3.3 基因工程的应用-【生物讲堂】2023-2024学年高二生物同步备课课件（人教版2019选择性必修3）

聚焦 学习目标： 1.举例分别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 第3 节 基因工程的应用 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？ 1.发展现状 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.基因工程在农牧业方面的应用 5)在转基因动物方面，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。 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等方面。 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） 转基因大西洋鲑的优点： 1)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） 2.应用 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 2)转基因抗病植物： 3)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 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 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 4)改良植物的品质： 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 1. 对微生物或动植物的细胞进行基因改造生产药物 我国生产的重组人干扰素、血小板生成素、促红细胞生成素和粒细胞集落刺激因子等。 可以用来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)药物类型： 细胞因子、抗体、疫苗和激素等。 2)用途： 3)成果： 二.基因工程在医药卫生领域的应用 【资料】： 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！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。 传统的干扰素生产方法是从人血中的白细胞内提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。 1980～1982年，科学家用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，从1kg细菌培养液中可20～40mg干扰素。 资料卡——干扰素 注意：抗生素（抗细菌药物）≠干扰素（抗病毒药物） 思考：干扰素生产的操作流程？ 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？ 思考：与大肠杆菌相比，用酵母菌生产人的干扰素有什么优势？ 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。 1.(2023·江苏镇江高二诊断)在应用农杆菌侵染植物叶片获得耐旱基因植株的实验步骤中，不需要的是 A.将转基因细胞进行脱分化和再分化 B.用PEG诱导转基因细胞的原生质体融合 C.将转基因幼苗栽培在干旱环境中以检验植株的耐旱性 D.将耐旱基因插入农杆菌T－