第3章 第3节 基因工程的应用-【高考领航】2021-2022学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步核心辅导与测评教师用书（人教版）

第3节　基因工程的应用 [目标领航]　1.举例说出基因工程有哪些应用？2.怎样理性看待基因工程在生产和生活中的应用？ 基因工程在农牧业方面的应用 1．应用范围广 基因工程技术已被广泛用于改良动植物品种、提高作物和畜产品的产量等。 2．转基因抗虫植物 (1)方法：从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因，将其导入作物中培育出具有抗虫性的作物。 (2)目的基因：Bt抗虫蛋白基因等。 (3)成果：转基因抗虫棉花、玉米、水稻等。 (4)意义：减少化学农药的使用，降低生产成本，减少环境污染，降低对人体健康的危害。 3．转基因抗病植物 (1)方法：将抗病基因导入植物中，培育出转基因抗病植物。 (2)成果：转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。 (3)意义：能获得用常规育种的方法很难培育出抗病毒的新品种。 4．转基因抗除草剂植物 (1)方法：将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物。 (2)成果：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜等。 5．改良植物的品质 (1)优良基因：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)方法：将优良性状基因导入植物，获得具有优良品质的植物。 (3)意义：改良植物的某些品质。 6．提高动物的生长速率 (1)目的基因：外源生长激素基因。 (2)成果：转基因鲤鱼等。 (3)意义：提高动物的生长速率。 7．改善畜产品的品质 (1)目的基因：肠乳糖酶基因。 (2)成果：转基因奶牛等。 (3)意义：降低乳糖含量。 基因工程在医药卫生领域的应用 1．目的：对微生物或动植物的细胞进行基因改造，使它们能够产生药物。 2．种类：细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 3．方法 (1)如将药用蛋白基因与乳腺中特异性表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射导入受精卵，这个转基因动物分泌的乳汁中就含有所需药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。 (2)去除抗原决定基因，解决器官移植中免疫排斥问题。 基因工程在食品工业方面的应用 1．利用工程菌除生产药物外，还可以生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。 2．利用工程菌生产发酵奶制品。 3．利用工程菌生产工业用酶。 (正确的打“√”，错误的打“×”) 1．目的基因只能来源于微生物。(×) 2．基因工程可以实现基因在不同物种间的转移，人们可以定向选育新品种。(√) 3．来自苏云金杆菌的Bt毒蛋白基因只能应用于棉花。(×) 4．转基因生物的目的基因来自不同的物种，可见，基因工程可以打破物种间的生殖隔离。(√) 5．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。(×) 6．将抗毒素合成基因导入植物体内可达到抗真菌的效果。(√) 7．利用基因工程生产乙肝疫苗时，目的基因存在于人体B淋巴细胞的DNA中。(×) 8．“转基因植物”是指植物体细胞中出现了新基因的植物。(×) 知识点一　基因工程在农牧业方面的应用 1．基因工程在农业方面的应用 项 目 提高农作物的抗逆能力 利用转基 因改良植 物的品质 转基因抗 虫植物 转基因抗 病植物 转基因 抗除草 剂植物 目 的 基 因 Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等 病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因、几丁质酶基因、抗毒素来合成基因 抗除草剂基因 ①含必需氨基酸较多的蛋白质编码基因； ②控制番茄果实成熟的基因； ③与植物花青素代谢有关的基因 作 用 抗虫：Bt毒蛋白降解成有毒的多肽，多肽与昆虫的肠上皮细胞的特异性受体结合，导致细胞膜穿孔，最终害虫死亡；蛋白酶抑制剂和淀粉酶抑制剂分别抑制相应酶的活性，影响昆虫消化蛋白质和淀粉；植物凝集素基因控制植物合成一种糖蛋白，此糖蛋白能与昆虫肠道黏膜上的某种物质结合，影响昆虫对营养物质的吸收和利用 前两种为抗病毒基因；后两种为抗真菌基因 培养出抗除草剂作物新品种，喷洒除草剂杀死杂草而作物不会受到损伤，提高作物抗除草剂能力 ①控制合成的蛋白质中必需氨基酸多； ②延迟番茄成熟； ③改变花瓣的颜色 举 例 转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻等 抗病毒烟草、抗病毒小麦 抗除草剂的大豆、玉米 富含赖氨酸的转基因玉米、转基因延熟番茄、转基因矮牵牛等 优 点 培育抗虫、抗病作物的优点有减少环境污染、降低生产成本 提高植物抵抗不良环境的能力，提高作物产量 ①提高人们生活品质； ②延长番茄储存时间； ③提高花卉观赏价值 [特别提醒]　(1)利用基因工程培育植物新品种的优越性植物基因工程打破了常规育种中难以突破的种间界限，实现了原核生物与植物、不同植物、动物与植物之间的基因交流，从而大幅度地改良植物的遗传特性，体现出基因工程巨大的优越性。 (2)利用转