3.3 基因工程的应用（2课时）课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学课件聚焦基因工程的应用，涵盖农牧业、医药卫生、食品工业三大领域。通过“温故知新”回顾操作步骤，结合“从社会中来”的胰岛素案例导入，搭建旧知到新知的学习支架，帮助学生衔接前后知识。 其亮点是以任务驱动（如自主阅读完成学案）和实验探究（如抗草甘膦矮牵牛实验）为主线，通过问题链（如乳腺生物反应器启动子作用分析）培养科学思维与探究实践能力。知识网络系统梳理应用要点，练习结合实例巩固，助力学生构建知识体系，也为教师提供结构化教学资源。

温故知新 　　　　基因工程的操作步骤 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 2 3 4 1 目的基因的筛选与获取 常用PCR获取和扩增 目的基因、启动子、终止子、标记基因、复制原点 花粉管通道法、农杆菌转化法、显微注射法、 Ca2+处理 分子检测：是否插入、转录、翻译 个体水平：是否具有抗性以及抗性强度等。 第3节 基因工程的应用 第3章 基因工程 1.基因工程的应用有哪些？ 2.怎样理性地看待基因工程在生产和生活中的应用？ 人教版选择性必修2 本节聚焦： 人教版选必修3 从社会中来 课本P87 胰岛素是治疗糖尿病的特效药物。 第一代胰岛素：于1924年从狗的胰腺提取物中发现，后 改用猪和牛的胰腺中大规模提取胰岛素，称为动物源性 胰岛素。 第二代胰岛素：是基因重组人胰岛素，它是利用转基因 大肠杆菌或酵母菌合成的胰岛素，和人天然胰岛素的氨 基酸系列一样，因此胰岛素过敏现象减少，而且降糖效果明显比动物源性胰岛素好；（基因工程的应用） 第三代胰岛素：为胰岛素类似物，例如甘精胰岛素就是胰岛素类似物。胰岛素类似物主要是通过生物技术改变人胰岛素的氨基酸序列，或者增加个别氨基酸，具有起效快，疗效好。（蛋白质工程） 基因工程应用 基因工程自20世纪70年代兴起后，得到了飞速的发展。 医药卫生领域 食品工业方面 农牧业方面 基因工程的应用 探索新知1 一、基因工程在农牧业方面的应用（P87-89) 【任务1】请同学们自主阅读教材P87-89，完成金版学案P85。 探索新知1 一、基因工程在农牧业方面的应用（P87-89) 【任务1】请同学们自主阅读教材P87-89，完成金版学案P85。 2.转基因动物 阅读教科书中相关内容,概述如何通过基因工程提高动物的生长速率和改善畜产品的品质。 (1)提高动物的生长速率。 ①措施:将___________基因导入动物体内,提高动物的生长速率。 ②成果:转基因鲤鱼。 (2)改善畜产品的品质。 ①措施:将________基因导入奶牛基因组,使获得的转基因牛分泌的乳汁中,________的含量大大降低,而其他营养成分不受影响。 ②解决问题:有些人由于________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。 探索新知1 一、基因工程在农牧业方面的应用（P87-89) 转基因抗病毒甜椒 转基因抗病毒番木瓜 转基因抗除草剂大豆 转基因抗除草剂玉米 黄金大米 转基因矮牵牛花 转基因大豆 探索新知1 一、基因工程在农牧业方面的应用（P87-89) 转基因鲤鱼 转基因“超级小鼠” 转基因奶牛 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 练习与应用 课本P92 二、拓展应用 1.除草剂的有效成分草甘膦能够专一地抑制EPSP合酶的活性，从而使植物体内多种代谢途径受到影响而导致植物死亡。草甘膦没有选择性，它在除掉杂草的同时也会使作物受损。解决这个问题的方法之一就是培育抗草甘膦的作物。 (1)下面是探究“转入外源EPSP合酶基因能否使矮牵牛抗草甘膦”的流程，请补充完整。 ①用 等处理目的基因和Ti质粒，构建重组Ti质粒; ②将重组Ti质粒转入农杆菌中; 限制酶和DNA连接酶 ③利用含有重组Ti质粒的农杆菌侵染_______细胞，再通过培育得到转基因植株； ④用草甘膦同时喷洒转基因植株和对照组植株。 结果:对照组植株死亡，转基因植株存活，但也受到了影响。 结论： 。 矮牵牛 转基因矮牵牛对草甘膦产生了一定的抗性 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 练习与应用 课本P92 二、拓展应用 （2）请思考并回答下列问题。 ①在该实验中，对照组是怎样设计的？ ②如果增加转入的外源 EPSP 合酶基因的数量，转基因矮牵牛对草甘膦的抗性是否会增加？ 请你给出进一步探究的思路。 理论上会 探究思路： ①将不同数量的EPSP合酶基因分别转入矮牵牛细胞中，培育出转基因植株， ②用相同浓度的草甘膦同时喷洒各组转基因植株， ③观察并比较各组转基因植株的存活情况（对草甘膦抗性的差异）。 对照组为非转基因矮牵牛 探索新知2 二、基因工程在医药卫生领域的应用（P90-91) 对微生物或动植物的细胞进行基因改造，使它们能够生产药物，如细胞因子、抗体、疫苗和激素等。 【资料】干扰素是一种具有干扰病毒复制 作用的糖蛋白。广泛用于治疗病毒感染性 疾病，对某些癌症也有一定疗效。传统的 干扰素生产方法是从人血中提取，300L血 才提取1mg干扰素！科学家利用基因工程， 从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得干扰素， 1kg培养物中可20-40mg干扰素。1993年，我国批准生产的第一个基因工程药物，重组人干扰素α-1b。 探索新知2 二、基因工程在医药卫生领域的应用（P90-91) 请书写生产干扰素的转基因大肠杆菌的流程图？ 干扰素基因 质粒 重组质粒 大肠杆菌 可生产干扰素的大肠杆菌 培养 Ca2+处理 构建 大肠杆菌合成的干扰素可以直接使用? 干扰素是糖蛋白，需要内质网和高尔基体进行加工才能具有生物活性。但是大肠杆菌是原核生物，只含有核糖体，所以还需要加工才可以使用。 探索新知2 二、基因工程在医药卫生领域的应用（P90-91) 【资料】 基因工程在蛋白质药物生产中的应用 利用基因工程生产蛋白质药物,经历了三个发展阶段:第一阶段,将人的基因导入细菌细胞;第二阶段,将人的基因导入小鼠等动物细胞(这两个阶段都是进行细胞培养,提取药物);第三阶段,将人的基因导入 活的动物体内,再饲养这些转基因动物,从动物乳汁或尿液 中提取药物。 (1)将人的基因导入异种生物细胞或体内,能够产生药用蛋白的原理是什么? (2)第三阶段是构建了生物反应器生产药物，请书写流程图？ 基因控制蛋白质的合成 探索新知2 二、基因工程在医药卫生领域的应用（P90-91) (3)在培育动物乳腺生物反应器时，为什么将目的基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起? (4)人们只在转基因牛的乳汁中获取药用蛋白,是因为只有转基因牛的乳腺细胞中才有药用蛋白基因（目的基因）？ 保证目的基因只有乳腺细胞中表达 药用蛋白基因 乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件 基因表达载体 受精卵 泌乳期分泌乳汁含有 转基因动物 药物 早期胚胎 显微注射 胚胎移植 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 练习与应用 金版P88 答案:A 【例4】研究人员仿照制备乳腺生物反应器的思路,制备了一种膀胱生物反应器,用其获得人体特殊功能蛋白W的基本过程如下页左上图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A.步骤①和②所代表的操作分别是显微注射、早期胚胎培养 B.步骤③一般选择发育良好、形态正常的桑葚胚或原肠胚 C.转基因动物乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的遗传信息不同 D.膀胱生物反应器将会受到转基因动物的性别和年龄的限制 （1）器官移植面临的哪两大难题：_________________________ （2）选猪的原因： （3）如何解决异种移植产生的免疫排斥： 在器官供体的基因组中导入 ______________________，以_______________________， 或设法__________________，再结合_____技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。 探索新知2 二、基因工程在医药卫生领域的应用（P90-91) 2.建立移植器官工厂 器官短缺、免疫排斥 调控基因表达的DNA序列 抑制抗原决定基因的表达 除去抗原决定基因 克隆 1.工程菌的概念： 2.在食品工业方面的成果： 3.基因工程技术获得的工业用酶的优点： 4.其它领域： 探索新知3 三、基因工程在食品工业方面的应用（P91) 利用基因工程菌除了可以生产药物，还能生产食品工业酶、氨基酸和维生素。 用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。 纯度更高，生产成本显著降低， 生产效率较高 知识网络 基因工程在农牧业方面的应用 1.转基因抗虫植物 2.转基因抗病植物 3.转基因抗除草剂植物 4.改良植物的品质 5.提高动物的生长速率 6.改善畜产品的品质 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 1.对微生物或动植物的细胞进行基因改造，使它们能 够生产药物。 2.利用基因工程技术，可以让哺乳动物批量生产药物， 如乳腺生物反应器。 3.用转基因动物作器官移植的供体等。 构建基因工程菌生产食品工业用酶、氨基酸、维生素 探究·实践 探究·实践 探究·实践 探究·实践 练习与应用 课本P92 一、概念检测 1.将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新导入大肠杆菌的细胞内，再通过发酵工程就能大量生产人生长激素。下列相关叙述正确的是  (  ) A.转录生长激素基因需要解旋酶和DNA连接酶 B.发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初生代谢物 C.大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传 D.大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤和尿嘧啶的含量相等 2.基因工程应用广泛，成果丰硕。下列不属于基因工程应用的是  (  ) A.培育青霉菌并从中提取青霉素 B.利用乳腺生物反应器生产药物 C.制造一种能降解石油的“超级细菌” D.制造一种能产生干扰素的基因工程菌 C A Lavf58.76.100 应用 措施 成果 转基因抗虫植物 将具有 功能的基因,导入作物中培育出具有抗虫性的作物 转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等 转基因抗病植物 将 基因导入植物中,培育出转基因抗病植物 转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等 转基因抗除草剂植物 将 的基因导入作物,培育出抗除草剂的作物品种 转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等 改良植物的品质 将 1 1 基因导入植物中,可以提高这种氨基酸的含量 改良植物的 1 1 等 优点 化学杀虫剂的施用量 ,作物产量 ,经济效益 1 Lavf58.76.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 Lavf58.76.100 Lavf58.51.100 $