第3章 第3节 基因工程的应用-2022-2023学年新教材高中生物选择性必修3【精讲精练】人教版（教师用书word）

第3节　基因工程的应用 学习目标 1.基于基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业应用的实例说明基因工程给社会带来的巨大进步。 科学思维 2.基于基因工程在各方面发展的前景，理性看待基因工程的安全性。 社会责任 一、基因工程在农牧业方面的应用 1．植物基因工程的应用 应用 目的基因 成果举例 转基因抗虫植物 具有__抗虫功能__的基因 转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等 转基因抗病植物 某些病毒、真菌等的__抗病基因__ 转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等 转基因抗除草剂植物 降解或抵抗某种除草剂的基因 转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等 改良植物的品质 具有营养价值、观赏价值等优良性状的基因 富含赖氨酸的玉米、新花色的牵牛花等 2．基因工程在动物方面的应用 二、基因工程在医药卫生领域的应用 应用 基因来源或处理 成果 转基因微生物或动植物细胞生产药物 对微生物或动植物的细胞进行__基因__改造 生产包括细胞因子、抗体、疫苗和激素等的药物 乳腺(房)生物反应器生产药物 __药用蛋白__基因＋乳腺中特异表达的基因的__启动子__等调控元件重组在一起 生产抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α­抗胰蛋白酶等 转基因动物作器官移植的供体 抑制__抗原决定__基因的表达或除去__抗原决定__基因 结合克隆技术培育出没有__免疫排斥__反应的转基因克隆猪器官 三、基因工程在食品工业方面的应用 1．利用基因工程菌除了可以生产药物，还能生产食品__工业用酶__、氨基酸和__维生素__等。 2．实例 (1)科学家将编码牛__凝乳酶__的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因组中，再通过工业发酵批量生产凝乳酶。 (2)加工转化糖浆需要的淀粉酶，加工烘烤食品要用到的脂肪酶等也都可以通过构建__基因工程菌__，然后用发酵技术大量生产。 判断正误 1．科学家将某些病毒、真菌的抗病基因导入植物中，获得转基因抗病植株。(√) 2．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，这是将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中。(×) 3．由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用。(×) 4．基因工程定向改造生物性状，能够定向地引起基因突变。(×) 5．用基因工程方法从大肠杆菌和酵母菌细胞内获得的干扰素结构和功能完全相同。(×) 探究点一　基因工程在农牧业方面的应用 [问题情境] 阅读教材P87～89，分析下图通过基因工程培育抗虫棉的过程，请回答： (1)抗虫棉能抗病毒、细菌和真菌吗？为什么？ 提示：不能。抗虫基因具有专一性。 (2)转基因植物和转基因动物的制备用到的技术主要有哪些？ 提示：转基因植物：基因工程、植物组织培养。转基因动物：基因工程、动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植。 (3)从环境保护角度出发，分析转基因抗虫棉与普通棉相比在害虫防治方面的优越性有哪些？ 提示：减少了化学农药的使用量，降低了环境污染。 (4)种植转基因抗虫棉若干年后，害虫会不会对转基因抗虫棉产生抗性？为什么？ 提示：会。害虫会因生存条件的改变，引起自身遗传物质发生改变产生对转基因抗虫棉的抗性。 [归纳总结] 基因工程育种和杂交育种的比较 项目 基因工程育种 杂交育种 原理 基因重组 基因重组 流程 将某种生物的特定基因转移到另一种生物细胞中 杂交→自交→选种→自交 优点 打破物种界限，定向改造生物的遗传性状 使不同个体的优良性状集中在一个个体上；操作简便 缺点 技术复杂，生态安全问题较多 育种时间长；局限于亲缘关系较近的个体 举例 转基因抗虫棉的培育 矮秆抗病小麦 [典题示例] 1．下列关于培育转基因抗虫棉的叙述，正确的是(　　) A．DNA连接酶能把Bt抗虫蛋白基因与噬菌体相连接 B．Bt抗虫蛋白基因可借助花粉管通道进入受体细胞 C．Bt抗虫蛋白对害虫和人都有不同程度的毒害作用 D．需制备好相应抗原来检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白 [解析]　将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，可用DNA连接酶将编码Bt抗虫蛋白基因与农杆菌的Ti质粒相连接，构成基因表达载体，A错误；Bt抗虫蛋白对人无毒害作用，C错误；需制备好相应抗体来检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白，D错误。 [答案]　B 2．下列有关目的基因的操作能够改善产品品质的是(　　) A．将草鱼的生长激素基因导入鲤鱼体内 B．将肠乳糖酶的基因导入奶牛的基因组 C．将降解或抵抗某种除草剂的基因导入玉米 D．将Bt抗虫蛋白基因整合到烟草或棉花的基因组并实现表达 [解析]　将草鱼的生长激素基因导入鲤鱼体内是提高鲤鱼的生长速率；导入肠乳糖酶基因的奶牛的牛奶中乳糖含量降低，改善了牛奶的品质；将降解或抵抗某种