3.3基因工程的應用（原卷版）

第三章基因工程第3節(jié)基因工程的應用（課前+課中+課后，三案一體）課前案【預習新知】一、基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應用1.基因作物方面化學殺蟲劑的施用量，作物產(chǎn)量，經(jīng)濟效益。（1）轉基因抗蟲植物①措施：從某些生物中分離出具有功能的基因，將它導入作物中培育出具有抗蟲性的作物。②成果：轉基因抗蟲棉花、玉米、大豆、水稻和馬鈴薯等。（2）轉基因抗病植物①措施：將來源于某些病毒、真菌等的基因導入植物中，培育出轉基因抗病植物。②成果：轉基因抗病毒甜椒、番木瓜和煙草等。（3）轉基因抗除草劑植物①措施：將的基因導入作物，培育出抗除草劑的作物品種。②成果：轉基因抗除草劑玉米、大豆、油菜和甜菜等。（4）改良植物的品質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編碼基因導入植物中，可以提高這種氨基酸的含量。2.轉基因動物方面有些成果正在進入開發(fā)的階段。（1）提高動物的生長速率①措施：將基因導入動物體內，以提高動物的生長速率。②成果：轉基因鯉魚。（2）改善畜產(chǎn)品的品質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：將基因導入奶?；蚪M，使獲得的轉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)生領域的應用1.對微生物或動植物的細胞進行基因改造（1）目的：使它們能夠生產(chǎn)藥物。（2）藥物種類：細胞因子、抗體、疫苗和激素等。2.讓哺乳動物批量生產(chǎn)藥物——乳腺生物反應器或乳房生物反應器（1）措施：將藥用蛋白基因與乳腺中等調控元件重組在一起。（2）受體細胞：動物的。（3）導入方法：。3.建立移植器官工廠在器官供體的基因組中導入某種調節(jié)因子，以抑制的表達，或設法除去，再結合克隆技術，培育出不會引起免疫排斥反應的轉基因克隆動物器官。三、基因工程在食品工業(yè)方面的應用1.成果：生產(chǎn)、等。2.實例：將編碼牛凝乳酶的基因導入大腸桿菌、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習自測】1.世界轉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毒蛋白基因只能應用于棉花。（）3.科學家將藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調控元件重組在一起，導入動物的乳腺細胞，即可培育出生產(chǎn)藥物乳汁的轉基因動物。（）4.科學家在河南華溪蟹中找到了金屬硫蛋白基因，并以質粒為載體，采用轉基因方法培育出了硫吸收能力極強的轉基因煙草。下列有關該煙草培育的說法，正確的是（）A.金屬硫蛋白基因需插入質粒上，才能轉移到受體細胞中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，又可以切割質粒，因此不具有專一性D.轉基因煙草與原煙草相比基因組成發(fā)生了變化，導致兩者出現(xiàn)生殖隔離第3節(jié)基因工程的應用課中案【導】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，科學家將編碼人胰島素的基因導入大腸桿菌細胞中，使大腸桿菌表達重組人胰島素；我國擁有自主知識產(chǎn)權的基因工程藥物——重組人胰島素已經(jīng)研制成功并得到廣泛應用。除了生產(chǎn)胰島素，基因工程還有哪些應用呢？【思】1.基因工程的應用有哪些？2.怎樣理性地看待基因工程在生產(chǎn)和生活中的應用？【議】1.我國西北地區(qū)的主要氣候特點是年降雨量小，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用包括哪些方面？3.基因工程在動物上的應用包括哪些方面？【展】學生展示討論結果【評】乳腺生物反應器與工程菌生產(chǎn)藥物比較項目乳腺生物反應器工程菌生產(chǎn)藥物基因結構動物基因的結構與人類基因的結構基本相同細菌或酵母菌等生物的基因結構與人類的基因結構有較大差異基因產(chǎn)物與天然蛋白質完全相同細菌細胞內缺少內質網(wǎng)、高爾基體等細胞器，合成的蛋白質可能不具有生物活性受體細胞動物的受精卵微生物細胞導入目的基因的方法顯微注射法Ca+處理法生產(chǎn)條件不嚴格滅菌，溫度等外界條件對其影響不大需嚴格滅菌，嚴格控制工程菌所需要的溫度、pH、營養(yǎng)物質濃度等外界條件產(chǎn)物提取從動物乳汁中提取，相對簡單從微生物細胞中提取，相對復雜【檢】引導學生總結本節(jié)課內容【練】完成課后案第3節(jié)基因工程的應用課后案1．國家生豬種業(yè)工程技術研究中心科研團隊在轉基因豬生物反應器領域取得重要研究進展。在國際上首次利用轉基因豬的唾液腺作為生物反應器，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。下列相關說法錯誤的是（）A．可用人hNGF基因與豬成纖維細胞A中唾液淀粉酶基因的啟動子等元件構建表達載體B．重構胚具有發(fā)育成個體的潛能，移植到代孕豬C體內無須任何操作便可進行分裂和發(fā)育C．豬卵細胞B需要在體外培養(yǎng)到MⅡ期后通過顯微操作去核D．唾液腺生物反應器與乳腺生物反應器相比具有不受性別限制等特點2．關于胚胎工程及其應用，下列敘述錯誤的是（

）A．入卵后的精子激活卵細胞完成減數(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C．做性別鑒定時應選擇內細胞團細胞進行DNA分析D．基因表達載體導入乳腺上皮細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)和胚胎移植技術培育出轉基因動物B．使用感受態(tài)細胞轉化法將基因表達載體導入受體細胞C．利用PCR擴增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)一般不受轉基因動物性別和年齡的限制4．科學家利用基因工程培育出了能產(chǎn)生乙肝病毒蛋白質的西紅柿，被稱之為“西紅柿乙肝疫苗”。具體操作是：將乙肝抗原基因M導入農(nóng)桿菌，然后利用農(nóng)桿菌將M導入西紅柿細胞。實驗顯示小白鼠連續(xù)五周吃這樣的西紅柿，體內產(chǎn)生了抗乙肝病毒的抗體，下列敘述錯誤的（）A．實驗用PCR技術對M基因進行擴增，需要兩種引物B．含M的重組Ti質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，也要做個體生物學水平鑒定