3.3基因工程的应用1课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

低乳糖奶牛 基因工程肝炎疫苗 第3节 基因工程的应用 第三章 基因工程 1 学习目标 核心素养 1.举例说出基因工程在农牧业医药卫生和食品工业等方面的应用。 2.认同基因工程的应用价值。 3.关注基因工程的进展。 1.生命观念：举例说出植物基因工程、动物基因工程成果及其给人类带来的影响。 2．社会责任：展开想象的翅膀，用图画或文字创造等，畅想基因工程的未来。 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？ 重组人胰岛素注射液 基因工程自20世纪70年代兴起后，得到了飞速的发展。 基因工程的应用 医药卫生领域 食品工业方面 农牧业方面 基因工程的应用 4 一、基因工程在农牧业方面的应用 1.1996-2017年，全世界转基因作物种植面积增加了100多倍。 2.转基因作物的种植使化学农药的施用量减少了8.2%，作物产量增加了6.6×108t,增加经济效益1.3万亿。 3.美国是世界上转基因作物种植面积最大的国家。棉花、玉米、大豆种植比例都超过90%。 4.2017年，我国转基因作物的种植面积居世界第八位。商业化种植的有棉花、番木瓜。 (一）发展现状: 5.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。 转基因大西洋鲑的优点： （1）缩短了生长周期 （2）都是雌性而且不育，避免了野生鲑鱼杂交的风险。 转基因鲑鱼（后排）和正常鲑鱼（前排） 一、基因工程在农牧业方面的应用 (一）发展现状: 目前基因工程技术已被广泛用于改良动植物品种、提高作物和畜产品的产量 1、转基因抗虫植物 棉铃虫 转基因抗虫水稻（绿色植株）与对照（被害虫侵害的黄色植株） 方法：从某些生物中分离出抗虫基因导入作物，使之具有抗虫性状。 是目前防治作物虫害的一种发展趋势。 优点：减少因化学农药的使用而造成的环境污染和对人类健康的损害、降低生产成本、提高产量。 Bt毒蛋白基因；蛋白酶抑制剂基因； 淀粉酶抑制剂基因；植物凝集素基因。 成果：转基因抗虫棉花、玉米、水稻、大豆、马铃薯等。 一、基因工程在农牧业方面的应用 (二）植物方面 病毒外壳蛋白基因（CP基因） 病毒的复制酶基因 抗病毒基因 几丁质酶基因 抗毒素合成基因 抗真菌基因 方法：科学家将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中，培育出转基因抗病植物。 成果：转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。 抗病基因： 一、基因工程在农牧业方面的应用 (二）植物方面 2、转基因抗病植物 背景：杂草常常危害农业生产，而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 方法：将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可以培育出抗除草剂的作物品种。 成果：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。 施用除草剂后的转基因抗除草剂玉米田 种植转基因抗除草剂大豆的农田 一、基因工程在农牧业方面的应用 (二）植物方面 3、转基因抗除草剂植物 成果：将某种必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，可以提高这种氨基酸的含量 目的:提高植物的营养价值、观赏价值等。 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，大大提高了它的观赏价值。 一、基因工程在农牧业方面的应用 (二）植物方面 4、改良植物品质 成果：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。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%。 5、提高动物的生长速率 转生长激素基因鲤鱼（下） 与非转基因鲤鱼（上） (三）动物方面 一、基因工程在农牧业方面的应用 有些人由于乳糖酶分泌少，不能完全消化牛奶中的乳糖，食用牛奶后会出现腹泻等不适症状，称之为乳糖不耐受。 6、改善畜产品的品质 优点：避免食物过敏、腹泻、恶心等不适。 成果：科学家们将肠乳糖酶基因，导入奶牛基因组，获得的转基因奶牛分泌的乳汁中，乳糖含量大大降低，而其他营养成分不受影响。 (三）动物方面 一、基因工程在农牧业方面的应用 1、基因工程改造微生物或动植物的细胞生产药物 常见药物类型：细胞因子、抗体、疫苗和激素等。 应用：可以用来预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、