【课件】3.3基因工程的应用课件2021-2022学年高二下学期生物人教版选择性必修3

3.3基因工程的应用基因工程在农牧业方面的应用11996—2019年全球转基因作物种植面积基因工程在农牧业方面的应用12016年全球转基因作物的种植面积（单位：百万公顷）按国家划分基因工程在农牧业方面的应用1全球转基因作物的种植面积（1996-2016）发达国家和发展中国家（百万公顷，百万英亩）全球转基因作物的种植面积（1996-2016）按作物划分（百万公顷，百万英亩）基因工程在农牧业方面的应用1基因工程在农牧业方面的应用1提高作物的抗逆能力（1）转基因抗虫植物从某些生物中分离出具有抗虫基因，将它导入作物中培育出具有抗虫性①实例：转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻②优点：减少化学农药的使用，降低生产成本，提高产量例：Bt抗虫蛋白基因转基因抗虫棉基因工程在农牧业方面的应用1（2）转基因抗病植物正常番木瓜番木瓜环斑病毒感染的番木瓜将某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中，培育出了转基因抗病植物①实例：转基因抗病毒甜椒、番木瓜、烟草提高作物的抗逆能力基因工程在农牧业方面的应用1非转基因木瓜（左）和抗病毒木瓜（右）（2）转基因抗病植物②优点：减少化学农药的使用，降低生产成本，提高产量。③抗病基因：病毒复制酶基因抗毒素合成基因提高作物的抗逆能力基因工程在农牧业方面的应用1（3）转基因抗除草剂植物①实例：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜、甜菜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将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可以培育出抗除草剂的作物品种。提高作物的抗逆能力基因工程在农牧业方面的应用1实例2：转基因矮牵牛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，大大提高了它的观赏价值。实例1：我国科学家培育出了赖氨酸含量提高30%的转基因玉米改良植物的品质基因工程在农牧业方面的应用1（1）提高动物的生长速率科学家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，如朱作言等育成了转基因鲤鱼（冠鲤）。但冠鲤至今并未获得审批。非转基因鲤鱼（上）与转生长激素基因鲤鱼（下）改良动物的品质基因工程在农牧业方面的应用1（2）改善畜产品的品质实例：科学家们将肠乳糖酶基因，导入奶牛基因组，获得的转基因奶牛分泌的乳汁中，乳糖含量大大降低，而其他营养成分不受影响。改良动物的品质1）对微生物或动植物的细胞进行基因改造生产药物基因工程在医药卫生领域的应用2实例：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。常见药物类型：细胞因子、抗体、疫苗和激素等。基因工程在医药卫生领域的应用2干扰素基因工程在医药卫生领域的应用2干扰素是人体或动物受到病毒侵染后产生的一种细胞因子，是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白，在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病。传统生产方法：从人血液中的白细胞提取。现代生产方法：干扰素基因质粒重组质粒大肠杆菌或酵母菌大量可以生产干扰素的大肠杆菌或酵母菌构建导入培养2）让转基因哺乳动物批量生产药物基因工程在医药卫生领域的应用2①实例：乳腺生物反应器或乳房生物反应器目前已经在牛、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。②应用：③培育过程基因工程在医药卫生领域的应用2人生长激素基因提供受精卵显微注射代孕转基因羊生长激素牛奶载体含有乳腺细胞中特异性表达基因的启动子3）用转基因动物作为器官移植的供体基因工程在医药卫生领域的应用2问题：人体移植器官短缺是世界性难题解决：寻找可代替的移植器官猪的优点：①猪的内脏构造、大小、血管分布与人相似；②猪体内隐藏的致病基因远远少于灵长类动物。最大的难题：存在免疫排斥反应。基因工程在医药卫生领域的应用2对猪器官改造的方法：②设法除去抗原决定基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。①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；基因工程在医药卫生领域的应用2基因工程在食品工业方面的应用31、概念:用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。基因工程构建基因工程菌工业发酵批量生产基因工程菌2、步骤：3、应用：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。如：一种普遍使用的甜味剂（阿斯巴甜），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。阿斯巴甜苯丙氨酸残基天冬氨酸残基基因工程在食品工业方面的应用3基因工程技术：将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉、酵母菌的基因组中，再通过工业发酵批量生产凝乳酶。实例1：凝乳酶凝乳酶：大多数奶酪的生产需要使用凝乳酶来凝聚固化奶中的蛋白质。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。基因工程在食品工业方面的应用3加工转化糖浆需要的淀粉酶，加工烘烤食品用到的脂酶等也都可以通过构建基因工程菌，然后用发酵技术大量生产。优点：相比从天然产物中提取的酶，用基因工程技术获得的工业用酶纯度更高，生产成本显著降低，生产效率较高。实例2：淀粉酶、脂酶练习与应用一、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CA二、拓展应用1.除草剂的有效成分草甘麟能够专一地抑制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。草甘腾没有选择性，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麟的作物。（1）下面是探究“转入外源EPSP合酶基因能否使矮牵牛抗草甘腾”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；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用草甘瞬同时喷酒转基因植株和对照组植株。限制酶和DNA连接酶矮牵牛

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。练习与应用（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