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

第3节 基因工程的应用 第3章 基因工程 2024/4/18 2024/4/18 ？ 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？ 抗虫棉、转基因大豆、生产胰岛素等。 重组人胰岛素注射液 基因工程的应用 基因工程自20世纪70年代兴起后，得到飞速发展，展示出广阔前景。 医药卫生领域 食品工业方面 农牧业方面 基因工程的应用 2024/4/18 一、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发展到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。 2024/4/18 【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） 【资料3】黄金大米 普通水稻不含维生素A，以稻米为 主食的一些发展中国家，就可能由于维 生素A的缺乏导致严重的健康问题。人 们将有关酶的基因导入水稻中，并诱导 它们在水稻细胞中得以表达，使水稻中 的双香叶素－二磷酸能转化成β-胡萝卜 素。含有β-胡萝卜素的大米颜色金黄， 被形象地称为“金米”（右图）。人 们食用这种“金米”后，其中的β-胡 萝卜素会在人体内转化成维生素A，为深受维生素A缺乏症之苦的人们带来了 “金色希望”。 普通大米（左）和黄金大米（右） 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。 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 一. 基因工程在农牧业方面的应用 2024/4/18 1.转基因抗虫植物 从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因，导入作物，使其具有抗虫性，是目前防治作物虫害的一种发展趋势。已问世的的转基因抗虫植物有转基因抗虫棉花、玉米、水稻、大豆、马铃薯等。 转基因抗虫水稻（绿色植株）与 对照（被害虫侵害的黄色植株） 2.转基因抗病植物 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。如转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。 一. 基因工程在农牧业方面的应用 2024/4/18 3.转基因抗除草剂植物 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。将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可培育出抗除草剂的作物品种。这样在喷洒除草剂时，田间杂草会被杀死而作物不会受到损伤。目前已经获得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 2024/4/18 4.改良植物的品质 利用转基因技术改良植物的营养价值、观赏价值等。例如，将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，科学家培育的某种转基因玉米中赖氨酸的含量比对照高30%。我国科学家将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中，使它呈现出自然界没有的颜色变异，大大提高了它的观赏价值。 含大量维生素的转基因玉米 转基因大豆，改善粮食作物的营养成分（必须氨基酸）含量高。 抗癌抗衰老的紫色西红柿 改善粮食作物的营养成分含量，如氨基酸、蛋白质. 4.改良植物的品质 11 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） 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