3.3 基因工程的应用-2023-2024学年高二生物实践教学优质课件（人教版2019选择性必修3）

第三章 第三节 基因工程的应用 从社会中来 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？ 抗虫棉、转基因大豆等。 从社会中来 3 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 目录 CONTENTS 基因工程在医药卫生领域的应用 2/ 基因工程在农牧业方面的应用 1/ 基因工程在食品工业方面的应用 3/ 基因工程在其他方面的应用 4/ 【情景一】1996—2017年，全世界转基因作物的种植面积增加了一百多倍 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 【情景二】转基因动物方面的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缩短了其成长周期，因此它受到的污染和体内聚集的有毒物质残留比普通鲑鱼少得多 转基因作物优点 减少化学杀虫剂的施用量，减少环境污染 增加作物产量 增加经济效益 一、基因工程在农牧业方面的应用 （一）转基因抗虫植物： 成果 转基因抗虫棉 非转基因棉(对照) 转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等 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 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 几丁质酶基因、抗毒素合成基因 抗真菌基因 （二）转基因抗病植物： 植物病害是多种多样的，从根茎叶到花和果实都有病害发生。许多栽培作物自身缺少抗病基因。 一、基因工程在农牧业方面的应用 （二）转基因抗病植物： 成果 转基因抗病毒甜椒 转基因抗病毒番木瓜 转基因抗病毒烟草 转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等 一、基因工程在农牧业方面的应用 （三）转基因抗除草剂植物： 成果 种植转基因抗除草剂大豆的农田 用除草剂后的转基因抗除草剂玉米田 转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等 一、基因工程在农牧业方面的应用 （四）改良植物的品质： 随着生活水平的提高，人们越来越关注植物的营养价值、观赏价值等。 转基因矮牵牛 普通矮牵牛 如：将与植物花青素代谢相关的基因导入植物中，使它呈现出自然界没有的颜色变异，大大提高观赏价值。 一、基因工程在农牧业方面的应用 （四）改良植物的品质： 优良基因 成果 　　　　　　　　的蛋白质编码基因 富含赖氨酸的转基因玉米 转入维生素A合成酶基因 ____________ 必需氨基酸含量多 转基因玉米 黄金大米 转基因蓝玫瑰 富含维生素A的大米 一、基因工程在农牧业方面的应用 （五）提高动物的生长速率： 转基因鲤鱼 转基因“超级小鼠” 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%。 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。 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。 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。 低乳糖奶牛 （六）改善畜产品的品质： 一、基因工程在农牧业方面的应用 1.对微生物或动植物的细胞进行基因改造生产药物 二、基因工程在医药卫生领域的应用 Ⅰ. 干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白， 在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病。此外， 干扰素对于治疗乳腺癌、淋巴癌、多发骨髓瘤和某些白血病等也有一定的疗效。 注意：抗生素（抗细菌药物）≠干扰素（抗病毒药物） 二、基因工程在医药卫生领域的应用 思考：干扰素生产的操作流程？ 不能直接利用转基因大肠杆菌生产干扰素/胰岛素。 因为大肠杆菌属于细菌，细菌中只有核糖体这一种细胞器，没有内质网和高尔基体等其他细胞器，不能加工形成有活性的干扰素/胰岛素。 干扰素基因 质粒 重组质粒 大肠杆菌或酵母菌 可大量生产干扰素的大肠杆菌或酵母菌 构建 导入 培养 思考：能直接利用转基因大肠杆菌生产干扰素/胰岛素吗？为什么？ 二、基因工程在医药卫生领域的应用 大肠杆菌属于原核生物，细胞中没有内质网和高尔基体，不能对干扰素进行加工和转运，需要在体外进行加工，加上糖基。 酵母菌是真核生物，含有内质网和高尔基体。能对干扰素进行加工和转运。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 思考：与大肠杆菌相比，用酵母菌生产