3.3 基因工程的应用-【生物一起课件】高中生物选择性必修3同步PPT课件（人教版2019）

人教版选择性必修3 3.3 基因工程的应用 APPLICATION OF GENETIC ENGINEERING 1. 基因工程在农牧业、医药业、食品工业的应用 2. 理性地看待基因工程在生产和生活中的应用 新课导入 羊产出蜘蛛丝——动物转基因技术 抗病毒基因 鱼类的抗冻蛋白基因 萤火虫的荧光基因 乌龟的长寿基因 人类胰岛素的合成基因 植物花青素代谢的基因 受体细胞 ？ 基因工程自20世纪70年代兴起后， 得到了飞速的发展， 展示出广阔的前景。 新课导入 胰岛素是治疗糖尿病的特效药物。传统生产胰岛素的方法是从猪、牛等动物的胰腺中提取。曾经生产供一位糖尿病病人使用一年的胰岛素，需要上千头牛，生产的成本非常高。1978年，科学家将编码人胰岛素的基因导入大肠杆菌细胞中，使大肠杆菌表达重组人胰岛素。我国拥有自主知识产权的基因工程药物——重组人胰岛素已经研制成功并得到广泛应用。 精蛋白重组人胰岛素混合注射液 新课导入 自20世纪70年代兴起后，得到飞速发展，展示出广阔前景。 基因工程的应用 农牧业方面 医药卫生领域 食品工业方面 一、基因工程在农牧业方面的应用 资料1-转基因作物 基因工程在农牧业中的应用发展迅速。1996—2017年，全世界转基因作物的种植面积增加了一百多倍，从1.7×106 hm²发展到1.898 × 108 hm2(如图)。据2016年世界范围的统计数据表明，转基因作物的种植使化学杀虫剂施用量减少了8.2%，作物产量增加了6.6×108t，增加经济收益近1.3万亿元。 1 美国是世界上转基因作物种植面积最大的国家。 2 世界转基因作物种植面积最大的是大豆，其次是玉米、棉花。 3 我国转基因作物的种植面积位居世界第八位，商业化种植的转基因作物有棉花和番木瓜。 4 资料2-转基因动物 在转基因动物方面，近些年几乎每年都有令人瞩目的研究成果报道，有些成果正在进入实用化和商业化开发的阶段。2015年11月，第一种用于食用的转基因动物——转基因大西洋鲑（俗称“三文鱼”）在美国获得批准上市。 转基因鲑鱼 正常鲑鱼 8 资料3-黄金大米 普通水稻不含维生素A，以稻米为主食的一些发展中国家，就可能由于维生素A的缺乏导致严重的健康问题。人们将有关酶的基因导入水稻中，并诱导它们在水稻细胞中得以表达，使水稻中的双香叶素－二磷酸能转化成β-胡萝卜素。含有β-胡萝卜素的大米颜色金黄，被形象地称为“金米”（下图）。 人们食用这种“金米”后，其中的β-胡萝卜素会在人体内转化成维生素A，为深受维生素A缺乏症之苦的人们带来了 “金色希望”。 双香叶素-二磷酸 八氢番茄红素 番茄红素 β-胡萝卜素 酶-1 酶-2 酶-3 基因工程在农牧业中的应用发展迅速。已被广泛用于改良动植物品种、提高作物和畜产品产量等方面。 基因工程在农牧业方面的应用 农牧业方面的应用 转基因抗虫植物 转基因抗病植物 改良植物的品质 提高动物的生长速率 改良畜产品的品质 转基因抗除草剂植物 提高作物的逆抗能力 从某些生物中分离出具有抗虫基因，将它导入作物中培育出具有抗虫性。 例：Bt抗虫蛋白基因 实例：转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻、马铃薯 转基因抗虫植物 转基因抗虫水稻（绿色植株） 对照（被害虫侵害的黄绿色植株） 转基因抗虫玉米（上） 非转基因抗虫玉米（下） 非转基因抗虫棉（左） 转基因抗虫棉（右） 提高作物的逆抗能力 将某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物，培育出转基因抗病植物。 实例：转基因抗病毒甜椒、番木瓜、烟草 转基因抗病植物 优点：减少化学农药的使用，降低生产成本，提高产量。 正常番木瓜 感染环斑病毒的番木瓜 环斑病毒 转基因抗病毒甜椒 甜椒病毒病 甜椒病毒病 提高作物的逆抗能力 大多数除草剂不仅能杀死田间杂草，还会损伤作物，导致作物减产。将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可培育出抗除草剂的作物品种。这样在喷洒除草剂时，田间杂草会被杀死而作物不会受到损伤。目前已经获得转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。 转基因抗除草剂植物 施用除草剂后的转基因抗除草剂玉米田 提高作物的逆抗能力 改良植物的品质 利用转基因技术改良植物的营养价值、观赏价值等。 实例1 实例2 将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，可以提高这种氨 我国科学家将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中，使它呈现出自然界没有的颜色变异，大大提高了它的观赏价值。 氨基酸的含量，科学家培育的某种转基因玉米中赖氨酸的含量比对照高30%。 提高动物的生长速率 科学家将外源生长激素基因导入动物体内，以提高动物的生长速率。例如,我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼，在同等养殖条件下，转基因鲤鱼的生长速率比非转基因鲤鱼提高了42%～115%。 转生长激素基因鲤鱼 非转基因鲤鱼 转入外源生长激素基因的“