3.3基因工程的应用课件2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

3.3 基因工程的应用 学习目标 1.举例说明基因工程在农牧业、医药卫生及食品工业的应用。 2.举例说出日常生活中的转基因产品,理性看待基因工程给我们的生产和生活带来的影响。 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、牛等动物的胰腺中获取。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。 　　思考： 　　基因工程还有哪些应用呢? 问题探讨 基因工程自20世纪70年代兴起后，得到了飞速的发展，在农牧业、医药卫生、（工业、环境、能源）和食品工业等方面，展示出广阔的前景。 3 一、基因工程在农牧业方面的应用 1.植物基因工程硕果累累 转基因抗病毒甜椒 施用除草剂后的转基因抗除草剂玉米 含大量维生素的转基因玉米 抗癌抗衰老的紫色西红柿 转基因抗虫水稻（绿）与对照（黄） 4 1、抗虫转基因植物 2、抗病转基因植物 3、抗逆转基因植物 4、利用转基因改良植物的品质 提高作物抗逆能力 1996 2017 0 100 200 189.8 1.7 全世界转基因作物种植面积/( ×106hm2) 1996—2017年， 全世界转基因作物种植趋势变化 年份 5 2.动物基因工程前景广阔 1、用于提高动物生长速度 2、用于改善畜产品的品质 3、用转基因动物生产药物 4、用转基因动物作器官移植的供体 转入外源生长激素基因的“超级小鼠” 低乳糖奶牛 6 理解巩固 目前人类利用基因工程的方法成功培育出转基因抗虫棉,下列说法正确的是(　　) A.苏云金芽孢杆菌的Bt抗虫蛋白基因与质粒结合后直接进入棉花的叶肉细胞表达 B.抗虫基因导入棉花叶肉细胞后,可通过传粉、受精的方法,使抗虫性状稳定遗传下去 C.标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因 D.连续种植转基因抗虫棉不会改变棉铃虫的抗性 C 二、基因工程在医药卫生领域的应用 药物包括：细胞因子（干扰素、白细胞介素等）、抗体、疫苗和激素（胰岛素、生长激素等）等 ，用于预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎等。 1.改造微生物或动植物细胞生产药物 人干扰素α-2b（安达芬） 基因工程肝炎疫苗 用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系称为“工程菌”。 8 含有人凝血因子Ⅸ的转基因羊 人治疗性抗体转基因奶牛 乳汁中含有人生长激素的转基因牛 ①以动物乳房作为生产药物的反应器称为_______________。 乳腺生物反应器 ②生产的蛋白质比工厂生产具有产量高、质量好、成本低、易提取的优点。 2.用转基因哺乳动物生产药物 9 ③乳腺生物反应器的操作过程： 10 人体移植器官短缺是世界性难题。若用猪的器官来解决器官的来源问题，实现的最大难题是免疫排斥。 3.用转基因动物做器官移植的供体 11 1）为什么人们希望从猪体内寻找人器官移植的供体？ ① 猪内脏的构造、大小、血管分布等与人极为相似 ② 猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒远远少于灵长类动物 2）最大障碍： 免疫排斥反应 3）操作方法： 在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达；或设法除去抗原决定基因。 结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。 思考： 12 三、基因工程在食品工业方面的应用 利用基因工程菌除了可以生产药物，还能生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。 例如：甜味剂阿斯巴甜，主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，这两种氨基酸可通过基因工程大规模生产。 奶酪生产需要凝乳酶固化奶中蛋白质，科学家将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因组中，再通过工业发酵批量生产凝乳酶。 优点： 基因工程获得的工业用酶纯度更高，生产成本显著降低，生产效率较高。 13 基因工程使人们更容易培育出具有优良性状的动植物品种，获得很多过去难以得到的生物制品。 还能培育出可以降解多种污染物的“超级细菌”来处理环境污染，利用经过改造的微生物来生产能源…… 14 理解巩固 A 科学家运用基因工程技术,将人凝血因子基因导入山羊的DNA中,培育出羊乳腺生物反应器,使羊乳汁中含有人凝血因子。以下有关叙述正确的是(　　) A.可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵 B.在该转基因羊中,人凝血因子存在于乳腺细胞,而不存在于其他细胞 C.人凝血因子基因开始转录后,DNA聚合酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA D.科学家将人凝血因子基因与山羊乳腺蛋白基因重组在一起,从而使人凝血因子基因只在山羊乳腺细胞中特异表达 小结 基因工程的应用 农牧业 医药卫生 食品工业 工业、环境、能源 $$