3.3 基因工程的应用-【生物优课PPT】2023-2024学年高中生物选择性必修3同步PPT课件

课程导入 从社会中来 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 抗虫棉、转基因大豆、生产胰岛素等。 重组人胰岛素注射液 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。除了生产胰岛素，基因工程还有哪些应用呢？ 第三章|第三节 基因工程的应用 目 录 CONTENT 基因工程在农牧业方面的应用 01 基因工程在医药卫生领域的应用 02 基因工程在食品工业方面的应用 03 知识点 01 基因工程在 农牧业方面的应用 基因工程的应用 基因工程在农牧业方面的应用 【资料1】 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1.7×106hm²发展1.898×108hm2(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。美国是世界上转基因作物种植面积最大的国家，转基因棉花、大豆、玉米的种植面积占相关作物种植面积的比例都超过了90%。2017年，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。 基因工程在农牧业方面的应用 【资料2】 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（后排）和正常鲑鱼（前排） 基因工程在农牧业方面的应用 【1.1 转基因抗虫植物】 污染环境，损害人类健康，增加生产成本。 将具有杀虫活性的基因导入作物中，使其具有抗虫性。 使用化学农药的弊端 解决这些弊端的途径 抗虫 水稻 普通 水稻 基因工程在农牧业方面的应用 【1.1 转基因抗虫植物】 Bt毒蛋白基因 淀粉酶抑制剂基因 蛋白酶抑制剂基因 植物凝集素基因 阻断或降低蛋白酶的活性，使害虫不能正常消化食物，还会引起厌食反应。 导致细胞膜穿孔，细胞肿胀裂解。 产生的抑制剂可与害虫消化道内的淀粉酶结合。 可与害虫肠道黏膜上的某种物质结合，影响害虫对营养物质的吸收和利用。 抗虫目的基因种类 基因工程在农牧业方面的应用 【1.2 转基因抗病植物】 抗病转基因植物 病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因 抗病毒基因 抗病毒转基因甜椒、番木瓜和烟草等。 举例 几丁质酶基因、抗毒素合成基因 抗真菌基因 基因工程在农牧业方面的应用 【1.3 转基因除草剂植物】 转基因抗除草剂玉米 喷洒除草剂后，杂草全部除掉，转基因玉米生长正常。 未洒除草剂，杂草丛生。 优点： 在喷洒除草剂时，田间杂草会被杀死而作物不会受到损伤。 基因工程在农牧业方面的应用 【1.4 利用转基因改良植物品质】 ① 使食品的营养成分均衡 将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，导入植物，或改变这种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。 将富含氨基酸的蛋白质编码基因导入玉米，获得的转基因玉米中赖氨酸的含量提高30%。 转基因 高赖氨酸玉米 ② 丰富花品颜色，提高观赏价值 基因工程在农牧业方面的应用 【1.4 利用转基因改良植物品质】 将与植物花青素代谢有关的基因导入花卉植物矮牵牛中，转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色。 转基因矮牵牛 普通矮牵牛 基因工程在农牧业方面的应用 【1.5 用于提高动物生长速度】 科学家们将外源生长激素基因，导入动物体内，以提高动物生长速率。 普通鲤鱼 转基因鲤鱼 基因工程在农牧业方面的应用 【1.6 用于改善畜产品的品质】 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，转基因奶牛分泌的乳汁，乳糖含量降低，营养成分不变。 美国通过基因工程将人的基因植入牛的体内，由转基因公牛授精的母牛产下5头健壮的牛犊，每头都含有一个人类的基因。 知识点 02 基因工程在 医药卫生领域的应用 基因工程的应用 基因工程在医药卫生领域的应用 【资料一】 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。 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%! 基因工程在医药卫生领域的应用 【资料二】 干扰素是动物或人体细胞受到病毒感染后产生的一种糖蛋白。干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”