【生物】基因工程的应用课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

3.3基因工程的应用第3章

基因工程果果仔农牧业方面医药卫生领域食品工业方面基因工程的应用环保领域转基因鲑鱼（后排）和正常鲑鱼（前排）转基因生物有哪些优点？减少化学杀虫剂(农药)使用量增加作物产量、增加经济效益改良动植物品种阅读教材P88-89主要应用为什么做如何做方法成果转基因植物抗虫植物抗病植物抗除草剂植物改良植物品质转基因动物提高动物生长速率改善畜产品品质基因工程在农牧业方面的运用基因工程在农牧业方面的运用转基因抗虫植物1.方法：2.主要杀虫基因：从某些生物中分离出

导入作物，使之具有抗虫性状。①Bt毒蛋白基因③淀粉酶抑制剂基因②蛋白酶抑制剂基因④植物凝集素基因阻断或降低蛋白酶的活性，使害虫不能正常消化食物，还会引起厌食反应。Bt毒蛋白被分解为多肽，与害虫肠上皮细胞的特异性受体结合，导致细胞膜穿孔，害虫死亡。产生的抑制剂可与害虫消化道内的淀粉酶结合。可与害虫肠道黏膜上的某些物质结合，影响害虫对营养物质的吸收和利用。抗虫基因转基因抗虫棉花、玉米、水稻、大豆、马铃薯等。3.成果：减少农药造成的环境污染和对人类健康的损害、降低生产成本、提高产量。4.优点：基因工程在农牧业方面的运用转基因抗病植物1.原因：病害多发，但作物自身缺少抗病基因2.方法：将来源于____________的抗病基因导入植物中，培育出转基因抗病植物。病毒、真菌等3.成果：转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。病毒外壳蛋白基因（CP基因）病毒的复制酶基因抗病毒基因几丁质酶基因抗毒素合成基因抗真菌基因抗病基因

能否稳定遗传？抗病毒转基因植物通常为杂合子，后代会出现性状分离，不能稳定遗传。大多数除草剂损伤作物，导致作物减产。基因工程在农牧业方面的运用转基因抗除草剂植物1.原因：2.方法：3.成果：将____________________________导入作物，可以培育出抗除草剂的作物品种。降解或抵抗某种除草剂的基因转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。基因工程在农牧业方面的运用改良植物的品质（1）改良植物的营养价值富含赖氨酸的转基因玉米目的基因：必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因（2）改良植物的观赏价值转基因矮牵牛目的基因：与植物花青素代谢相关的基因基因工程在农牧业方面的运用提高动物的生长速率方法：将___________________导入动物体内，以提高动物的生长速率。

外源生长激素基因例如,我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼，在同等养殖条件下，转基因鲤鱼的生长速率比非转基因鲤鱼提高了42%～115%。基因工程在农牧业方面的运用改善畜产品的品质方法：将

导入奶牛基因组。肠乳糖酶基因肠乳糖酶基因在奶牛乳腺细胞中表达出乳糖酶，可以分解乳汁中的乳糖。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转基因植物培育过程转基因植物的制备主要用到哪些技术？基因工程、植物组织培养技术。基因工程在农牧业方面的运用转基因动物培育过程基因工程、动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植。转基因动物的制备主要用到哪些技术？基因工程在农牧业方面的运用【练】下列有关目的基因的操作能够改善产品品质的是()A.将草鱼的生长激素基因导入鲤鱼体内B.将肠乳糖酶的基因导入奶牛的基因组C.将降解或抵抗某种除草剂的基因导入玉米D.将Bt抗虫蛋白基因整合到烟草或棉花的基因组并实现表达提高生长速率转基因抗除草剂植物提高植物的抗虫能力B基因工程在农牧业方面的运用基因工程在医药卫生领域的运用【资料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要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4－5g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。【资料2】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。干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！对癌症也有一定疗效。传统的干扰素生产方法是从人血中提取，300L血才提取1mg！

【资料3】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！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了30%-50%!科学家利用基因工程，从1kg细菌培养液中可20-40mg干扰素。基因改造微生物或动植物的细胞生产药物基因工程在医药卫生领域的运用细胞因子、抗体、疫苗和激素等(1)常见药物类型：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。(2)应用：预防治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎等(3)实例：基因改造微生物或动植物的细胞生产药物阅读教材90页有关干扰素的资料①干扰素的化学本质是什么？②干扰素的作用机理是怎样的？③干扰素用于哪些疾病的治疗？④传统生产干扰素的方法是什么？⑤目前大量生产干扰素的方法是什么？⑥我国批准生产的第一个基因工程药物的名称叫什么？用于治疗哪些疾病？糖蛋白干扰病毒复制病毒感染性疾病、乳腺癌、淋巴癌、多发骨髓瘤和某些白血病等从人血液中的白细胞内提取，提取量极少用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得主要用于治疗慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等重组人干扰素α-1b问题2：与大肠杆菌相比，用酵母菌生产人的生长激素有什么优势？

酵母菌为真核生物，有生物膜系统，可通过内质网和高尔基体对产生的生长激素进行加工和修饰，从而产生有活性的胰岛素。大肠杆菌酵母菌干扰素基因质粒重组质粒（基因表达载体）构建大肠杆菌或酵母菌导入可大量生产干扰素的大肠杆菌或酵母菌培养问题1：如何利用基因工程生产干扰素（用流程图表示）基因改造微生物或动植物的细胞生产药物

促红细胞生成素又称红细胞刺激因子、促红素，是一种人体内源性糖蛋白激素，可刺激红细胞生成。缺氧可刺激促红细胞生成素产生，早已有重组人促红细胞生成素用于临床，用于治疗肾功能不全合并的贫血、获得性免疫缺陷综合征或治疗恶性肿瘤伴发贫血及风湿病贫血等多种贫血。重组人血小板生成素是高特异性的血小板刺激因子，直接作用于骨髓造血干细胞，调控血小板生成的各个阶段，特异性升高血小板。基因改造微生物或动植物的细胞生产药物基因工程在医药卫生领域的运用乳腺生物反应器利用转基因哺乳动物批量生产药物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转基因动物药物乳腺生物反应器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转基因动物药物目的基因让药用蛋白基因只在乳腺细胞中特异性表达（启动子具有物种和组织的特异性）使药用蛋白基因存在于转基因动物的几乎所有细胞中显微注射法胚胎培养胚胎移植移植前进行性别鉴定，保留雌性胚胎乳腺生物反应器是指转基因动物，而不是转基因动物的乳腺相对转基因细菌产的药物，该药物的优势：①动物乳腺有完整的蛋白质翻译后修饰系统，生产的蛋白质活性高，更稳定；②产物直接经乳汁分泌，易提取。缺点：受性别和时间限制

继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。基因工程在医药卫生领域的运用膀胱生物反应器利用转基因哺乳动物批量生产药物将目的基因与___________________________________的启动子等调控元件重组在一起。膀胱上皮细胞中特异表达的基因不受性别、年龄的限制，可从动物一出生就收集产物优点：比在乳汁中更容易分离和提取蛋白质产品名称受体细胞临床应用重组人胰岛素大肠杆菌治疗糖尿病重组人红细胞生成素哺乳动物细胞治疗贫血重组人生长激素大肠杆菌治疗生长缺陷重组人表皮生长因子大肠杆菌治疗烫伤、溃疡等重组人肿瘤坏死因子大肠杆菌治疗肿瘤重组人干扰素（多种）酵母菌等治疗病毒感染、肿瘤等重组人白细胞介素大肠杆菌治疗肿瘤重组尿激酶原大肠杆菌治疗心脏病等重组人集落刺激因子哺乳动物细胞辅助治疗血友病、艾滋病等重组人抗血友病因子哺乳动物细胞治疗血友病重组人组织型纤溶酶原激活物哺乳动物细胞溶解血栓部分利用基因工程技术生

产的医用多肽和蛋白质类产品基因工程在医药卫生领域的运用用转基因动物作为器官移植的供体寻找可代替的移植器官（4）最大的难题：（3）猪的优点：（1）问题：（2）解决：人体移植器官短缺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。存在免疫排斥反应在器官供体的基因组中导入

，以抑制

的表达，或设法除去

，再结合

，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。

在人体所有细胞膜的表面，都有作为身份标签的一组蛋白质(主要组织相容性复合体MHC)，能被自身的免疫细胞识别。其他生物的细胞也带有各自的身份标签(相当于抗原)，当它们入侵人体后，能被免疫细胞识别出来，引起免疫排斥。某种调节因子抗原决定基因抗原决定基因克隆技术目的基因基因敲除将猪的器官移植给人为什么会引起免疫排斥？怎么从根本上消除免疫排斥现象？利用基因工程技术改造猪的器官的方法：基因工程在医药卫生领域的运用用转基因动物作为器官移植的供体基因工程在食品工业方面的运用【【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。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。（2）应用：（3）实例：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①阿斯巴甜（1）概念：②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。基因工程在食品工业方面的运用【【基因工程菌】】③淀粉酶、脂酶优点：

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。基因工程在环保领域的应用1治理环境污染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”。“超级细菌”降解泄漏的原油基因工程在环保领域的应用生物乙醇生物柴油植物淀粉/纤维素提取可发酵糖糖化微生物乙醇发酵微生物淀粉酶/纤维素酶生物乙醇的生产流程2生产清洁能源基因工程在环保领域的应用基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。