3.3 基因工程的应用-【点亮课堂】2023-2024学年高二生物优选备课课件（人教版2019选择性必修3）

基因工程打破生物体间亲缘关系的限制 减少农药的使用、提高产量、减少成本 基因工程的基本操作程序 高中生物选择性必修三 3 基 因 工 程 biology 2 社会责任 联系当地生产、生活中的具体实例，思考用基因工程的方法解决实际问题,基于基因工程在各方面发展的前景，理性看待基因工程的安全性。 科学思维 基于基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业应用的实例，说明基因工程给社会带来的巨大进步 生命观念 运用结构与功能观等观念理解PCR技术的过程、原理、条件等 目 标 抗病毒基因 鱼类的抗冻蛋白基因 萤火虫的荧光基因 乌龟的长寿基因 人类胰岛素的合成基因 富含赖氨酸的蛋白质合成基因 植物花青素（花色）代谢有关的基因 受体细胞 = 导入 脑洞大开 基因工程 基因工程在农牧业方面的应用 基因工程在医药卫生领域的应用 基因工程在食品工业方面的应用 基因工程在农牧业方面的应用 【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 【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 8.2% 化学杀虫剂施用量减少8.2% 6.6×108 t 作物产量增加了6.6×108 t 1.3万亿元 增加经济收益近1.3万亿元 基因工程在农牧业方面的应用 思考 转基因作物优点是什么？ 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 7 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。 8 基因工程操作的基本程序 基因工程在农牧业方面的应用 1 转基因抗虫植物 转基因抗虫棉 非转基因棉 转基因抗虫水稻（绿色植株） 被害虫侵害的水稻（黄绿色植株） 基因工程在农牧业方面的应用 Bt毒蛋白基因 淀粉酶抑制剂基因 蛋白酶抑制剂基因 植物凝集素基因 阻断或降低蛋白酶的活性，使害虫不能正常消化食物，还会引起厌食反应。 导致细胞膜穿孔，细胞肿胀裂解。 产生的抑制剂可与害虫消化道内的淀粉酶结合。 可与害虫肠道黏膜上的某种物质结合，影响害虫对营养物质的吸收和利用。 抗虫目的基因种类 基因工程在农牧业方面的应用 2 转基因抗病植物 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 基因工程在农牧业方面的应用 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 3 转基因抗除草剂植物 基因工程在农牧业方面的应用 4 改良植物的品质 转基因玉米 黄金大米 转基因蓝玫瑰 13 基因工程在农牧业方面的应用 一种假说认为：CP基因在植物细胞内表达积累后，当入侵的病毒裸露核酸进入植物细胞后，会立即被这些外壳蛋白重新包裹，从而阻止病毒核酸分子的复制和翻译。 另一种假说认为：植物细胞内积累的病毒外壳蛋白会抑制病毒脱除外壳，使病毒核酸分子不能释放出来。 然而最近的研究表明，如果将病毒的外壳蛋白的AUG起始密码缺失，使之不能被翻译，或者将外壳蛋白基因变成反义RNA基因，整合到植物细胞染色体上，转基因植物则有很好的抗性。因此，有人认为抗性机理不是外壳蛋白在起作用，而是CP基因转录出RNA后，与入侵病毒RNA之间的相互作用起到了抗性作用。 拓展 病毒外壳蛋白基因的抗病毒机理 基因工程在农牧业方面的应用 转基因鲤鱼 转基因“超级小鼠” 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。 5 提高动物的生长速率 基因工程在农牧业方面的应用 5 改善畜产品的品质 基因工程在医药卫生领域的应用 药物类型 细胞因子、抗体、疫苗和激素等 预防和治疗疾病 人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎等。 我国上市的基因工程药物 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 基因改造微生物或动植物的细胞生产药物 基因工程在医药卫生领域的应用 干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白，临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病。 干扰素的抗病毒机制（了解） 干扰素其他疗效 对治疗乳腺癌、淋巴癌、多发骨髓瘤和某些白血病等也有一定疗效。 传统生产干扰素的方法 人血液中白细胞内提取，每300 L血液只能提取出1 mg干扰素。 基因工程在医药卫生领域的应用 促红细胞生成素又称红细胞刺激因子、促红素，是一种人体内源性糖蛋白激素，可刺激红细胞生成。缺氧可刺激促红细胞生成素产生，早已有重组人促红细胞生成素用于临床，用于治疗肾功能不全合并的贫血、获得性免疫缺陷综合征或治疗引起贫血、恶性肿瘤伴发贫血及风湿病贫血等多种贫血。 重组人血小板生成素是高特异性的血小板刺激因子，直接作用于骨髓造血干细胞，调控血小板生成的各个阶段，特异性升高血小板。