3.3基因工程的应用 课件高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

基因工程的应用学习目标（1）举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用。（科学思维）（2）分析阐明基因工程所解决的关键问题、具体方法和优缺点，并提出科学问题，设计基因工程相关实验方案。（科学思维、科学探究）（3）认识到基因工程的应用具有改善人类生活品质的重要意义，关注基因工程的应用进展。（生命观念、社会责任）任务一：胰岛素的生产变化分析（1）据《2023年中国血糖健康管理行业白皮书》统计，2021年，中国糖尿病报告患者人数达1.41亿人（2）若胰岛素从家畜胰腺中提取，1名糖尿病患者1年胰岛素用量需要上千头牛（3）2022年，基因工程重组胰岛素上市药物已达10种以上，充分满足患者需求，在各类糖尿病治疗药物的市场份额中总占比25.7%思考：基因工程用于胰岛素生产有哪些优势？产量大、提取方便、有效降低市场价格等任务一：胰岛素的生产变化分析（1）据《2023年中国血糖健康管理行业白皮书》统计，2021年，中国糖尿病报告患者人数达1.41亿人（2）若胰岛素从家畜胰腺中提取，1名糖尿病患者1年胰岛素用量需要上千头牛（3）2022年，基因工程重组胰岛素上市药物已达10种以上，充分满足患者需求，在各类糖尿病治疗药物的市场份额中总占比25.7%思考：基因工程用于胰岛素生产可能还存在哪些

技术或生产问题？基因编辑效率、提纯效率、生产设备优化等任务二：基因工程在医药卫生领域的应用思考：请大家结合生活实际，在医药卫生领域

还有哪些能应用基因工程解决的问题？药物的生物生产细胞因子抗体疫苗激素……酶图片引自《生物工程学报》2023年1期封面任务二：基因工程在医药卫生领域的应用干扰素干扰激活经典通路[1]·传统生产从人血液中的白细胞内提取，每300

L血液只能提取出1mg干扰素。·1980-1982年，科学家用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，从1kg培养物中可以得到20～40mg干扰素。[1]LeonidasC.Platanias.Mechanismsoftype-I-andtype-II-interferon-mediatedsignaling.NatureReviewsImmunology.2005,5:375–386.任务二：基因工程在医药卫生领域的应用乳腺/乳房生物反应器受体品种实例[2]乳腺/乳房生物反应器相关基因编辑技术[2][2]梁振鑫,尹富强,刘庆友等.转基因动物乳腺生物反应器相关技术及研究进展[J].中国生物工程杂志,2015,35(2):92-98.任务二：基因工程在医药卫生领域的应用思考：除了药物合成生产，在医药卫生领域

还有哪些能应用基因工程解决的问题？器官移植问题[3]免疫排斥抑制器官改造器官克隆……[3]HanZ,

etal.Vitrificationandnanowarmingenablelong-termorgancryopreservationandlife-sustainingkidneytransplantationinaratmodel.NatCommun.2023;14(1):3407.任务二：基因工程在医药卫生领域的应用世界第二例猪心脏的人类活体移植成功任务三：基因工程在农牧业的应用思考：请大家阅读课本88-89页，总结归纳基因工程在每种应用中着眼的关键问题和具体办法。应用关键问题具体办法转基因抗虫植物抗虫导入抗性基因转基因抗病植物抗病导入抗性基因转基因抗除草剂植物抗除草剂导入降解/抗性基因改良植物品质提高品质导入优良性状基因提高动物的生长速率生长导入生长激素基因改良畜产品的品质提高品质导入优良性状基因任务三：基因工程在农牧业的应用思考：除了以上关键问题，基因工程还可以在

农牧业上有哪些应用？农作物/牲畜性状改造、种植/饲喂条件优化和生产检测等玉米生产的环境胁迫[4][4]YangZ,etal.Geneticandmolecularexplorationofmaizeenvironmentalstressresilience:Towardsustainableagriculture.MolPlant.2023,16(10):1496-1517.任务四：基因工程在食品工业的应用思考：我们每天摄入的食物，是否有基因工程

的产物呢？阿斯巴甜奶酪小补充：基因工程在生物燃料生产的应用微生物靶基因优化方向参考文献S.cerevisiaeADH2提高乙醇产量(Xueetal,2018)T.reeseiXYR1、CEL3A、SUC1、ACE1、SLP1和PEP1提高纤维素酶产量和活性(Fonsecaetal,2020)M.thermophilaCRE-1、RES-1、GH1-1和ALP-1提高纤维素酶产量和活性(Liuetal,2019)Y.lipolyticaYlGSY1消除糖原合成，改善脂质积累(Bhutadaetal,2017)C.oleaginosusD9FAD和D12FAD提高脂质产量和氧化稳定性(Shaiganietal,2023)任务五：基因工程方案设计·选择农牧业、医药卫生、食品工业或生物燃料合成等任一方面，提出一个可以用基因工程解决的小问题。思考：（1）在解决你所提出的问题过程中，要

做哪些准备？有哪些注意事项？

（2）如何设计