1-3基因工程的应用
基因工程及其应用图解
生燃料生产
利用转基因微生物转化生物质， 生产可再生的生物燃料，减少化 石燃料消耗。
生物修复
利用基因工程技术改造微生物， 用于清除污染物，修复环境污染。
基因工程的伦理和风险问题
1 伦理问题
包括基因改良是否符合道德原则，个体权益和公众利益的平衡。
2 风险评估
需要对基因工程技术的长期影响、安全性和环境风险进行全面评估。
3 透明度和监管
建立透明的监管和管理体系，确保基因工程的安全与可持续发展。
基因工程未来的发展趋势和前景
精准医学
基因工程将在个性化医疗方面发挥重要作用，根据 个体基因信息提供定制化的治疗方案。
可持续农业
基因工程将继续提高农作物的适应性和产量，推动 可持续农业的发展。
基因工程及其应用图解
基因工程是一种革命性的科学技术，可以通过改变生物的遗传信息来创造新 的特性和功能。本演示将介绍基因工程的定义、原理、技术以及在农业、医 学和环境保护领域的应用。
基因工程的基本原理和技术
基本原理
通过定向改变生物的遗传物质， 如 DNA 序列，来改变其性状和 表现。
主要技术
包括基因克隆、DNA 合成、基 因编辑和基因传递等技术，可 精确操控生物的基因。
应用案例
例如，利用 CRISPR-Cas9 技术可 以精确编辑人类基因，治疗某 些遗传病。
基因工程在农业中的应用
作物改良
通过转基因技术可使作物具 有较高的产量、抗病性和耐 逆性，提升农业生产效益。
生物农药
利用基因工程技术培育具有 杀虫或杀菌功能的生物农药， 减少化学农药对环境的污染。
缺陷改良
利用基因编辑技术可修复作 物中的基因缺陷，提高其品 质和营养价值。
2023年人教版高中生物选择性必修3第3章基因工程第3节基因工程的应用
第3节基因工程的应用【课程标准】举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。
【素养目标】1.科学思维:基于基因工程在农牧、医药和食品等行业应用的实例,说明基因工程给社会带来的巨大进步。
2.社会责任:基于基因工程在各方面发展的前景,理性看待基因工程的安全性。
你听说过转基因鲤鱼吗?转基因鲤鱼的生长速率比非转基因鲤鱼提高了42%~115%,它在142天后平均体重达到648 g。
除生长速度快,转基因鲤鱼对饵料的利用率也非常高,这两个因素使得转基因鲤鱼的养殖经济效益比非转基因鲤鱼提高125%。
观看视频《快速生长的转基因黄河鲤鱼》。
思考:1.提高鲤鱼生长速度的目的基因是什么?2.你还知道哪些转基因生物?基因工程有哪些方面的应用?一、基因工程在农牧业方面的应用连一连:基于基因工程在改良动植物品种、提高作物和畜产品的产量等方面的应用,将下列转基因生物和选用的目的基因连线。
【警示】转基因抗虫植物与转基因抗病植物是不同的,转基因抗病植物可以抵抗病毒、真菌等,但不能抗虫。
二、基因工程在医药卫生领域的应用判一判:基于基因工程在医药卫生领域的成果和应用,判断正误。
①对微生物或动植物的细胞进行基因改造,使它们能够生产药物。
(√)②乳腺生物反应器是将药用蛋白基因导入动物的乳腺细胞中。
(×)提示:需将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子重组在一起后导入受精卵中。
③转基因动物需要进入泌乳期才能成为“乳腺生物反应器”。
(√)④用转基因动物做器官移植的供体时,只能通过抑制供体动物抗原决定基因的表达来解决免疫排斥的问题。
(×)提示:还可以设法除去抗原决定基因。
思考:作为乳腺生物反应器的动物,对性别有怎样的要求?提示:应为雌性动物。
三、基因工程在食品工业方面的应用1.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。
2.选一选:以下叙述属于基因工程在食品工业方面应用的是①③。
基因工程的应用实例
基因工程的应用实例一、基因工程在农业领域的应用1. 作物基因改良：通过基因工程技术，可以向作物中引入抗虫、抗病、耐旱、耐盐等有益基因，提高作物的抗逆能力和产量。
例如，转基因玉米可以抵抗玉米螟的侵袭，转基因水稻可以提高水稻的产量和抗虫能力。
2. 动物基因改良：基因工程技术也可以应用于动物的基因改良。
例如，科学家们利用基因工程技术成功地将人类胰岛素基因导入绵羊胚胎中，从而使绵羊能够产生人类胰岛素，为糖尿病患者提供了一种更安全、更有效的治疗方法。
二、基因工程在医学领域的应用1. 基因诊断：基因工程技术可以通过检测人体的基因序列，帮助医生准确地诊断疾病。
例如，通过检测乳腺癌相关基因的突变，可以早期发现乳腺癌风险，及时采取治疗措施。
2. 基因治疗：基因工程技术可以用于治疗一些遗传性疾病。
例如，通过基因工程技术，科学家们成功地治疗了一些免疫系统缺陷病患者，并且正在研究利用基因工程技术治疗其他遗传性疾病，如囊性纤维化等。
三、基因工程在环境保护领域的应用1. 生物降解：基因工程技术可以通过改变微生物的基因组，使其具有降解有机物的能力。
例如，科学家们通过基因工程技术培育出一种可以降解塑料的细菌，为解决塑料污染问题提供了新的途径。
2. 污水处理：基因工程技术还可以应用于污水处理。
科学家们通过基因工程技术改造了一种细菌，使其能够高效地将污水中的有害物质转化为无害物质，从而提高了污水处理的效率和效果。
四、基因工程在生命科学研究中的应用1. 基因功能研究：基因工程技术可以通过改变生物体内的特定基因，研究该基因在生物体发育、生长、代谢等方面的功能。
例如，通过基因敲除或基因过表达的方法，可以研究某个基因在细胞分裂、细胞分化等过程中的作用机制。
2. 基因组学研究：基因工程技术可以应用于对整个基因组的研究。
例如，利用基因工程技术，科学家们可以对某一物种的基因组进行测序，从而了解该物种的基因组结构和功能，为进一步研究提供基础数据。
高中生物-专题-第节-基因工程的应用课件-新人教版选修
[答案] B
金茶花是中国特有的观赏品种，但易被有害真菌感染得 枯萎病，降低观赏价值。科学家在某种植物中找到了抗枯萎 病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种。请据 图回答：
(1)将②连接到①上并形成③，常用到的酶有______。 (2)抗枯萎病的金茶花培育成功，从变异的角度来说，属于 ________。 (3)通过检测，被③侵染的金茶花叶片细胞具备了抗病性， 这说明②已经________。抗病基因是否表达可以从个体水平上 做________实验，简述实验过程______________________。
三、基因治疗 基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产 物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最 有效的手段。 1．基因治疗种类和方法 (1)体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞进行培养， 然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养 ，最后重新输入患者体内。如腺苷酸脱氨酶基因的转移。 (2)体内基因治疗：用基因工程的方法，直接向人体组织细 胞中转移基因。
高中生物 专题 第节 基 因工程的应用课件 新人
教版选修
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2023年5月11日星期四
专题一 第三节 基因工程的应用
1 目标定位
2 预习导学 3 要点精析 4 思维升华
5 知识构建 6 应用探究 7 课时作业
目标定位
1．举例说出基因工程的应用及取得的丰硕成果。(重点) 2．了解基因工程的进展。 3．了解基因工程在农业和医疗等方面的应用。
受体生物
备注
①抗虫但不抗病 毒、细菌、真菌 等；
②培育抗虫作物 的优点：减少环 棉花、水 境污染、降低生 稻等 产成本；
选3：1.3基因工程和应用导学案
1.3 基因工程的应用导学案班级学号姓名【学习目标】1.基因工程的原理和应用。
2.尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案。
3.通过了解我国基因工程的前景及成果，激发学生对生物知识的兴趣，开阔学生的思路。
【学习重点】基因工程在农业和医疗等方面的应用。
【难点预测】基因治疗。
【自主预习1】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中的相应位置用横线标注。
)植物基因工程技术主要用于提高农作物的能力，以及改良农作物的______ __和利用植物生产等方面。
一、植物基因工程硕果累累1、抗虫转基因植物⑴杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、、、植物凝集素基因等。
⑵成果：_______ _____、______ ________等。
2、抗病转基因植物⑴植物的病原微生物：、和细菌等。
⑵抗病基因种类①抗病毒基因：病毒基因和基因。
②抗真菌基因：______ _______基因和基因。
⑶成果：抗烟草花叶病毒的烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。
3、抗逆转基因植物⑴抗逆基因：调节细胞基因使作物抗碱、抗旱；鱼的使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。
⑵成果：具有抗寒能力的烟草、番茄。
4、利用转基因改良植物的品质⑴优良基因：、控制番茄成熟的基因等。
⑵成果：__________________________ ___________________________。
【课内探究1】（结合已学知识，思考以下问题。
将不能完成的问题用红笔画出来，并在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。
）1、植物基因工程主要应用于那些方面？并举例说明取得的相应成果。
2、利用基因工程培育抗盐碱、抗干旱作物，这些抗性基因实际上是什么基因？【自主预习2】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中相应的位置用横线标注。
)二、动物基因工程前景广阔1、用于提高动物的生长速度⑴基因：外源基因。
⑵成果：__________ _____________________。
基因工程技术在医学上的应用
基因工程技术在医学上的应用近年来，科学技术得到了空前的发展，其中基因工程技术作为科技革命的重要一环，取得了重大的突破和进展，成为医学领域中一个备受瞩目的热门话题。
基因工程技术在医学上的应用，可以有效地缓解当前医学领域中很多难以治疗的难点疾病，成为世界上医学领域的一项重要技术。
一、基因工程技术的概述和应用基因工程技术广泛应用于生物医学领域，这是因为它可以帮助我们更好地理解疾病的机制，设计和制造新的治疗方法，最终实现精细的个体化治疗。
基因工程技术主要是指将人类基因进行人工改造，以达到预期的治疗效果，其主要应用有以下几方面：1. 基因治疗：基因治疗是将人工制造的基因导入体内，通过对疾病基因的修复和替换，达到治疗疾病的效果。
这种方法可以治疗例如糖尿病、艾滋病及乳腺癌等疾病。
2. 基因筛查：通过对患者基因进行筛查，可以得出该基因对于疾病的关系。
应用基因筛查的初期目的是通过找出疾病基因的位置，了解疾病基因如何发生变化以及疾病基因的特征，从而为将来治疗提供各种方法探索。
3. 基因药物研究：通过基因工程技术，可以研究药物对特定基因的影响。
这种方法可以帮助我们更好地了解药物的效果，从而为制造更加有效的药物提供思路。
二、基因治疗应用现状目前，基因治疗已经在一些疾病上得到了广泛应用。
比如血友病，这是一种常见的遗传病，一旦患了这种疾病就需要输血进行治疗，但基因治疗可以将正常的基因导入体内，从源头上治疗病患人群。
再比如，肺癌也已经有了基因治疗的应用，阻止基因突变的现象，可以有效地治疗肺癌。
基因治疗技术还有一些问题需要解决，例如难以精准到达治疗部位。
一些新型技术也在快速发展中，例如纳米技术和制备基因材料技术，可以帮助研究人员更好地处理解决目前的一些难题。
基因治疗技术未来还有很大的发展潜力，相信在未来会有更多疾病可以得到基因治疗的应用和成功示范。
三、未来可能的应用基因工程技术在医学中的应用前景非常广阔。
随着我们对基因工程和基因功能的认识提高，基因技术也会在很多方面提供更加有效的治疗方法。
第3章 基因工程：第3节基因工程的应用
第3章基因工程：第3节基因工程的应用一、理清主干知识一、基因工程在农牧业方面的应用二、基因工程在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还能生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。
1．凝乳酶(1)目的基因：编码牛凝乳酶的基因。
(2)受体细胞：大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌。
(3)应用：生产奶酪。
2．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基因工程技术生产。
二、诊断自学效果1．判断下列叙述的正误(1)转基因抗虫植物培育成功后可防治各种害虫(×)(2)将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株(√)(3)利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中(×)(4)由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用(×)2．下列不属于利用基因工程技术制取的药物是()A．从大肠杆菌体内获得白细胞介素B．从酵母菌体内获得干扰素C．从大肠杆菌体内获得胰岛素D．从青霉菌体内获得青霉素解析：选D利用基因工程技术可制取药物，如将外源白细胞介素基因导入大肠杆菌中并表达制取白细胞介素，使外源干扰素基因在酵母菌体内表达获得干扰素，使外源胰岛素基因在大肠杆菌体内表达获得胰岛素。
青霉素是由青霉菌自身基因表达产生的，因此在青霉菌体内提取的青霉素不属于基因工程药品。
3．我国已能自行生产乙肝疫苗等基因工程药物，乙肝疫苗的生产方法是()A．在受体细胞内大量增殖乙肝病毒B．在液体培养基中大量增殖乙肝病毒C．将乙肝病毒的全部基因导入受体细胞并表达D．将乙肝病毒的表面抗原基因导入受体细胞并表达解析：选D疫苗具有抗原性，乙肝病毒的抗原性由蛋白质外壳决定，所以生产乙肝疫苗利用的是乙肝病毒的蛋白质外壳。
生产乙肝疫苗的方法是获取乙肝病毒表面抗原基因，将其导入受体细胞，使受体细胞表达乙肝病毒的蛋白质外壳。
基因工程在农业领域的应用
基因工程在农业领域的应用随着科技的不断发展，基因工程技术的应用范围也越来越广泛。
近年来，基因工程技术在农业领域的应用逐渐受到关注，并取得了不少成果。
本文将重点探讨基因工程技术在农业领域的应用，以及其对农业发展的影响。
一、基因工程技术在农业领域的应用1.优化农作物基因基因工程技术可以通过改造农作物的基因序列，使其更适合环境和生长条件。
比如可以在玉米的基因中加入一些修饰基因，使其更耐旱、耐病和抗虫，提高产量和品质。
同时，对水稻基因进行改造，增加谷氨酸转移酶的表达量，使其含有更高的蛋白质，从而解决饮食中缺乏蛋白质的问题。
2.育种技术的提升基因工程技术可以快速、精准地检测出育种过程中的优势基因，并在育种中使用。
例如，将基因剪切器CRISPR-Cas9技术应用于育种中，可以快速制作出具有目标基因的“优良种”，大幅缩短育种周期，提高了育种效率。
3.环境污染治理基因工程技术可以将一些能够“吃”有害物质的基因导入到某些作物中，使其具有解毒能力，对环境污染问题产生一定的治理作用。
例如，转基因的植物可以通过吸收土壤中的重金属离子、毒素等物质，有效减轻了污染物的残留量。
二、基因工程技术对农业的影响1. 提高农作物产量并改善农作物品质基因工程技术可以优化种子的基因，增加其抗性、耐寒或耐旱的能力，提高作物的产量和品质。
这不仅有助于农业发展，也有利于提高人们的饮食品质和健康水平。
2. 减少农药、化肥等化学物质的使用基因工程技术的应用可以减少对于农药和化肥的依赖。
通过改变作物的基因组，其抗病能力和抗虫能力得到提升，减少农民对于化学农药的使用。
这不仅可以降低农产品残留物的含量，更重要的是减少了人们在饮食中摄入农药残留等有害物质的风险。
3. 保护环境基因工程技术可以提高植物的抗病、抗虫能力，降低农业上市产品残留物的容忍度，进一步减少了非球性污染物的排放，减轻了农业生态环境对环境的负面影响。
4. 带动经济发展基因工程技术不仅促进了农业生产和食品产业的发展，还带动了生物技术研究和制药业的进步。
基因工程技术应用
基因工程技术应用
基因工程技术是一种利用现代生物技术修改和操作生物体基因组的方法。
它已被广泛应用于医学、农业、环境保护、工业等领域，具有广阔的应用前景。
以下是基因工程技术的一些应用：
1.医学领域：基因工程技术可用于制造生物制品，如疫苗、生长因子、单克隆抗体等，并用于基因治疗、基因诊断和基因药物研发。
2. 农业领域：基因工程技术可用于转基因作物的研究和开发，使植物具有抗虫、抗病、耐旱等优良性状，提高作物产量和品质，并减少农药的使用。
3. 环境保护：基因工程技术可用于生物修复，通过改良微生物的代谢途径和生物降解能力，降解化学污染物和有机废弃物，达到环境保护的目的。
4. 工业生产：基因工程技术可用于大肠杆菌等微生物的发酵工业，生产多种化学物质和能源，在环保、生物技术、新材料等领域有广泛应用。
总的来说，基因工程技术的应用范围和前景非常广泛，可以改善人类生活品质和促进社会发展。
基因工程的应用及蛋白质工程
了T4溶菌酶的耐热性。
回答下列问题：
该资料属于 工程的范畴。该工程是指以分子生物学相关理论 进行改造，或制造 为基础，通过基因修饰或基因合成，对
一种
的技术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原
序列发生了改变。
因是组成该酶肽链的
【解析】资料中对基因进行改造，结果得到耐热性提高的蛋白质，因 此属于蛋白质工程的范畴。蛋白质工程是指以分子生物学相关理论为
【解析】(1)基因工程中目的基因和载体需要同一种限制性核酸内切 酶切割产生相同的黏性末端，使目的基因与载体结合，载体中与 RNA 聚合酶识别和结合的部位是启动子。 (2)原代培养产生的细胞需用胰蛋白酶处理，分散成单个细胞。 (3)检测目的基因是否转录需提取受体细胞中的 RNA进行分子杂交；由 图2可知let-7基因翻译抑制则不能产生RAS蛋白，因此RAS蛋白减少，
【备选考点】基因工程的应用和蛋白质工程 1.基因工程的应用：
(1)乳腺生物反应器。
①优点：产量高、质量好、成本低、易提取等。 ②操作过程：获取目的基因→构建基因表达载体→显微注射导入哺乳
动物受精卵中→形成早期胚胎→将胚胎移植到母体动物子宫内→发育
成转基因动物→在雌性个体中目的基因表达，从分泌的乳汁中提取所 需蛋白质。
2
项 目 过 程 实 质 结
蛋白质工程
基因工程
预期蛋白质功能→设计预 期的蛋白质结构→推测应 有的氨基酸序列→找到相 对应的脱氧核苷酸序列
获取目的基因→构建基因 表达载体→将目的基因导 入受体细胞→目的基因的 检测与鉴定
定向改造生物的遗传特性， 定向改造或生产人类所需 以获得人类所需的生物类 的蛋白质 型或生物产品 可生产自然界没有的蛋白 只能生产自然界已有的蛋