3.3基因工程的应用（教学课件）-高中生物学人教版（2019）选择性必修3(共23张PPT)
文档属性
| 名称 | 3.3基因工程的应用（教学课件）-高中生物学人教版（2019）选择性必修3(共23张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.9MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-07-29 12:26:30 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
选择性必修3第3章第3节
基因工程的应用
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重组人胰岛素并已得到广泛应用。
思考：除了生产胰岛素，基因工程还有哪些应用呢
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：
· 生产成本非常高；
·从猪、牛等动物的胰腺中获取；
· 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；
自20世纪70年代兴起后，基因工程得到飞速发展，展示出广阔前景。
医疗卫
生领域
农牧业 方面
食品 工业
资料一：1996-2017年，全世界转基因 作物种植面积增加了一百多倍；
资料二：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。
资料三：2016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
66×108 t,增 加经济收益近1.3万亿元。
全世界转基因作物种植面积/(×10 hm )
200
189.8
100
一 .基因工程在农牧业方面的应用
1996—2017年，
全世界转基因作物种植趋势变化
基因工程 应用广泛
基因工程优势明显
1.植物方面
年份
1.7
0
2017
1996
一 .基因工程在农牧业方面的应用
2.动物方面
几乎每年都有令人瞩目的研究成果报道，有些成果正进入实用化和商业化开发阶段。 资料四：2015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)
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。
转基因抗虫植物
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
一 .基因工程在农牧业方面的应用
任务1:自主阅读P 8-89,总结基因工程应用于农牧业的6个具体内容
农牧业方面的应用
抗逆性
思考1:转基因抗虫植物导入的是什么基因 具有什么优势
相关基因：具有抗虫功能的基因，优 势 ：植物具有抗虫性 实例：转基因抗虫棉花、玉米、水稻、大豆、马铃薯等
一 .基因工程在农牧业方面的应用
对照 (被害虫侵害的黄绿色植株) 转基因抗虫水稻( 绿色植株)
转基因抗虫植物成为目前防治作物虫害的发展趋势
转基因抗虫植物
非转基因抗虫棉(左) 转基因抗虫棉( 右)
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。
实例：转基因抗病毒甜椒、番木瓜、烟草
一 .基因工程在农牧业方面的应用
右为转基因抗病毒番木瓜 右为转基因抗病毒甜椒
转基因抗病植物
思考1:杂草常常危害农业生产，大量施用除草剂可能存在什么问题 大多数除草剂不仅能杀死杂草，还会损伤作物，导致作物减产。
转基因抗除草剂植物：通过导入降解或抵抗某种除草剂的基因
使得喷洒除草剂时，杀死杂草，同时不会损伤作物
实例：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等
一 .基因工程在农牧业方面的应用
转基因抗除草剂植物
施用除草剂后的
转基因抗除草剂玉米田
资料一：将必需氨基酸含量多的蛋 白质编码基因导入植物中，提高氨 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
资料二：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，大大提高观赏价值。
一 .基因工程在农牧业方面的应用
利用转基因技术改良植物的营养价值、观赏价值等。
改善植物品质
转基因的矮牵牛花
高赖氨酸玉米
30%。
思考：导入什么基因可提高动物的生长速率 外源生长激素基因
资料：我国科学家培育的转生长激素基因鲤鱼，同等养殖条件下， 生长速率比非转基因鲤鱼提高了42%-115%。
一 .基因工程在农牧业方面的应用
提高动物的生长速度
非转基因鲤鱼(上)
转生长激素基因鲤鱼(下)
资料：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，这称为乳糖不耐受。 我国约有1/3 的成年人乳糖不耐受。
思考：请问是否可以想出一个方案，解决我国人群乳糖不耐受的问题 方案：将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，获得的转基因牛，使其分泌
的乳汁中的乳糖含量大大降低。
一 .基因工程在农牧业方面的应用
改善畜产品品质
二 .基因工程在医药卫生领域的应用
任务2:自主阅读P90-91,总结医药卫生领域的应用主要包括哪3个方面
医药卫生领域的应用
对微生物或动植物细胞进行基因改造，使它们能够生产药物，是目前基 因工程取得实际应用成果非常多的领域。
常见药物类型包括细胞因子、抗体、疫苗和激素等，可用来预防和治疗 人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎等。
资料：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基因工程药物均已投放市场。
改造微生物或动植物细胞生产药物
二 .基因工程在医药卫生领域的应用
1 批判性思维
为什么不利用传统技术生产药物，而选择基因工程药品
资料：干 扰 素治疗病毒感染是“万能灵药”!
过去从人血提取，300 L血才提取1 mg!
通过基因工程的方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌， 每1 Kg的培养液可提取20—40 mg干扰素
基因工程药品优点：
>可以解决传统制药中原料来源的不足， >降低生产升本
将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控原件重组，获
得转基因动物。
转基因动物进入泌乳期后，可通过分泌乳汁来生产所需要的药品。称为 “乳腺生物反应器”。
应用：已在牛和山羊等乳腺生物反应器中获得了抗凝血酶、血清白 蛋白、生长激素和α -抗胰蛋白酶等重要医药产品。
用转基因哺乳动物批量生产药物
二 .基因工程在医药卫生领域的应用
乳汁中含有人生长激素的转基因牛 乳汁中含有人凝血因子IX的转基因羊
二 .基因工程在医药卫生领域的应用
用转基因动物做器官移植的供体
人体移植器官短缺是世界性难题，用猪的器官来解决器官的来源问题成为设想 实现的最大难题是免疫排斥。
思考：怎么利用基因工程技术解决免疫排斥的问题呢
用基因工程技术对猪的器官进行改造：
在器官供体的基因组中导入某种调节
因 子， 以抑制抗原决定基因的表达；
或设法除去抗原决定基因。
设想
假如某位心脏病病人换上经过改造的猪心脏后，过上健康
人的生活，在生活中，他会遭到歧视吗 对此你怎么看
生命和健康是人最宝贵的东西，如果一个病人换上了经过改造
的猪心脏重获了健康，我们不仅不能歧视他，还应该从他身上看
到现代生物技术在维持人体健康、治疗疾病等方面的应用价值；
2 关爱生命
基因改造微生物或动 植物的细胞生产药物
让转基因哺乳动物批 量生产药物
用转基因动物作为器 官移植的供体
二 .基因工程在医药卫生领域的应用
医药卫生领域的应用
三 .基因工程在食品工业方面的应用
利用基因工程菌生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等
质粒
重组细菌
基因工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。
核酸切割
插入质粒
重组质粒
送入细胞
细菌拟核质粒
三 .基因工程在食品工业方面的应用
利用基因工程菌生产食品工业用酶、氨基酸和维生素
通过构建基因工程菌，然后用发酵技术大量生产：
①用来凝聚固化奶中的蛋白质的凝乳酶
②用于加工转化糖浆淀粉酶
③用于加工烘烤食物脂 酶
④一种普遍使用的甜味剂，主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成的阿巴斯甜
思考：利用基因工程菌生产食品用的用酶、氨基酸和维生素的原因
√生产成本显著降低、生产效率较高、纯度更高
凝乳酶
农牧业方面
基因工程的应用
医药卫生领域
食品工业方面
小 结 ：
3 课后任务
转基因技术自诞生以来，发展迅速，研究对象已涵盖至少 35科、200多种的植物，涉及大豆、玉米和棉花等重要作物，以 及牧草、花卉和林木等。请课后调查：
1. 目前我国批准发放了那些转基因作物的生产应用安全证书和 进口安全证书
2、你或你的亲朋好友日常生活中使用的生物产品，哪些在生 产过程中用到了转基因技术
选择性必修3第3章第3节
基因工程的应用
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重组人胰岛素并已得到广泛应用。
思考：除了生产胰岛素，基因工程还有哪些应用呢
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：
· 生产成本非常高；
·从猪、牛等动物的胰腺中获取；
· 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；
自20世纪70年代兴起后，基因工程得到飞速发展，展示出广阔前景。
医疗卫
生领域
农牧业 方面
食品 工业
资料一：1996-2017年，全世界转基因 作物种植面积增加了一百多倍；
资料二：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。
资料三：2016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
66×108 t,增 加经济收益近1.3万亿元。
全世界转基因作物种植面积/(×10 hm )
200
189.8
100
一 .基因工程在农牧业方面的应用
1996—2017年，
全世界转基因作物种植趋势变化
基因工程 应用广泛
基因工程优势明显
1.植物方面
年份
1.7
0
2017
1996
一 .基因工程在农牧业方面的应用
2.动物方面
几乎每年都有令人瞩目的研究成果报道，有些成果正进入实用化和商业化开发阶段。 资料四：2015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)
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。
转基因抗虫植物
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
一 .基因工程在农牧业方面的应用
任务1:自主阅读P 8-89,总结基因工程应用于农牧业的6个具体内容
农牧业方面的应用
抗逆性
思考1:转基因抗虫植物导入的是什么基因 具有什么优势
相关基因：具有抗虫功能的基因，优 势 ：植物具有抗虫性 实例：转基因抗虫棉花、玉米、水稻、大豆、马铃薯等
一 .基因工程在农牧业方面的应用
对照 (被害虫侵害的黄绿色植株) 转基因抗虫水稻( 绿色植株)
转基因抗虫植物成为目前防治作物虫害的发展趋势
转基因抗虫植物
非转基因抗虫棉(左) 转基因抗虫棉( 右)
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。
实例：转基因抗病毒甜椒、番木瓜、烟草
一 .基因工程在农牧业方面的应用
右为转基因抗病毒番木瓜 右为转基因抗病毒甜椒
转基因抗病植物
思考1:杂草常常危害农业生产，大量施用除草剂可能存在什么问题 大多数除草剂不仅能杀死杂草，还会损伤作物，导致作物减产。
转基因抗除草剂植物：通过导入降解或抵抗某种除草剂的基因
使得喷洒除草剂时，杀死杂草，同时不会损伤作物
实例：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等
一 .基因工程在农牧业方面的应用
转基因抗除草剂植物
施用除草剂后的
转基因抗除草剂玉米田
资料一：将必需氨基酸含量多的蛋 白质编码基因导入植物中，提高氨 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
资料二：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，大大提高观赏价值。
一 .基因工程在农牧业方面的应用
利用转基因技术改良植物的营养价值、观赏价值等。
改善植物品质
转基因的矮牵牛花
高赖氨酸玉米
30%。
思考：导入什么基因可提高动物的生长速率 外源生长激素基因
资料：我国科学家培育的转生长激素基因鲤鱼，同等养殖条件下， 生长速率比非转基因鲤鱼提高了42%-115%。
一 .基因工程在农牧业方面的应用
提高动物的生长速度
非转基因鲤鱼(上)
转生长激素基因鲤鱼(下)
资料：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，这称为乳糖不耐受。 我国约有1/3 的成年人乳糖不耐受。
思考：请问是否可以想出一个方案，解决我国人群乳糖不耐受的问题 方案：将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，获得的转基因牛，使其分泌
的乳汁中的乳糖含量大大降低。
一 .基因工程在农牧业方面的应用
改善畜产品品质
二 .基因工程在医药卫生领域的应用
任务2:自主阅读P90-91,总结医药卫生领域的应用主要包括哪3个方面
医药卫生领域的应用
对微生物或动植物细胞进行基因改造，使它们能够生产药物，是目前基 因工程取得实际应用成果非常多的领域。
常见药物类型包括细胞因子、抗体、疫苗和激素等，可用来预防和治疗 人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎等。
资料：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基因工程药物均已投放市场。
改造微生物或动植物细胞生产药物
二 .基因工程在医药卫生领域的应用
1 批判性思维
为什么不利用传统技术生产药物，而选择基因工程药品
资料：干 扰 素治疗病毒感染是“万能灵药”!
过去从人血提取，300 L血才提取1 mg!
通过基因工程的方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌， 每1 Kg的培养液可提取20—40 mg干扰素
基因工程药品优点：
>可以解决传统制药中原料来源的不足， >降低生产升本
将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控原件重组，获
得转基因动物。
转基因动物进入泌乳期后，可通过分泌乳汁来生产所需要的药品。称为 “乳腺生物反应器”。
应用：已在牛和山羊等乳腺生物反应器中获得了抗凝血酶、血清白 蛋白、生长激素和α -抗胰蛋白酶等重要医药产品。
用转基因哺乳动物批量生产药物
二 .基因工程在医药卫生领域的应用
乳汁中含有人生长激素的转基因牛 乳汁中含有人凝血因子IX的转基因羊
二 .基因工程在医药卫生领域的应用
用转基因动物做器官移植的供体
人体移植器官短缺是世界性难题，用猪的器官来解决器官的来源问题成为设想 实现的最大难题是免疫排斥。
思考：怎么利用基因工程技术解决免疫排斥的问题呢
用基因工程技术对猪的器官进行改造：
在器官供体的基因组中导入某种调节
因 子， 以抑制抗原决定基因的表达；
或设法除去抗原决定基因。
设想
假如某位心脏病病人换上经过改造的猪心脏后，过上健康
人的生活，在生活中，他会遭到歧视吗 对此你怎么看
生命和健康是人最宝贵的东西，如果一个病人换上了经过改造
的猪心脏重获了健康，我们不仅不能歧视他，还应该从他身上看
到现代生物技术在维持人体健康、治疗疾病等方面的应用价值；
2 关爱生命
基因改造微生物或动 植物的细胞生产药物
让转基因哺乳动物批 量生产药物
用转基因动物作为器 官移植的供体
二 .基因工程在医药卫生领域的应用
医药卫生领域的应用
三 .基因工程在食品工业方面的应用
利用基因工程菌生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等
质粒
重组细菌
基因工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。
核酸切割
插入质粒
重组质粒
送入细胞
细菌拟核质粒
三 .基因工程在食品工业方面的应用
利用基因工程菌生产食品工业用酶、氨基酸和维生素
通过构建基因工程菌，然后用发酵技术大量生产：
①用来凝聚固化奶中的蛋白质的凝乳酶
②用于加工转化糖浆淀粉酶
③用于加工烘烤食物脂 酶
④一种普遍使用的甜味剂，主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成的阿巴斯甜
思考：利用基因工程菌生产食品用的用酶、氨基酸和维生素的原因
√生产成本显著降低、生产效率较高、纯度更高
凝乳酶
农牧业方面
基因工程的应用
医药卫生领域
食品工业方面
小 结 ：
3 课后任务
转基因技术自诞生以来，发展迅速，研究对象已涵盖至少 35科、200多种的植物，涉及大豆、玉米和棉花等重要作物，以 及牧草、花卉和林木等。请课后调查：
1. 目前我国批准发放了那些转基因作物的生产应用安全证书和 进口安全证书
2、你或你的亲朋好友日常生活中使用的生物产品，哪些在生 产过程中用到了转基因技术