3.3 基因工程的应用-【生物好课】2023-2024学年高二生物下学期同步优质课件（人教版2019选择性必修3）

第3节 基因工程的应用 第3章 基因工程 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。 一、基因工程在农牧业方面的应用 (一）基因工程在农牧业方面的应用概述 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。 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。 一、基因工程在农牧业方面的应用 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。 (一）基因工程在农牧业方面的应用概述 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 转基因抗虫植物 农牧业方面的应用 转基因抗病植物 转基因抗除草剂植物 改良植物的品质 提高动物的生长速率 改良畜产品的品质 抗逆性 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。 一、基因工程在农牧业方面的应用 (二）基因工程在农牧业方面的应用 1.转基因抗虫植物 （1）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。 （4）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；植物凝集素基因等。 （2）主要杀虫基因： （3）成果：转基因抗虫棉花、玉米、水稻、大豆、马铃薯等。 对照（被害虫侵害的黄绿色植株） 转基因抗虫水稻（绿色植株） 一、基因工程在农牧业方面的应用 (二）基因工程在农牧业方面的应用 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 2.转基因抗病植物 （1）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。 （3）成果：转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。 （2）抗病基因： 一、基因工程在农牧业方面的应用 (二）基因工程在农牧业方面的应用 3.转基因抗除草剂植物 （1）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。 （2）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。 （3）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）基因工程在农牧业方面的应用 （2）成果：我国科学家培育出了赖氨酸含量提高30%的转基因玉米。 赖氨酸缺少对健康很不利。科学家们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。 4.利用转基因改良植物品质 （1）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）基因工程在农牧业方面的应用 5.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（下） 与非转基因鲤鱼（上） 转入外源生长激素基因的“超级小鼠” 一、基因工程在农牧业方面的应用 (二）基因工程在农牧业方面的应用 6.改善畜产品的品质 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，这称为乳糖不耐受。我国约有1/3的成年人乳糖不耐受。 科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他营养成分不受影响。 二、基因工程在医药卫生领域的应用 1.基