3.3基因工程的应用 课件(共33张PPT1个视频)--2025-2026学年高二上学期《生物》（人教版）选必修3
文档属性
| 名称 | 3.3基因工程的应用 课件(共33张PPT1个视频)--2025-2026学年高二上学期《生物》（人教版）选必修3 |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 68.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2026-01-11 16:22:27 | ||
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文档简介
(共33张PPT)
第3章 基因工程
第3节 基因工程的应用
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
根据基因工程的原理我们可以利用下面这些基因培育什么样的个体呢？
受体细胞
=
导入
？
脑洞大开
基因工程自20世纪70年代兴起后， 得到了飞速的发展， 展示出广阔的前景。
基因工程
目录 /CONTENTS
01
02
农牧业方面
医药卫生领域
03
食品工业方面
01农牧业方面①1996-2017年，全世界转基因作物种植面积增加了100多倍。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。②美国是世界上转基因作物种植面积最大的国家③世界转基因作物种植面积最大的是大豆，其次是玉米、棉花；④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；植物方面应用概述01农牧业方面动物方面①几乎每年都有令人瞩目的研究成果报道，有些成果正在进入实用化和商业化开发的阶段；②2015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。发展现状转基因鲑鱼（后排）和正常鲑鱼（前排）应用概述01农牧业方面基因工程被广泛用于_______________、________________________等方面改良动植物品种提高作物和畜产品的产量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具体内容01农牧业方面培育方法：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。实例：转基因抗虫棉、玉米、大豆、水稻和马铃薯等。具体内容1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）01农牧业方面培育方法：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。实例：抗病毒转基因甜椒、番木瓜和烟草等。具体内容2转基因抗病植物01农牧业方面培育方法：将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可培育出抗除草剂的作物品种。实例：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。具体内容3转基因抗除草剂植物抗除草剂玉米01农牧业方面培育方法：利用转基因技术改良植物的营养价值、观赏价值等。实例：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。将与植物花青素代谢相关的基因导入植物中，使它呈现出自然界没有的颜色变异，大大提高观赏价值。具体内容4改良植物的品质抗癌抗衰老的紫色西红柿高赖氨酸玉米转基因矮牵牛01农牧业方面培育方法：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。实例：转基因鲤鱼的生长速率比非转基因鲤鱼提高了42%～115%。具体内容5提高动物的生长速率转入外源生长激素基因的“超级小鼠”转生长激素基因鲤鱼（下）与非转基因鲤鱼（上）01农牧业方面培育方法：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。实例：乳汁中乳糖的含量大大降低的转基因牛具体内容6改善畜产品的品质解决问题：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02医药卫生领域1、对微生物或动植物的细胞进行基因改造生产药物02医药卫生领域1）基因工程药品 —— 胰岛素 将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%! 胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。02医药卫生领域 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1Kg的培养液可提取20—40mg干扰素2）基因工程药品 —— 干扰素干扰素治疗病毒感染是“万能灵药”！过去从人血提取，300L血才提取1mg！“珍贵”程度自不用多说。人干扰素α-2b（安达芬）02医药卫生领域生长激素、乙肝疫苗、人造血液等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。基因工程肝炎疫苗重组人生长激素3）基因工程药品------人造血液02医药卫生领域①实例：乳腺（房）生物反应器②培育过程：2、让转基因哺乳动物批量生产药物目前已经在牛、山羊等动物的乳腺生物反应器中， 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。③应用：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显微注射受精卵泌乳期分泌乳汁转基因动物药物早期胚胎培养胚胎移植早期胚胎02医药卫生领域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猪的优点：最大难题：免疫排斥3、用转基因动物作为器官移植的供体③对猪的器官进行改造的方法：在器官供体的_______中导入某种_________，以______________________，或设法_________________，然后再结合______技术，培育出____________________的__________________。基因组调节因子抑制抗原决定基因的表达除去抗原决定基因克隆不会引起免疫排斥反应转基因克隆猪器官02医药卫生领域 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。
异想天开
利用基因工程菌， 除了可以生产药物， 还能生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等用基因工程的方法， 使外源基因得到高效表达的菌类。①概念：②应用：食品工业方面031基因工程菌食品工业方面
03
应用：
奶酪生产中用来凝聚固化奶中的蛋白质
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
制备方法：
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。
2
实例——阿斯巴甜
2
实例——凝乳酶
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。
食品工业方面03基因工程获得的工业用酶的纯度更高，生产成本显著降低，生产效率较高。应用：制备方法：加工转化糖浆需要淀粉酶，加工烘烤食物要用到脂酶构建基因工程菌， 然后用发酵技术大量生产优点：2实例——淀粉酶、脂酶 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来1环境监测：其他应用：环保领域的应用04其他应用：环保领域的应用042净化污染的环境： 有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。基因工程将能分解三种烃类的假单孢杆菌的基因都转移到能分解另一种烃类的假单孢杆菌内，创造出了能同时分解四种烃类的“超级细菌”。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
课堂小结
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
C
（P92）
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
A
（P92）
二、拓展应用
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_____________________________等处理含有目的基因的DNA片段和T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
（P92）
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。
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。
矮牵牛
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：________________________________________
转基因矮牵牛对草甘膦产生了一定的抗性。
（P92）
（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。
①对照组为非转基因矮牵牛
②理论上增加转入的外源EPSP合酶基因的数量，矮牵牛体内EPSP合酶的表达水平会升高，它对草甘膦的抗性会增强。
将不同拷贝数的EPSP合酶基因分别转入矮牵牛细胞中，培育转基因植株，比较它们对草甘膦抗性的差异。
（P92）
谢谢观看
Thank you
第3章 基因工程
第3节 基因工程的应用
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
根据基因工程的原理我们可以利用下面这些基因培育什么样的个体呢？
受体细胞
=
导入
？
脑洞大开
基因工程自20世纪70年代兴起后， 得到了飞速的发展， 展示出广阔的前景。
基因工程
目录 /CONTENTS
01
02
农牧业方面
医药卫生领域
03
食品工业方面
01农牧业方面①1996-2017年，全世界转基因作物种植面积增加了100多倍。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。②美国是世界上转基因作物种植面积最大的国家③世界转基因作物种植面积最大的是大豆，其次是玉米、棉花；④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；植物方面应用概述01农牧业方面动物方面①几乎每年都有令人瞩目的研究成果报道，有些成果正在进入实用化和商业化开发的阶段；②2015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。发展现状转基因鲑鱼（后排）和正常鲑鱼（前排）应用概述01农牧业方面基因工程被广泛用于_______________、________________________等方面改良动植物品种提高作物和畜产品的产量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具体内容01农牧业方面培育方法：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。实例：转基因抗虫棉、玉米、大豆、水稻和马铃薯等。具体内容1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）01农牧业方面培育方法：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。实例：抗病毒转基因甜椒、番木瓜和烟草等。具体内容2转基因抗病植物01农牧业方面培育方法：将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可培育出抗除草剂的作物品种。实例：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。具体内容3转基因抗除草剂植物抗除草剂玉米01农牧业方面培育方法：利用转基因技术改良植物的营养价值、观赏价值等。实例：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。将与植物花青素代谢相关的基因导入植物中，使它呈现出自然界没有的颜色变异，大大提高观赏价值。具体内容4改良植物的品质抗癌抗衰老的紫色西红柿高赖氨酸玉米转基因矮牵牛01农牧业方面培育方法：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。实例：转基因鲤鱼的生长速率比非转基因鲤鱼提高了42%～115%。具体内容5提高动物的生长速率转入外源生长激素基因的“超级小鼠”转生长激素基因鲤鱼（下）与非转基因鲤鱼（上）01农牧业方面培育方法：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。实例：乳汁中乳糖的含量大大降低的转基因牛具体内容6改善畜产品的品质解决问题：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02医药卫生领域1、对微生物或动植物的细胞进行基因改造生产药物02医药卫生领域1）基因工程药品 —— 胰岛素 将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%! 胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。02医药卫生领域 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1Kg的培养液可提取20—40mg干扰素2）基因工程药品 —— 干扰素干扰素治疗病毒感染是“万能灵药”！过去从人血提取，300L血才提取1mg！“珍贵”程度自不用多说。人干扰素α-2b（安达芬）02医药卫生领域生长激素、乙肝疫苗、人造血液等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。基因工程肝炎疫苗重组人生长激素3）基因工程药品------人造血液02医药卫生领域①实例：乳腺（房）生物反应器②培育过程：2、让转基因哺乳动物批量生产药物目前已经在牛、山羊等动物的乳腺生物反应器中， 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。③应用：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显微注射受精卵泌乳期分泌乳汁转基因动物药物早期胚胎培养胚胎移植早期胚胎02医药卫生领域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猪的优点：最大难题：免疫排斥3、用转基因动物作为器官移植的供体③对猪的器官进行改造的方法：在器官供体的_______中导入某种_________，以______________________，或设法_________________，然后再结合______技术，培育出____________________的__________________。基因组调节因子抑制抗原决定基因的表达除去抗原决定基因克隆不会引起免疫排斥反应转基因克隆猪器官02医药卫生领域 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。
异想天开
利用基因工程菌， 除了可以生产药物， 还能生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等用基因工程的方法， 使外源基因得到高效表达的菌类。①概念：②应用：食品工业方面031基因工程菌食品工业方面
03
应用：
奶酪生产中用来凝聚固化奶中的蛋白质
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
制备方法：
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。
2
实例——阿斯巴甜
2
实例——凝乳酶
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。
食品工业方面03基因工程获得的工业用酶的纯度更高，生产成本显著降低，生产效率较高。应用：制备方法：加工转化糖浆需要淀粉酶，加工烘烤食物要用到脂酶构建基因工程菌， 然后用发酵技术大量生产优点：2实例——淀粉酶、脂酶 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来1环境监测：其他应用：环保领域的应用04其他应用：环保领域的应用042净化污染的环境： 有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。基因工程将能分解三种烃类的假单孢杆菌的基因都转移到能分解另一种烃类的假单孢杆菌内，创造出了能同时分解四种烃类的“超级细菌”。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
课堂小结
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
C
（P92）
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
A
（P92）
二、拓展应用
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_____________________________等处理含有目的基因的DNA片段和T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
（P92）
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。
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。
矮牵牛
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：________________________________________
转基因矮牵牛对草甘膦产生了一定的抗性。
（P92）
（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。
①对照组为非转基因矮牵牛
②理论上增加转入的外源EPSP合酶基因的数量，矮牵牛体内EPSP合酶的表达水平会升高，它对草甘膦的抗性会增强。
将不同拷贝数的EPSP合酶基因分别转入矮牵牛细胞中，培育转基因植株，比较它们对草甘膦抗性的差异。
（P92）
谢谢观看
Thank you