本②举例：胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等60多种 （2）基因诊断 ①含义：用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。 ②举例：用DNA探针检测出肝炎患者的病毒，为诊断提供了一种快速简便方法。 ③成果：已能够检测出肠道病毒、单纯疱疹病毒等多种病毒；在诊断遗传病方面发展尤为迅速；在肿瘤诊断中的应用取得重要成果。 （3）基因治疗 ①含义：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。 ②举例：半乳糖血症（病因、研究成果） ③发展前景：许多遗传病及疑难病症将被人类征服。 2．与农牧业、食品工业 （1）农业：培育高产、优质或具特殊用途的动植物新品种。 （2）畜牧养殖业：培育体型巨大（如超级小鼠、超级绵羊、超级鱼等）、品质优良（如具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等）的转基因动物；利用外源基因在哺乳动物体内的表达获得人类所需要的各种物质，如激素、抗体及酶类等。 （3）食品工业：为人类开辟新的食物来源。 3．与环境保护 （1）用于环境监测：用DNA探针可检测饮水中病毒的含量 ①方法：使用一个特定的DNA片段制成探针，与被检测的病毒DNA杂交，从而把病毒检测出来。 ②特点：快速、灵敏 （2）用于被污染环境的净化：分解石油的“超级细菌”；“吞噬”汞和降解土壤中DDT的细菌；能够净化镉污染的植物；构建新的杀虫剂；回收、利用工业废物等 至于最新的研究很难找，这里是一些国家的最新研究进展： 英国：早在20世纪80年代中期，英国就有了第一家生物科技企业，是欧洲国家中发展最早的。如今它已拥有560家生物技术公司，欧洲70家上市的生物技术公司中，英国占了一半。 　　德国：德国 *** 认识到，生物科技将是保持德国未来经济竞争力的关键，于是在1993年通过立法，简化生物技术企业的审批手续，并且拨款1.5亿马克，成立了3个生物技术研究中心。此外， *** 还计划在未来5年中斥资12亿马克，用于人类基因组计划的研究。1999年德国研究人员申请的生物技术专利已经占到了欧洲的14%。 　　法国：法国 *** 在过去10年中用于生物技术的资金已经增加了10倍，其中最典型的项目就是1998年在巴黎附近成立的号称“基因谷”的科技园区，这里聚集着法国最有潜力的新兴生物技术公司。另外20个法国城市也准备仿照“基因谷”建立自己的生物科技园区。 　　西班牙：马尔制药公司是该国生物科技企业的代表，该公司专门从海洋生物中寻找抗癌物质。其中最具开发价值的是ET-743盯这是一种从加勒比海和地中海的海底喷出物中提取的红色抗癌药物。ET-743计划于2002年在欧洲注册生产，将用于治疗骨癌、皮肤癌、卵巢癌、乳腺癌等多种常见癌症。 　　印度：印度 *** 资助全国50多家研究中心来收集人类基因组数据。由于独特的“种姓制度”和一些偏僻部落的内部通婚习俗，印度人口的基因库是全世界保存得最完整的，这对于科学家寻找遗传疾病的病理和治疗方法来说是个非常宝贵的资料库。但印度的私营生物技术企业还处于起步阶段。 　　日本：日本 *** 已经计划将明年用于生物技术研究的经费增加23%。一家俬营企业还成立了“龙基因中心”，它将是亚洲最大的基因组研究机构。 　　新加坡：新加坡宣布了一项耗资6000万美元的基因技术研究项目，研究疾病如何对亚洲人和白种人产生不同影响。该计划重点分析...... 基因工程的主要应用在哪些方面 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。 1.转基因鱼 生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼（中国）。 2.转基因牛 乳汁中含有人生长激素的转基因牛（阿根廷）。 3.转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 4.转鱼抗寒基因的番茄 5.转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯 6.不会引起过敏的转基因大豆 7.超级动物 导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠 8.特殊动物 导入人基因具特殊用途的猪和小鼠 9.抗虫棉 苏云金芽胞杆菌可合成毒蛋白杀死棉铃虫，把这部分基因导入棉花的离体细胞中，再组织培养就可获得抗虫棉。 环境保护 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。 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。 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。） 医学 基因作为机体内的遗传单位，不仅可以决定我们的相貌、高矮，而且它的异常会不可避免地导致各种疾病的出现。某些缺陷基因可能会遗传给后代，有些则不能。基因治疗的提出最初是针对单基因缺陷的遗传疾病，目的在于有一个正常的基因来代替缺陷基因或者来补救缺陷基因的致病因素。 用基因治病是把功能基因导入病人体内使之表达，并因表达产物——蛋白质发挥了功能使疾病得以治疗。基因治疗的结果就像给基因做了一次手术，治病治根，所以有人又把它形容为“分子外科”。 我们可以将基因治疗分为性细胞基因和体细胞基因治疗两种类型。性细胞基因治疗是在患者的性细胞中进行操作，使其后代从此再不会得这种遗传疾病。体细胞基因治疗是当前基因治疗研究的主流。但其不足之处也很明显，它并没前改变病人已有单个或多个基因缺陷的遗传背景，以致在其后代的子孙中必然还会有人要患这一疾病。 无论哪一种基因治疗，处于初期的临床试验阶段，均没有稳定的疗效和完全的安全性，这是当前基因治疗的研究现状。 可以说，在没有完全解释人类基因组的运转机制、充分了解基因调控机制和疾病的分子机理之前进行基因治疗是相当危险的。增强基因治疗的安全性，提高临床试验的严密性及合理性尤为重要。尽管基因治疗仍有许多障碍有待克服，但总的趋势是令人鼓舞的。据统计，截止1998年底，世界范围内已有373个临床法案被实施，累计3134人接受了基因转移试验，充分显示了其巨大的开发潜力及应用前景。正如基因治疗的奠基者们当初所预言的那样，基因治疗的出现将推动新世纪医学的革命性变化。 医药卫生 1.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。 ⑴基因工程胰岛素 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...... 基因工程应用举例 1．与医药卫生 （1）生产基因工程药品 ①优点：高质量、低成本 ②举例：胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等60多种 （2）基因诊断 ①含义：用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。 ②举例：用DNA探针检测出肝炎患者的病毒，为诊断提供了一种快速简便方法。 ③成果：已能够检测出肠道病毒、单纯疱疹病毒等多种病毒；在诊断遗传病方叮发展尤为迅速；在肿瘤诊断中的应用取得重要成果。 （3）基因治疗 ①含义：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。 ②举例：半乳糖血症（病因、研究成果） ③发展前景：许多遗传病及疑难病症将被人类征服。 2．与农牧业、食品工业 （1）农业：培育高产、优质或具特殊用途的动植物新品种。 （2）畜牧养殖业：培育体型巨大（如超级小鼠、超级绵羊、超级鱼等）、品质优良（如具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等）的转基因动物；利用外源基因在哺乳动物体内的表达获得人类所需要的各种物质，如激素、抗体及酶类等。 （3）食品工业：为人类开辟新的食物来源。 3．与环境保护 （1）用于环境监测：用DNA探针可检测饮水中病毒的含量 ①方法：使用一个特定的DNA片段制成探针，与被检测的病毒DNA杂交，从而把病毒检测出来。 ②特点：快速、灵敏 （2）用于被污染环境的净化：分解石油的“超级细菌”；“吞噬”汞和降解土壤中DDT的细菌；能够净化镉污染的植物；构建新的杀虫剂；回收、利用工业废物等。 基因工程的主要应用在哪些方面？ 植物：总的来说，有两方面，提高耽逆性（比如抗病、虫、抗自然灾害等），提高植物品质（比如让作物高产、让水果更甜、让水果变成不同的颜色等等） 微生物：发酵或者利用基因工程改良菌种，生产药物。 动物基因工程：主要用于提高动物生长速度、改善畜产品的品质、生产药物和用转基因动物作器官移植的供体。 还有：基因工程制药、基因治疗、 论述植物基因工程的应用 1）高产、稳产和具优良品质的品种 用基因工程的方法可以改善粮食作物的蛋白质含量。如“向日葵豆”植株。 2）抗逆性品种 将细菌的抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。 （从杂草控制、抗虫、抗病毒、品质改良、生物固氮和抗寒等方面论述了植物基因工程在农业中的具体应用。通过基因工程获得的植物已开始在农业生产上大面积推广应用 ,并取得了较好的经济效益、社会效益和环境效益 ,在解决人类所面临的资源短缺、环境恶化、效益衰退三大难题中显示出越来越重要的作用 ,为农业的持续、稳定发展提供了强有力的保障。ki/...07） 基因工程有那些应用成果？ 1）植物基因工程成果：抗虫转基因植物（抗虫棉是转入Bt毒蛋白基因培育的） 抗病转基因植物（病毒外壳蛋白基因、病毒复制酶基因） 抗逆转基因植物（生物的抗性基因）转基因改良植物（营养价值、实用价值、观赏价值） （2）动物基因工程成果：提高动物生长速度（外源生长激素基因） 改善畜产品的品质 转基因动物生产药物（牛、山羊等动物乳腺生物反应器中表达了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、α-抗胰蛋白酶） 转基因动物作器官移植的供体（导入调节因子，抑制抗原决定基因表达或除去抗原决定基因培育没有免疫排斥反应的转基因克隆器官） 基因工程药物（利用转基因工程菌生产细胞因子、抗体、疫苗等） 基因工程可以应用于哪些领域 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。 1.转基因鱼 生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼（中国）。 2.转基因牛 乳汁中含有人生长激素的转基因牛

基因工程的应用前景

基因工程师指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的生物类型和生物产品。现状:基因工程自20世纪70年代兴起后，在短短的40年间得到飞速的发展，目前已成为生物开心的核心技术。基因工程在实际应用领域——农牧业，工业，环境，能源和医药卫生等。前景：植物：抗虫转基因，抗病转基因等植物动物：用于提高动物生长速度，改善产品的品质，药物（单克隆抗体等）

基因工程技术在生物燃料生产的应用

在全球工业化进程的发展下，燃料能源的需求出现了建筑的增加，可再生生物燃料的重要性被愈发的凸显出来。煤炭、石油和天然气为主要原料的化石能源依旧是各国的主要能源，但是这些能源的使用不仅会导致一系列的环境问题，供需的差距也在越来越大，生物燃料领域的内容具有更大的优势需要进行挖掘。基因工程技术的出现让各个国家都开始对该领域进行重视，因此该技术不仅是生物科学中的前沿技术，也对社会的各个领域发展具有重要的推动作用。基因工程技术的出现的时间虽然是比较晚的，但是它已经在很多领域都创造出了很大的奇迹，向人们展示出了巨大的科学价值，将其应用在生物燃料领域也必定具有很大的发展，对全球可持续发展的能源战略目标实现具有非常重要的意义。一、基因工程技术的概述基因工程技术指的就是将人工分离和经过修饰的基因导入到生物体基因组当中，然后的引起生物体性状的可遗传修饰。对于基因工程技术来说，它与传统生物技术是一脉相承的，但是两者在基因转移的范围和效率上又具有明显的不同。首先，传统的生物技术一般只能在生物种内的个体间进行基因重组，但是基因工程技术的基因转移是不会受到种间亲缘关系限制的;其次，传统的杂交和选择技术一般只能在生物个体水平中进行，不能准确的选择某个基因，但是基因工程技术转移基因的功能是比较明确的，并且后代的表现形式是可以进行准确预期的。就此来看，基因工程技术可以说是传统生物技术的一个发展和补充。二、生物燃料技术的现状(一)生物柴油生物柴油是优质石化燃料的重要替代品，它在性能方面与普通柴油是及其相似的，因此被称为是“绿色柴油”。生物超有一般都是从动植物油脂中提取出来的，基本上都是自然界中可持续供应得到的原料。对于生物柴油来说，它的发展瓶颈之一就是原料的供给问题。生物柴油的原料发展具有多样性，一般是因地制宜，通过这样的方式来推动生物柴油的产业的发展。对于我国来说，想要发展生物柴油，就需要因地制宜，走原料多元化的发展道路，其中比较关键性的内容就是对生物原料的拓展。一般来说，制备生物柴油的方法主要可以分为物理法和化学法，物理法主要是包括直接使用法、混合使用法和微乳液法;化学法主要包括高温热裂解法和酯交换法，其中的酯交换法是目前工业生物柴油生产比较常用的方法。1．酸或碱催化法在酸或碱的催化之下，油脂和低碳醇会进行酯化和酯交换反应，在反应之后对下层的粗甘油进行去除，然后回收出售，上层的油脂在经过洗涤干燥之后就会得到生物柴油。酸或碱催化法对于原料的油脂要求是比较高，一般会产生一定的废物，并且在回收利用方面也存在着一定的难度，整体的生产工艺也比较复杂。2．生物酶法生物酶法就是油脂和低碳醇在酶催化剂的作用下进行酯化反应声场的生物柴油。对于生物酶法来说，它的主要特点就是清洁、环保且高效，但是因为脂肪酶具有较高的价格，因此会有比较高的成本，反应的条件也较为严格，因此的在进行大规模应用的时候还会面临很大的挑战，需要加强深入研究的力度。(二)纤维素乙醇纤维素原料的来源比较广，总量也比较丰富，因此纤维素乙醇的开发和利用会受到更烦的关注和重视。近些年来，纤维素乙醇的研究和发展在全世界都受到了很大的重视，它作为先进的生物能源典型代表产品，如果进行了技术的突破，就会得到很大的发展。对于纤维素乙醇技术来说，需要进行进一步的开发，主要有五个方面需要进行重视:一是开发可搞笑水解新型木质纤维素原料;二是对新型温和预处理工艺进行发展;三是开发新型搞笑纤维素降解酶系;四是开发研究木质素高效利用技术;五是开发乙醇发酵菌株。通过这些技术的开发，可以更好的降低工艺成本和酶成本，同时也能降低相关的环境成本，对突破成本瓶颈具有重要的意义。三、基因工程技术在生物燃料生产中的应用(一)基因工程技术增加生物丁醇产量生物丁醇是新时代的生物燃料，它的原料生产工艺与生物乙醇有着极大相似性，并且比生物乙醇具有更高的热值。但是就目前来说，生物丁醇的转化率是比较低的，需要相关的研究人员对生物丁醇的生物转化机制进行深入的研究，只有这样才可以寻找出更为有效的解决方法。一般来说，使用生物基因工程技术可以对生物定存的合成途径进行一定的和修改，也可以通过对其他分支途径进行抑制删除的方式，进一步的提高生物丁醇的产率，进而更好的提高生物燃料的成本竞争优势。(二)基因工程技术提高微藻油脂含量在对生物柴油进行生产的过程中，微藻已经成为新一代的原料，它具有非常强大的潜力价值，但是因为多种因素的影响，在开放的环境中，微藻油脂积累的数量是很难超出30%的，想要对油脂含量进行有效的提升，就需要继续开发和研究，对新的基因工程藻类菌株进行研究。就目前来看，基因工程改造的微藻菌株在脂质积累的研究中已经取得了重要的进展，对于未来的微藻原料在生物燃料中的生产的来说，它将发挥出巨大的潜力。(三)基因工程技术提高微生物对产物的耐受性在微生物的发酵过程中，乙醇等产物的生成会对生物本身的生理活性造成一定的抑制，这样就会让降低微生物细胞的密度，进而影响到生物燃料的产率。想要对这些不利影响进行降低，相关的研究人员需要加强这方面的研究，对微生物产物抑制机制所涉及到的基因进行分析，进一步提升微生物对产物的耐受性。四、结语综上所述，生物燃料作为未来的替代能源之一，具有非常广阔的应用前景，但是目前受到技术的限制，还存在着一定的问题，相关的研究人员需要进一步的借助基因工程技术对其进行发展，增强应用的而效果。相信在不久的将来，生物燃料会在基因工程技术的协助之下得到更好的进步和发展。以上由中达咨询搜集整理***隐藏网址***

从基因工程的基本过程和基因工程的应用及展望两个方面来说明微生物与基因工程的关系

【答案】：基因工程的基本过程：目的基因的获得→重组载体的构建→重组载体导入宿主细胞→阳性重组子的筛选→基因的测序和鉴定→基因的控制表达。每一个环节都离不开微生物的参与。微生物世界的多样性为人类的活动提供了取之不尽、用之不竭的基因来源；基因工程的克隆载体通常由病毒、噬菌体和细菌质粒DNA等改造而成；基因工程所用到的绝大多数工具酶都是从不同微生物中分离和纯化而获得的；基因工程中最重要、最广泛应用的克隆载体宿主是原核生物的大肠杆菌及真核生物的酿酒酵母；植物基因工程和动物基因工程也要先构建穿梭载体，在大肠杆菌中完成外源基因或重组体DNA的拼接和改造，才能再转移到植物和动物细胞中。大肠杆菌表达系统、酵母菌表达系统和哺乳动物细胞表达系统都是采用重组细胞通过微生物发酵罐的方式大量生产药物蛋白。基因工程的应用表现在基因工程药物、基因治疗、改造传统工业发酵菌种、动植物特性的基因工程改良、环境保护等各个方面，并已经取得了丰硕的成果。同时基因工程也推动了微生物学的发展，特别是对于开发新的微生物资源，认识和了解微生物世界中更多的微生物种类、微生物代谢、微生物遗传等将产生积极的影响。

简述基因工程在工、农、医三方面的成就及发展前景

【答案】：基因工程在工业上的应用主要是生产医药产品，最典型的例子是通过细菌生产胰岛素，治疗糖尿病。目前通过细菌已经生产了表皮生长因子、人生长激素因子、干扰素、乙型肝炎工程疫苗等10多种医药产品。基因工程在农业上的应用：以转基因植物为标志的植物基因工程已经培养出许多抗除草剂、抗虫、抗病、抗逆的优良品种和品系，如在全世界范围内大量推广应用的抗除草剂的大豆、抗棉铃虫的棉花等。通过转基因羊大量表达人类的抗胰蛋白酶；克隆动物的成功，可以挽救濒危的稀有动物。基因工程在医学上主要是用于遗传疾病的诊断和基因治疗方面。基因工程具有巨大和广泛的发展前景，将渗透到人类生活的各个方面。基因工程可以创造出营养价值更高、保健作用更好、抗逆性更强的植物种类；转基因动物的进展可以生产出多种用于人类遗传性疾病治疗的药物；人类基因组计划的完成和基因定位的发展尤其是核酸分子杂交原理和方法与半导体技术结合而发展起来的DNA芯片技术的出现和完善，将在人类遗传疾病的诊断和治疗等方面发挥重要作用。

基因工程的主要应用在哪些方面

基因工程的主要应用在农牧业、食品工业、环境保护、医学、医药卫生等方面。 1、农牧业、食品工业方面：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。比如：转基因鱼生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼（中国）；转基因牛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；超级动物导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠；特殊动物导入人基因具特殊用途的猪和小鼠；抗虫棉：苏云金芽胞杆菌可合成毒蛋白杀死棉铃虫，把这部分基因导入棉花的离体细胞中，再组织培养就可获得抗虫棉。 2、环境保护方面：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。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。 3、医学方面：基因作为机体内的遗传单位，不仅可以决定我们的相貌、高矮，而且它的异常会不可避免地导致各种疾病的出现。某些缺陷基因可能会遗传给后代，有些则不能。基因治疗的提出最初是针对单基因缺陷的遗传疾病，目的在于有一个正常的基因来代替缺陷基因或者来补救缺陷基因的致病因素。 4、医药卫生方面：基因工程胰岛素、基因工程干扰素、其它基因工程药物（比如人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等）、基因诊断与基因治疗、SCID的基因工程治疗。

基因工程及其在生产生活中的应用的事例

基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础， 以分子生物学和微生物学的现代方法为手段， 将不同来源的基因(DNA分子)，按预先设计的蓝图， 在体外构建杂种DNA分子， 然后导入活细胞， 以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、 生产新产品。基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。 所谓基因工程（genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。基因工程应用广泛，主要应用在转基因动植物、环境保护、基因工程药品的生产、基因治疗。我国以生产出生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼；阿根廷生产出乳汁中含有人生长激素的转基因牛；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；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。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。基因工程人干扰素α-2b（安达芬） 是我国第一个全国产化基因工程人干扰素α-2b，具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。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。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。

2020高中生物基因工程的应用教案3篇

　　世界一流潜能大师博恩?崔西说：“潜意识的力量比表意识大三万倍”。追逐高考，我们向往成功，我们希望激发潜能，我们就需要在心中铸造一座高高矗立的、坚固无比的灯塔，它的名字叫信念。接下来是我为大家整理的2020高中生物基因工程的应用教案，希望大家喜欢!

　 　2020高中生物基因工程的应用教案一

　　教学目标：

　　●知识目标?

　　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。

　　?●能力目标?

　　通过引导学生网上探究，引导学生主动参与，培养收集处理信息的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。

　　?●情感目标?

　　培养理论联系实际的良好学风，培养爱国主义热情。?2.关注科学与社会。

　　教学重难点：

　　重点：基因工程在农业和医疗等方面的应用;

　　难点：基因治疗

　　 课前预习 学案

　　学点一、植物基因工程硕果累累

　　植物基因工程技术主要用于提高农作物的 能力，以及改良农作物的 和利用植物生产 等方面。

　　1.抗虫转基因植物

　　(1) 方法 ：从某些生物中分离出具有 ，将其导入作物中，使其具有抗虫性。

　　(2)杀虫基因种类： 基因、 抑制剂基因、 抑制剂基因、植物凝集素基因等。

　　(3)成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。

　　(4)意义：减少对 的使用，降低生产成本，减少环境污染，降低了对人体健康的损害。

　　2.抗病转基因植物

　　(1)植物的病原微生物： 、真菌和细菌等。

　　(2)抗病基因种类

　　①抗病毒基因：病毒____ _____基因和病毒复制酶基因。

　　②抗真菌基因：____ ___酶基因和抗毒素合成基因。

　　③成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。

　　3.抗逆转基因植物

　　(1)抗逆基因：调节细胞_____ ___的基因，使作物抗盐碱、抗干旱;鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒;抗除草剂基因，使作物抗除草剂。

　　(2)成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。

　　4.转基因改良植物品质

　　(1)优良基因：必需______ ______的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。

　　(2)成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。

　　学点二、动物基因工程前景广阔

　　1.用于提高动物生长速度：由于外源 基因的表达可以使转基因动物生长得更快，将这类基因导入动物体内，以提高动物的生长速率。如：转基因绵羊和转基因鲤鱼。

　　2.用于改善畜产品的品质：如：有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，科学家将 基因导入奶牛基因组，这样所获得的牛奶其成分不受影响，但乳糖的含量大大减低。

　　3.用转基因动物生产药物：基因工程最今人兴奋的应用是通过转基因技术把 变成 工厂。科学家到药用的 基因与 基因的启动子等调控组件重组在一起;通过 等方法，导入哺乳动物的 中;将其送入母体内，生产出 ;到其泌乳期就能生产出所需药物;此过程称为 或 。目前科学家已经在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中表达出抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等重要医药蛋白。

　　4.用转基因动物做器官移植的供体：目前，人体 是一个世界性的难题，用 其它 动物的器官替代，又会出现免疫排斥现象，现在，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，采用方法是将器官供体基因组导入 ，以抑制 的表达，或设法除去 ，再结合 技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官。

　　学点三、基因工程药品异军突起

　　1.来源：转基因_ __。(用基因工程的方法，使外援基因得到高效率表达的菌类细胞株系一般称为“工程菌”。)

　　 2020高中生物基因工程的应用教案二

　　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：①产量高;②质量好;③成本低;④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

　　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：①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;②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;③产品成本低;④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。目前瞄准的目标医药产品有：①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Ⅲ已通过第三期临床实验，即将投放市场。②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。③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?

　　关于工程菌的学习，也可结合基因工程操作程序，予以说明，并结合微生物生长和代谢的特点，说明工程菌生产药物的优越性。

　　补充：利用微生物生产药物的优越性何在?

　　所谓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。与传统的制药相比有以下优越性：

　 　2020高中生物基因工程的应用教案三

　　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。

　　教学重难点

　　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。

　　教学工具

　　多媒体

　　教学过程

　　(一) 上一节课我们介绍了基因工程，先复习一下什么是基因工程?

　　基因工程就是按照人类的要求，把基因从生物体内提取出来在体外进行操作和加工，然后再把它导入一个新生物体;使其遗传结构发生改变，产生我们所需要的新品种。

　　这种生物我们可以称为转基因生物。世界上第一种转基因植物是1983年品质培植成功的，具有抗生素药物的烟草;那么第一种转基因动物是什么呢?

　　师：〈投影片转基因鼠〉

　　这两只小老鼠大家是否熟悉，请看一下教科书的封面。

　　这就是世界上第一只转基因动物。

　　是1982年诞生的!美国科学家把一种大鼠的生长激素基因转移到一种小鼠的受精卵

　　中，然后培植成功了一种转基因鼠、它的生长速度要比一般老鼠快50%，大1.8倍，

　　这种基因现在已经转移给它的下一代了。随着基因技术的发展，我们说转基因生物现

　　在已经到各处都有了，在工农业生产中都有广泛的应用。下面每个学习小组把查找到

　　的相关资料给大家介绍一下，有关图片已存入电脑由我来控制，放映到哪张图片，请

　　这一组的同学解答。

　　师：(放投影片)

　　下面我们看一下屏幕上的这只牛。

　　大家现在所看到的这头不是一般的牛，它有两个地方比较特殊：一个是它来之不易，芬兰科学家通过1~3次实验才把它培育出来的。这头牛所挤出的奶牛含有促红细胞素，也就是它能帮助人生成红细胞，而这种药品在世界上是比较昂贵的所以说有了这头牛，只要喝它的牛奶就能治疗某些缺少红细胞的疾病，所以这头牛也由此成了世界上最昂贵的牛。

　　第一个上市转基因工程产品——不腐烂的番茄，在果实的成熟过程中它是直接受控于呼吸作用。那么我们可以根据呼吸作用发展的趁势，分为两类：一类是越变形果实;一类是非越变形果实。我们知道越变形果实在成熟过程中，会出现明显的呼吸高峰。而非越变形果实则没有这样的高峰，于是就产生了一个问题。越变形果实它在成熟中因为它的呼吸作用往往是突然的又无法控制。所以常常造成巨大的经济摸失。传统的技术往往是通过乙烯催熟在还没有成熟时就把它采摘下来，然后在出售时用乙烯催熟，虽然这样有它的好处，但实际上不能真正起到保鲜作用。所以我们需要找到一条更好的方法来对果实进行保鲜。科学家们通过研究发现了这样一个过程。

　　S—腺苷酰丝氨酸(ACC合成酶)1—氨基环丙烷—1—羧酸(乙烯合成酶) 乙烯

　　我在黑板上写出来的就是科学家们发现的乙烯(ACC)合成过程，从这个过程上我们可以看到ACL是乙烯合成的直接前体，而ACL又直接受控于ACL合成酶，那么我们知道ACL合成酶是通过植物体内的RNA转译形成的产物，那么我们就可以通过降低RNA的含量来间接地降低乙烯的含量。科学家的进一步研究发现这样的方法是可行的。那就是反义RNA技术，反义RNA技术就是通过向细胞内补充与mRNA互补的RNA，然后使它与mRNA形成双链达到很不稳定的结构。从而容易降解，通过这样的方法，科学家就对番茄进行了实验。那么也就是说我们找到了一条比较可行而且经济的途径来真正对水果进行保鲜，也许在不久的将来大家的餐桌上会出现这样一些转基因番茄。我们有理由坚信，转基因技术在将来有进一步的发展

　　所谓转基因技术就是把外源基因转移到动、植物基因组中去。1997年经各组织的统计结果显示：在申请环境释放的实验 报告 中，98.25%为转基因

　　植物，而在这些转基因植物中80%左右都是抗病虫和抗除草剂的作物。如1996年以来美国研究人员一直 种植 一种转基因改良棉花，这种棉花含有一种从细菌中提取的对棉铃虫有致命作用的基因。目前科学家还在创造含天然杀虫剂基因的玉米和马铃薯。而在中国，在科技部国家生物工程研究开发中心863项目支持下，中国农科院生物技术研究中心，根据植物偏爱的密码子成功合成了B2B，并转入了适合我国生态条件的棉花品种获得了高抗棉铃虫的转基因植物，成为了美国之后世界上第二个拥有转gene抗虫棉的国家，现已获得农业生物gene工程 安全生产 委员会批准商品化生产。1998年在安徽、陕西、湖南等地试种15万亩，估计在2000年可达到500万亩左右。

　　由于基因工程在农业上具有极大的经济价值，各国政府都非常重视。美国的一些基因工程公司特别重视基因工程作物的种植。1999年，全球有了200万公顷的基因工程作物，其中美国大约占了2000万公顷。在美国的超市里60%的加工食品里含有转基因成分，但在欧洲好像不是这种情况。大家看一下这张照片。世界绿色和平组织在希腊雅典的一个加工转基因食品的工厂外面，悬挂 标语 牌：gene危险。

　　课后小结

　　第一，可能表现在一些转基因食品有毒，一些科学家认为对 基因进行人工提取时，当人们达到了某些目的后，同时也增加了其微量的毒素，而这 些微量毒素的累计也可能对人体有害，第二，过敏性问题，一些人本来对某些食品过 敏，但是他吃了转基因食品之后，对本来不过敏的食品，也过敏了，其原因就是食品 中的蛋白质发生了转移，比如科学家将玉米的基因转入小麦中，那么对玉米过敏的人 吃了这种小麦后也会过敏。

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