3.3基因工程的應(yīng)用（原卷版）

第三章基因工程第3節(jié)基因工程的應(yīng)用（課前+課中+課后，三案一體）課前案【預(yù)習(xí)新知】一、基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用1.基因作物方面化學(xué)殺蟲劑的施用量，作物產(chǎn)量，經(jīng)濟(jì)效益。（1）轉(zhuǎn)基因抗蟲植物①措施：從某些生物中分離出具有功能的基因，將它導(dǎo)入作物中培育出具有抗蟲性的作物。②成果：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花、玉米、大豆、水稻和馬鈴薯等。（2）轉(zhuǎn)基因抗病植物①措施：將來源于某些病毒、真菌等的基因?qū)胫参镏?，培育出轉(zhuǎn)基因抗病植物。②成果：轉(zhuǎn)基因抗病毒甜椒、番木瓜和煙草等。（3）轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物①措施：將的基因?qū)胱魑铮嘤隹钩輨┑淖魑锲贩N。②成果：轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米、大豆、油菜和甜菜等。（4）改良植物的品質(zhì)①目的：改良植物的等。②成果：將某種必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胫参镏?，可以提高這種氨基酸的含量。2.轉(zhuǎn)基因動物方面有些成果正在進(jìn)入開發(fā)的階段。（1）提高動物的生長速率①措施：將基因?qū)雱游矬w內(nèi)，以提高動物的生長速率。②成果：轉(zhuǎn)基因鯉魚。（2）改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)①存在問題：有些人由于分泌少，不能完全消化牛奶中的乳糖，食用牛奶后會出現(xiàn)腹瀉等不適癥狀，稱之為乳糖不耐受。②措施：將基因?qū)肽膛；蚪M，使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中，的含量大大降低，而其他成分不受影響。二、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用1.對微生物或動植物的細(xì)胞進(jìn)行基因改造（1）目的：使它們能夠生產(chǎn)藥物。（2）藥物種類：細(xì)胞因子、抗體、疫苗和激素等。2.讓哺乳動物批量生產(chǎn)藥物——乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器（1）措施：將藥用蛋白基因與乳腺中等調(diào)控元件重組在一起。（2）受體細(xì)胞：動物的。（3）導(dǎo)入方法：。3.建立移植器官工廠在器官供體的基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制的表達(dá)，或設(shè)法除去，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出不會引起免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆動物器官。三、基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用1.成果：生產(chǎn)、等。2.實(shí)例：將編碼牛凝乳酶的基因?qū)氪竽c桿菌、黑曲霉或酵母菌的基因組中，再通過批量生產(chǎn)凝乳酶?！绢A(yù)習(xí)自測】1.世界轉(zhuǎn)基因作物種植面積最大的是水稻。（）2.來自蘇云芽孢桿菌的Bt毒蛋白基因只能應(yīng)用于棉花。（）3.科學(xué)家將藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控元件重組在一起，導(dǎo)入動物的乳腺細(xì)胞，即可培育出生產(chǎn)藥物乳汁的轉(zhuǎn)基因動物。（）4.科學(xué)家在河南華溪蟹中找到了金屬硫蛋白基因，并以質(zhì)粒為載體，采用轉(zhuǎn)基因方法培育出了硫吸收能力極強(qiáng)的轉(zhuǎn)基因煙草。下列有關(guān)該煙草培育的說法，正確的是（）A.金屬硫蛋白基因需插入質(zhì)粒上，才能轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中B.需用特定的限制酶切割煙草的核酸C.同種限制酶既可以切割含目的基因的DNA片段，又可以切割質(zhì)粒，因此不具有專一性D.轉(zhuǎn)基因煙草與原煙草相比基因組成發(fā)生了變化，導(dǎo)致兩者出現(xiàn)生殖隔離第3節(jié)基因工程的應(yīng)用課中案【導(dǎo)】胰島素是治療糖尿病的特效藥物。傳統(tǒng)生產(chǎn)胰島素的方法是從豬、牛等動物的胰腺中提取，曾經(jīng)生產(chǎn)供一位糖尿病病人使用一年的胰島素，需要上千頭牛，生產(chǎn)的成本非常高。1978年，科學(xué)家將編碼人胰島素的基因?qū)氪竽c桿菌細(xì)胞中，使大腸桿菌表達(dá)重組人胰島素；我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的基因工程藥物——重組人胰島素已經(jīng)研制成功并得到廣泛應(yīng)用。除了生產(chǎn)胰島素，基因工程還有哪些應(yīng)用呢？【思】1.基因工程的應(yīng)用有哪些？2.怎樣理性地看待基因工程在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用？【議】1.我國西北地區(qū)的主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是年降雨量小，從而影響糧食的產(chǎn)量，如果從基因工程的角度考慮，如何避免糧食減產(chǎn)？2.基因工程在植物上的應(yīng)用包括哪些方面？3.基因工程在動物上的應(yīng)用包括哪些方面？【展】學(xué)生展示討論結(jié)果【評】乳腺生物反應(yīng)器與工程菌生產(chǎn)藥物比較項目乳腺生物反應(yīng)器工程菌生產(chǎn)藥物基因結(jié)構(gòu)動物基因的結(jié)構(gòu)與人類基因的結(jié)構(gòu)基本相同細(xì)菌或酵母菌等生物的基因結(jié)構(gòu)與人類的基因結(jié)構(gòu)有較大差異基因產(chǎn)物與天然蛋白質(zhì)完全相同細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)缺少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器，合成的蛋白質(zhì)可能不具有生物活性受體細(xì)胞動物的受精卵微生物細(xì)胞導(dǎo)入目的基因的方法顯微注射法Ca+處理法生產(chǎn)條件不嚴(yán)格滅菌，溫度等外界條件對其影響不大需嚴(yán)格滅菌，嚴(yán)格控制工程菌所需要的溫度、pH、營養(yǎng)物質(zhì)濃度等外界條件產(chǎn)物提取從動物乳汁中提取，相對簡單從微生物細(xì)胞中提取，相對復(fù)雜【檢】引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課內(nèi)容【練】完成課后案第3節(jié)基因工程的應(yīng)用課后案1．國家生豬種業(yè)工程技術(shù)研究中心科研團(tuán)隊在轉(zhuǎn)基因豬生物反應(yīng)器領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展。在國際上首次利用轉(zhuǎn)基因豬的唾液腺作為生物反應(yīng)器，高效合成一種對人的神經(jīng)性疾病具有良好治療作用的蛋白——人神經(jīng)生長因子（hNGF）。生產(chǎn)流程如圖所示。下列相關(guān)說法錯誤的是（）A．可用人hNGF基因與豬成纖維細(xì)胞A中唾液淀粉酶基因的啟動子等元件構(gòu)建表達(dá)載體B．重構(gòu)胚具有發(fā)育成個體的潛能，移植到代孕豬C體內(nèi)無須任何操作便可進(jìn)行分裂和發(fā)育C．豬卵細(xì)胞B需要在體外培養(yǎng)到MⅡ期后通過顯微操作去核D．唾液腺生物反應(yīng)器與乳腺生物反應(yīng)器相比具有不受性別限制等特點(diǎn)2．關(guān)于胚胎工程及其應(yīng)用，下列敘述錯誤的是（

）A．入卵后的精子激活卵細(xì)胞完成減數(shù)分裂Ⅱ，排出第一極體B．胚胎移植時需將得到的胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動物體內(nèi)C．做性別鑒定時應(yīng)選擇內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞進(jìn)行DNA分析D．基因表達(dá)載體導(dǎo)入乳腺上皮細(xì)胞后可通過分泌乳汁來生產(chǎn)所需要的藥物3．人血清白蛋白（HSA）具有維持血漿滲透壓、抑制血小板聚集和清除自由基等生理功能，在臨床上需求量很大，科研工作者利用乳腺生物反應(yīng)器從牛乳中提取HSA。下列敘述正確的是（

）A．需要借助早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)培育出轉(zhuǎn)基因動物B．使用感受態(tài)細(xì)胞轉(zhuǎn)化法將基因表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞C．利用PCR擴(kuò)增HSA基因時需加入解旋酶和耐高溫的DNA聚合酶D．HSA的生產(chǎn)一般不受轉(zhuǎn)基因動物性別和年齡的限制4．科學(xué)家利用基因工程培育出了能產(chǎn)生乙肝病毒蛋白質(zhì)的西紅柿，被稱之為“西紅柿乙肝疫苗”。具體操作是：將乙肝抗原基因M導(dǎo)入農(nóng)桿菌，然后利用農(nóng)桿菌將M導(dǎo)入西紅柿細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)顯示小白鼠連續(xù)五周吃這樣的西紅柿，體內(nèi)產(chǎn)生了抗乙肝病毒的抗體，下列敘述錯誤的（）A．實(shí)驗(yàn)用PCR技術(shù)對M基因進(jìn)行擴(kuò)增，需要兩種引物B．含M的重組Ti質(zhì)粒必須插入到西紅柿染色體DNA上C．即使M在西紅柿中成功表達(dá)，也要做個體生物學(xué)水平鑒定