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新人教版高中生物选修3基因工程的应用ppt课件

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生物：1.3《基因工程的应用》ppt(新人教版选修3)

生物：1.3《基因工程的应用》ppt(新人教版选修3)
例：1990年，美国正式开始首例重度免疫缺陷症的临床 基因治疗，患者是一个小女孩，因为她编码的腺苷酸脱氨 酶（简称ADA）基因发生了突变。研究人员首先克隆了人 体正常的腺苷酸脱氨酶基因（ada），然后将其转入患者 有缺陷的T淋巴细胞中，经过培养、转化后的T淋巴细胞 可以产生ADA，最后将成千上万的这种转基因的T淋巴细 胞注射到患者骨髓组织中。3年后，这个女孩体内50％的 T淋巴细胞出现了新的ada，并能合成ADA，患者的免疫 功能得到修复，症状明显缓解，治疗取得成功。
问题1：传统的育种方法有哪些？ 杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种 问题2：传统的育种方法能否解决不同种生物之 间优良性状的重组问题？
问题3：基因工程技术如何解决不同种生物之间 优良性状的重组问题？
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1、转基因植物
转基因植物的产生过程
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1）抗虫转基因植物
转基因抗虫水稻（绿色）与对照（枯黄）
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6、下列属于利用基因工程技术培育的新品种的是 （） Ａ、耐寒的小黑麦 Ｂ、抗棉铃虫的转基因抗虫棉 Ｃ、太空椒 Ｄ、试管牛
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7、下列不属于利用基因工程技术制取的药物是 （） A、从大肠杆菌体内制取白细胞介素 B、在酵母菌体内获得的干扰素 C、在青霉菌体内提取青霉素 D、在肠杆菌体内获得胰岛素
转鱼抗寒基 因的番茄
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4）利用转基因改良植物的品 质
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• 基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么？
繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶 率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。
该过程的重要步骤是通过感染或显微注 射技术将重组DNA转移到动物受精卵中。
将人的生长激素 基因和牛的生长素基 因分别注射到小白鼠 受精卵中，得到的 “超级小鼠”。

人教版高中生物选修3专题一课题113基因工程的应用课件共39张PPT[可修改版ppt]

人教版高中生物选修3专题一课题113基因工程的应用课件共39张PPT[可修改版ppt]

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。
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%!
用转基因的植物生产药物
转基因抗乙肝西红柿(中国)，虽然不能治愈 乙肝，但一年只吃几个抗乙肝西红柿，就完全能 代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食 品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经过多代繁 殖，使转入的基因稳定化。
注意事项： 要用同一种限制酶切取目的基因
和运载体，并用DNA连接酶连接。 1、常用的受体细胞： 大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植 物细胞等 2、常用微生物作受体细胞的原因：
微生物增殖快、代谢快、目的产物多
一般检测：标记基因是否表达
1、基因工程与作物育种
抗虫转基因植物
生长快、肉质好的转基因 乳汁中含有人生长激素的
甚至还可以吸收和转化污染物。
“金大米”
转基因草莓
有玫瑰花和柠檬的香味 转基因西红柿
转基因植物的安全性争论
• 支持派认为：如果转基因农业生物技术得 不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且 强调，迄今为止并没有发现转基因食品危 害人体健康和环境的确切证据。
转基因生物有利的一面:
⑴改变传统的育种方式缩短育种时间。培育 出高产优质、抗病虫害、抗旱、抗盐碱，抗除 草剂等特性的作物新品种。
2、“基因针线”——DNA连接酶
连 GCATTACGAT接酶TAGCTATAATATCGCGGCTAATGCTATAAATTCGCGCGTAATAT
连接酶的作用：将脱氧核糖和磷酸交 替连接的DNA骨架
连接的部位： 的缺口“缝合”。 生成磷酸二酯键

人教版 选修3 基因工程的应用 课件 (69张)

人教版 选修3 基因工程的应用 课件 (69张)
(2)成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。
3．利用转基因改良植物的品质 (1)优良性状基因：必需氨基酸含量多的蛋白质编码 基因、控制番茄果实成熟的基因和与植物花青素代谢有 关的基因。 (2)成果：富含赖氨酸的转基因玉米、转基因延熟番 茄和转基因矮牵牛。
要点二 动物基因工程前景广阔
应用
基因来源或处理
成果
其次是对患者进行相关细胞的基因替换，如对于遗传性 糖尿病患者，只对胰腺的胰岛B细胞进行基因替换，该 个体就能正常分泌胰岛素，使糖尿病得以治疗。但这种 局部细胞的基因替换，并没有改变患者其他部位细胞的 基因，如精原细胞，因此其后代很可能会患遗传性糖尿 病。
(3)基因治疗目前还处于初期的临床试验阶段。可以 说，在没有完全解释人类基因组的运转机制，充分了解 基因调控机制和疾病的分子机理之前，进行基因治疗是 十分困难的。
【例题3】 下列关于基因工程应用的叙述，正确的 是( )
A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 B．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 C．一种基因探针能检测水体中的各种病毒 D．原核生物的基因不能用来进行真核生物的遗传 改良
2．操作过程
3．乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较
比较项目 乳腺生物反应器
工程菌
哺乳动物基因的结构 细菌或酵母菌等生物
基因结构 与人类基因的结构基 基因的结构与人类基
本相同
因的结构有较大差异
细菌细胞内没有内质
基因表达
合成的药物蛋白与天 网、高尔基体等细胞 然蛋白质相同 器，合成的药物蛋白
可能没有活性
(3)金茶花叶片细胞具有抗病性，说明抗病基因已完成了 表达。
答案 (1)PCR
(2)同种限制性核酸内切酶
—G —CTTAA

人教版选修3 1.3 基因工程的应用 课件(62张)

人教版选修3 1.3 基因工程的应用 课件(62张)

项目
乳腺生物反应器
工程菌
合成的药物蛋白与天然 细菌合成的药物蛋
基因表达
蛋白质相同
白可能没有活性
受体细胞
动物受精卵
微生物细胞
目的基因的导 入方式
显微注射法
感受态细胞法
药物提取 从动物乳汁中提取
从微生物细胞或其 培养液中提取
基因工程应用的四个易混点 (1)动物基因工程的目的不仅是为了培育体型巨大的动物，更重 要的是改良畜产品的品质或者是用转基因动物生产药物。 (2)高产青霉菌是诱变产生的，不是通过基因工程改造的工程菌。 (3)乳腺生物反应器的操作过程中，构建基因表达载体时，目的 基因首端要连接乳腺蛋白基因的启动子，否则目的基因在乳腺 上皮细胞中不能转录。构建好的基因表达载体导入受精卵，而 不是乳腺上皮细胞，这样由受精卵发育成的个体细胞均含有目 的基因(如药用蛋白基因)，但其只在乳腺上皮细胞中表达。
1．目前人类利用基因工程的方法成功培育出转基因抗虫棉， 下列说法正确的是( ) A．苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因与质粒结合后直接进入棉花 的叶肉细胞表达 B．抗虫基因导入棉花叶肉细胞后，可通过传粉、受精的方法， 使抗虫性状遗传下去 C．标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因 D．连续种植转基因抗虫棉不会改变棉铃虫的抗性
度
基因
鲤鱼
改善畜产品的品质 肠乳糖酶基因
转基因牛分泌的乳 汁中__乳__糖___含量少
应用
基因来源
成果
项目
转基因动物 生产药物
药用蛋白基因＋ _乳__腺__蛋__白___基__因__ 的启动子
乳腺(房)生物反应器
利用克隆技术培育 转基因动物作器官 抑制或除去
移植的供体 __抗__原__决__定___基因 没有免疫排斥反应 的猪器官

新人教版生物选修三1.3：基因工程的应用(共31张PPT)

新人教版生物选修三1.3：基因工程的应用(共31张PPT)

随堂测试
随堂测试
1、基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复。
（× ）
2、基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳
产、品质优良和具有抗性的农作物。（ √ ）
3、用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒。
（× ）
这个4岁女孩由于遗传基因有缺陷，自身不能生产ADA，先天性免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。 当用一段已知基因的核苷酸序列作为探针，与被测基因进行接触，若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测基因中含有已知的基因 序列。
4、用转基因的动物作器官移植的供体
用转基因动物的器官做移植的供体最大 的问题是免疫排斥，科学家正在试图导入某 些调节因子来抑制抗原决定基因的表达或设 法去掉抗原决定基因，以期培育出无免疫排 斥的转基因克隆猪器官。
三、基因工程药物异军突起
在传统的药品生产中，某些药品如胰岛 素、干扰素直接从生物的组织、细胞或血液 中提取。由于受原料来源限制，价格十分昂 贵。可利用什么方法来解决上述问题？
国只有14%的消费者愿意接受转
转基因大豆，改善粮食作物的营养成分含量
可利用什么方法来解决上述问题？
4、作为器官移植的供体
4、作为器官移植的供体
人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗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。
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，是治疗遗传病的最有效的手段。
3 基因工程的应用 6、有关基因治疗说法正确的是（ ） 由于受原料来源限制，价格十分昂贵。
2、用于改善畜产品的品质 体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移的治病方法。
可利用什么方法来解决上述问题？
2）从乳汁中获取目的基因产物，产量高，易提纯，表达的蛋白质已经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性。 3、用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒。 4、作为器官移植的供体 几丁质酶基因、

人教版高中生物选修三1.3 基因工程的应用 课件 (共28张PPT)

人教版高中生物选修三1.3 基因工程的应用 课件 (共28张PPT)

1、用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程 是怎样的？
2、用动物乳腺作为反应器，生产高价值的蛋白质（如： 血清白蛋白、抗凝血酶等）比工厂化生产的优越之处 有哪些？
乳腺生物反应器的操作过程：
获取目的基因 构建基因表达载体 （药用蛋白基因） （药用蛋白基因与乳腺蛋白基因
的启动子等调控组件重组）
植物基因 工程应用
动物基因 工程应用
【课堂练习】
1、 科学家能利用基因工程技术培育出特殊 的西红柿、香蕉，食用后人体内可产生特定 的抗体，这说明这些西红柿、香蕉中的有丰富的免疫球蛋白 B．含有某种抗原特异性物质 C．含有一些生活的病菌 D．能刺激人体内的效应T细胞分泌抗体
受精卵 中。 ________
2.继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物 发生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。请回答：
DNA分子杂交 技术检测外源基因 3）通常采用_____________
是否插入了小鼠的基因组。
转入荧光酶的转基因烟草苗
【合作探究1】
（结合已学知识，思考以下问题，并在小组内讨论交流，将交流的 结果整理在导学案上。）
1、转基因抗虫棉是转入的何种抗虫基因？来自于哪种生 物体内？抗虫棉的培育过程？抗虫转基因植物出现的 意义？
2、利用基因工程培育抗虫棉，与诱变育种和杂交育种相 比，有什么优点？是属于哪种变异？
4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在 小鼠的膀胱上皮 _________细胞中特异表达。
显微注射
形成胚胎
（哺乳动物受精卵中）
将胚胎送入 母体动物 动物进入泌乳期
（分泌的乳汁中包 含所需要的药物）

基因工程的应用课件(共25张PPT)高二下学期生物人教版(2019)选择性必修3


药 物
Q5：与工厂化生产药用蛋白相比，乳腺生物反应器生产的药用蛋白有哪些优势？
产量高，质量好，成本低，易提取，合成的蛋白质具有生物活性等。
Q6：为什么膀胱生物反应器会取代乳腺生物反应器，它有哪些优势？
乳腺生物反应器：雌性，泌乳期； 膀胱生物反应器：雌雄均可，任何生长时期，
即不受性别和年龄的限制，周期短，易收集和提纯更高
还会损伤作物，导致作物减产。 2. 方法： 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。
3. 成果：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。
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
1. 植物品质
营养价值
改良植物品质
富含赖氨酸的转基因玉米
观赏价值
转基因矮牵牛
Q4：如果想让马铃薯块茎在寒冷刺激下才启动抗寒基因的表达，需要什么类型启动子？ 块茎组织特异型启动子和寒冷刺激诱导型启动子
（1）培育过程 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
早
因 表 显微 达 注射 载 体
受 精 卵
期 胚 胎 培 养
早 期 胚胎 胚 移植 胎
转 基 因 动 物
泌乳期分 泌乳汁
第3章 基因工程
第三节 基因工程的应用
基因工程还有 哪些应用呢？
自20世纪70年代兴起后，基因工程得到飞速发展，展示出广阔前景。
基因工程在农牧业方面的应用
基因工程 的应用
基因工程在医疗卫生领域的应用
基因工程在食品工业方面的应用
农
牧 业
植物
方
面
的
应
用
动物
转基因抗虫植物 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

人教版高中生物选修三1.3《基因工程的应用》课件(共28张PPT)


2、实例：
(1)对严重复合型免疫缺陷症的治疗
将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋 巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。
3、基因治疗的类型
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。 体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转 移基因的治病方法。（如将治疗囊性纤维 病的正常基因转入患者肺组织） 4、基因治疗的发展现状：处于初期的临床 试验阶段
基因工程药品 —— 胰岛素
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。
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%!
四、基因治疗曙光初照
1、基因治疗概念：
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，是治 疗遗传病的最有效的手段。 （把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中， 从而达到治疗疾病的目的）
可长人耳的裸鼠
三、基因工程药品异军突起
• 在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、 干扰素直接生物体的哪些结构中提取？ 药品直接从生物的组织、细胞或血液中提取。
• 传统生产方法的缺点
由于受原料来源的限制，价格因工程方法制造“工程菌”，可高效 率地生产出各种高质量、低成本的药品。
下列不属于利用基因工程技术制取的药 物是（ ） A、从大肠杆菌体内制取白细胞介素 B、在酵母菌体内获得的干扰素 C、在青霉菌体内提取青霉素 D、在肠杆菌体内获得胰岛素
生产上培育无子番茄、青霉素高产菌株、杂交 培育矮秆抗锈病小麦、抗虫棉的培育原理依次是 ①生长素促进果实发育 ②染色体变异 ③基因 重组④基因突变⑤基因工程 A．①②③④ B．①④③② C．①④②⑤ D．①④③⑤

人教版高中生物选修3专题1第3节基因工程的应用课件共34张PPT[可修改版ppt]


• 基因工程药品 —— 生长激素
治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射 生长激素。而生长激素的获得很困难。以前， 要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底 部摘取垂体，并从中提取生长激素。
现可利用基因工程方法，将人的生长激 素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。 人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长 激素，相当于6万具尸体的全部产量。
• 基因工程在环保方面有什么应用？ 1）用于环境监测。 2）用于被污染环境的净化。
• 通过基因工程方法怎样进行环境监测？ 例如：用DNA探针可以检测饮用水中
病毒的含量。此方法的特点是快速、灵敏， 1吨水中有10个病毒也能检测出来。
• DNA分子杂交原理：
DNA分子杂交是基因诊断最基本的方 法之一。其基本原理是：互补的DNA单链 能够在一定条件下结合成双链，即能够进行 杂交。这种结合是特异的，即严格按照碱基 互补配对进行。因此，当用一段已知基因的 核苷酸序列作为探针，与被测基因进行接触， 若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测 基因中含有已知的基因序列。
• 就基因药物而言，最理想的表达场所是哪里？
转基因动物的乳腺。
• 什么叫转基因动物？ 是指把人或哺乳动物的某种基因导入到
哺乳动物(如鼠、兔、羊和猪)的受精卵里， 目的基因若与受精卵染色体DNA整合，细胞 分裂时，该基因随染色体的倍增而倍增，使 每个细胞中都带有目的基因，使性状得以表 达，并稳定地遗传给后代，从而获得基因产 品。这样一种新的个体，称为转基因动物。
加特异表达的启动子）
形成胚胎 将胚胎送入母体动物
发育成转基因动物（只有在产下的雌性动物个体中，转
入的基因才能表达）
• 什么叫显微注射技术？
用口径为1μm的DNA 注射器，将大量的目的基 因片段注入到受精卵的核 内，然后把经过注射的受 精卵移植到另一只雌性动 物的子宫内，使受精卵发 育为转基因动物。

人教版生物选修3 1.3 基因工程的应用 课件 (共27张PPT)


用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞
株系称为“工程菌”
18
基因工程药品 —— 胰岛素
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。1979年，科学家将动物体内 的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，并 在大肠杆菌内实现了表达。1982年，美国一家 基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市 场，售价降低了30%~50%。
23
(2)体内基因治疗: 用基因工程的方法,直接向人体组织中转移基因。
例如：1994年科学家利用经过修饰的腺病毒做载体,将治疗 遗传性囊性纤维化病的正常基因转入患者肺组织中。
（此方法称为病毒感染法）
3.用于基因治疗的基因种类： (1)从健康人体中分离得出的功能正常的基因 (2)反义基因 (3)编码可以杀死癌变细胞的蛋白酶基因（自杀基因）
1.3 基因工程的应用
1、植物基因工程硕果累累 2、动物基因工程前景广阔 3、基因工程药物异军突起 4、基因治疗曙光初照
1
一、植物基因工程硕果累累源自植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力,以及
改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
2
1.抗虫转基因植物
1）方法： 从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因,将其
有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分
解DDT等毒害物质。
26
六、基因工程与食品业
基因工程为食品工业中提供了什么前景？
基因工程为人类开辟新的食物来源。 1）鸡蛋白基因在大肠杆菌和酵母菌中表达获
得成功。这表明，未来能用发酵罐培养的大肠杆 菌或酵母菌来生产人类所需要的卵清蛋白。
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基酸较少?大米.玉米.小麦中哪种必需氨基酸 较少?举例说明科学家如何提高氨基酸的含量? 5.阅读相关内容后完成下表:
转基因生物与目的基因的关系
转基因生物
目的基因Biblioteka 从何来抗虫基因 抗病毒转基因小麦
Bt毒蛋白基因 苏云金芽孢杆菌
病毒外壳基因和病毒复制酶基因
抗立枯丝核菌(真菌)的烟草 几丁质酶基因和抗毒素合成基因
2.怎样能在其他营养成分不受影响的情况下, 降低乳糖的含量?
3.目前科学家已在山羊等动物乳腺生物反应 器中表达了抗凝血酶.血清白蛋白.生长激素 和a-抗胰蛋白酶,科学家是怎样获得转基因 动物的?
思考题
• 什么是乳房／腺生物反应器
以动物乳房作为生产药物的反应器称为乳房生物反应器
• 什么是工程菌
用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌
思考与探究
１、根据所学内容， 试概括写出基因工 程解决了哪些生活、 生产中难以解决的 问题
２、右面是两幅同 学画的基因工程卡 通图。你能像这位 同学一样。展开你 想像的翅膀，用图 画、文字或用音乐 创造等，来畅想基 因工程的未来吗？
２、简述乳房生物反应器的操作过程？
３、乳房生物反应器的操作过程与转基因动物操作 过程有何不同之处？并阐述原因？
要在编码蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特异 表达的启动子构成表达载体。因为产品在奶中形成，
需要乳腺组织中特异表达的启动子。（基因的选 择性表达）
基因治疗
１、列举基因治疗的实例
２、基因治疗可以治疗癌症吗？目前基因治 疗还只处于什么阶段？针对这种现状同学 们有什么样的想法呢？
类• 细什胞么株系是称基为因“工治程疗菌”
把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥作用，从而达 到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的方法
• 器官移植时遇到的医疗水平无法解 决的难题是什么?能否利用基因工 程解决这一问题?
乳房生物反应器
１、用动物乳房作为反应器生产的蛋白质比工厂生 产有何优越性？ 产量高、质量好、成本低、易提取
抗盐碱和干旱作物
调节细胞渗透压的基因
耐寒的番茄
抗冻蛋白基因
鱼
抗除草剂的大豆
抗除草剂基因
富含赖氨酸的转基因玉米 富含赖氨酸的蛋白质编码基因
转基因延迟番茄
控制番茄果实成熟的基因
转基因牵牛花
植物花青素代谢有关的基因
降低乳糖的奶牛
乳糖酶基因
生产胰岛素的工程菌
人胰岛素基因
人
“动物基因工程前景广阔”思考题:
1.如何利用动物基因工程技术提高动物的生 长速率?
基因工程的应用
§1.3基因工程的应用
请同学们阅读P17-19思考以下几题:
1.目前用于杀虫的转基因抗虫植物基因有哪些? 2.抗病转基因植物所采用的基因,使用最多的是
什么? 3.造成低产.减产的常见环境因素有哪些?使烟草.
番茄的耐寒能力提高措施是什么? 4.人体的必需氨基酸有哪些?豆类中哪种必需氨