3.3 基因工程的应用 ppt课件-2023新人教版(2019）《高中生物》选择性必修第三册.pptx

1、第2节 基因工程的应用讲课人：xxx第三章 基因工程基因工程的应用基因工程的运用在农牧业方面在医药卫生领域在食品工业方面基因工程在农牧业方面的运用植物转基因抗虫植物非转基因抗虫棉（左）转基因抗虫棉（右）对照（被害虫侵害的黄绿色植株）转基因抗虫水稻（绿色植株）非转基因抗虫玉米（下）转基因抗虫玉米（上）（1）培育方法：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。（2）实例：转基因抗虫棉、玉米、大豆、水稻和马铃薯等。意义：大大减少了化学杀虫剂的使用基因工程在农牧业方面的运用植物转基因抗病植物（1）培育方法：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。（2

2、）实例：抗病毒转基因甜椒、番木瓜和烟草等。基因工程在农牧业方面的运用植物转基因抗除草剂植物一定浓度的生长素类似物 除去单子叶植物中的双子叶杂草如果双子叶植物中出现了双子叶杂草，如何避免喷洒该除草剂对作物的伤害？单子叶植物双子叶植物基因工程在农牧业方面的运用植物转基因抗除草剂植物（1）培育方法：将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可培育出抗除草剂作物品种。（2）实例：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基因工程在农牧业方面的运用植物改良植物的品质营养价值观赏价值 营养价值方面：将富含氨基酸的蛋白质编码基因导入玉米，获得的 转基因

3、玉米中赖氨酸的含量提高30%。高赖氨酸玉米高赖氨酸玉米抗癌抗衰老的紫色西红柿抗癌抗衰老的紫色西红柿基因工程在农牧业方面的运用植物改良植物的品质营养价值观赏价值 观赏价值方面：将与植物花青素代谢有关的基因导入花卉植物矮牵牛中，转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色。转基因矮牵牛普通矮牵牛基因工程在农牧业方面的运用动物提高动物的生长速率（2）实例：转基因鲤鱼的生长速率比非转基因鲤鱼提高了42%115%。转入外源生长激素基因的“超级小鼠”（1）培育方法：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。普通鲤鱼转基因鲤鱼基因工程在农牧业方面的运用动物改善畜产品的品质（2）培育方法：将肠乳糖酶基因导入

4、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。（1）解决问题：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【情景资料【情景资料1 1】胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床上使用的胰岛素主胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg100kg胰腺只能提取胰腺只能提取4 45g5g胰岛素。用该胰岛素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。

5、【情景资料【情景资料2 2】干扰素干扰素是动物或人体细胞受到病毒感染后产生的一种糖蛋白。是动物或人体细胞受到病毒感染后产生的一种糖蛋白。干扰素治疗病毒感染干扰素治疗病毒感染简直是简直是“万能灵药万能灵药”！对癌症也有一定疗效。传统的！对癌症也有一定疗效。传统的干干扰素生产扰素生产方法是从人血中提取，方法是从人血中提取，300L300L血血才提取才提取1mg1mg！基因工程在医药卫生领域的运用怎么做，解决以上难题干扰素：感染病毒的复制基因工程在医药卫生领域的运用对微生物或动植物的细胞进行基因改造生产药物最主要的应用基因工程在医药卫生领域的运用让哺乳动物批量生产药物生物反应器乳腺生物反应器的生产过

6、程获取目的基因构建基因表达载体导入哺乳动物受精卵形成胚胎将胚胎送入母体动物发育成转基因动物（显微注射法）（利用分泌的乳汁生产所需的药物）优点优点 产量高、质量好、成本低、易提取产量高、质量好、成本低、易提取缺点缺点 容易受时间和性别的限制容易受时间和性别的限制乳腺生物反应器不是指乳腺，而是指这个转基因生物基因工程在医药卫生领域的运用让哺乳动物批量生产药物生物反应器乳腺生物反应器 vs 膀胱生物反应器优点：收集产物蛋白比较容易，不必对动物造成伤害。在于从尿中提取蛋白质比在乳汁中提取简便、高效膀胱反应发生器的优点：可从动物一出生就收集产物，不论动物的性别和是否 正处于生殖期基因工程在医药卫生领域的

7、运用可能使建立移植器官工厂的设想成为现实寻求可替代的移植器官，如用猪的器官来解决人类器官移植的来源问题（1）人体器官移植的世界性难题：人体移植器官短缺（2）解决途径：猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似 猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒远远少于灵长类动物（3）猪的优点：（4）最大难题：免疫排斥基因工程在医药卫生领域的运用可能使建立移植器官工厂的设想成为现实如何解决免疫排斥？（1）在器官供体基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达；（2）或设法除去抗原决定基因，然后结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。基因工程在医药卫生领域的运用可能使建立移植器官工厂的设想

8、成为现实基因工程在食品工业方面的运用基因工程菌（1）概念：（2）应用：用基因工程的方法，使外源基因得到高效性表达的菌类基因工程菌除了生产药物，还能生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。基因工程在食品工业方面的运用实例1：阿斯巴甜一种普遍使用的甜味剂，主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，这两种氨基酸可通过基因工程实现大规模生产。基因工程在食品工业方面的运用基因工程在食品工业方面的运用实例1：阿斯巴甜一种普遍使用的甜味剂，主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，这两种氨基酸可通过基因工程实现大规模生产。危害：阿斯巴甜的代谢产物之一苯丙氨酸，在通过血-脑屏障时可能与其他大分子的中性氨基酸竞争，改变脑部原有氨基酸比值，

9、进而干扰神经递质的传递。阿斯巴甜的摄入可能增加患者偏头痛的发生率，或延长病痛持续时间。通过阿斯巴甜对小白鼠实验，可以得出阿斯巴甜降低了幼鼠的空间记忆能力的结果。研究结果表明，孕期和哺乳期食用阿斯巴甜对幼鼠学习、记忆能力均有影响，阿斯巴甜及其代谢产物可能通过血胎屏障，影响脑功能。基因工程在食品工业方面的运用实例2：凝乳酶奶酪生产中用来凝聚固化奶中的蛋白质（1）应用：（2）传统制备方法：杀死未断奶的小牛，将其第四胃的黏膜取出来提取。（3）制备方法：将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因组中，再通过工业发酵批量生产凝乳酶基因工程在食品工业方面的运用淀粉酶、脂酶构建基因工程菌后用发酵技

10、术大量生产所获的酶纯度更高，生产成本显著降低，生产效率较高基因工程技术获得的工业用酶优点：加工转化糖浆需淀粉酶，加工烘烤食物需脂酶基因工程在环保领域方面的运用净化污染的环境培育可以降解多种污染物的“超级细菌”来处理环境污染；转基因抗虫植物基因工程的应用农牧业方面医药卫生方面转基因抗病植物转基因抗除草剂植物改善畜产品的品质提高动物的生长速率改良植物的品质让哺乳动物批量生产药物建立移植器官工厂食品工业方面生产食品工业用酶构建基因工程菌总结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瞟吟和尿嘧啶的含量相等C C练习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练习A