第三章 第3节 基因工程的应用（Word教师用书）-【状元桥·优质课堂】2022-2023学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版2019）

第3节　基因工程的应用 [核心素养发展目标] 1.结合具体实例了解基因工程的应用(生命观念、社会责任)。2.联系当地生产、生活中的具体实例，思考用基因工程的方法解决实际问题(社会责任)。 　基因工程在农牧业方面的应用 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方面。 1．转基因抗虫植物 (1)方法、目的：从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因，将它导入作物中培育出具有抗虫性的作物。 (2)成果：转基因抗虫植物有转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等。 2．转基因抗病植物 (1)传统植物的缺陷：许多栽培作物由于自身缺少抗病基因，因此用常规育种的方法很难培育出抗病的新品种。 (2)方法、目的：将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中，培育出了转基因抗病植物。 (3)成果：转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。 3．转基因抗除草剂植物 (1)杂草的危害：杂草常常危害农业生产，而大多数除草剂不仅能杀死田间杂草，还会损伤作物，导致作物减产。 (2)方法、目的：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)作用：在喷洒除草剂时，田间杂草会被杀死而作物不会受到损伤。 (4)成果：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。 4．改良植物的品质 (1)应用范围：可以通过提高植物中某种氨基酸的含量、改变花色等，从而提高作物品质。 (2)提高氨基酸含量的方法：将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，可以提高这种氨基酸的含量。 (3)将与植物花青素代谢有关的基因导入矮牵牛中使它呈现出自然界没有的颜色变异，大大提高了其观赏价值。 5．提高动物的生长速率：将外源生长激素基因导入动物体内，可以提高动物的生长速率，如转基因鲤鱼生长速率大幅提高。 6．改善畜产品的品质：科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他营养成分不受影响。 【微练】 1．微思考：培育抗虫、抗病作物有哪些优点？ 提示 减少环境污染，降低生产成本。 2．辨正误： (1)我国转基因作物的种植面积位居世界之首。(　　) (2)来自苏云金杆菌的Bt抗虫蛋白基因只能应用于棉花。(　　) (3)将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，能提高牛奶中的乳糖含量。(　　) (4)将外源生长激素基因导入动物体内，可提高动物生长速率。(　　) 提示 (1)×　我国转基因作物的种植面积位居世界第八位。 (2)×　来自苏云金杆菌的Bt抗虫蛋白基因也可导入其他植物细胞中。 (3)×　将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组能大大降低牛奶中乳糖含量。 (4)√ 　基因工程在医药卫生领域及食品工业方面的应用 1．基因工程在医药卫生领域的应用 (1)利用基因工程生产的药物包括细胞因子、抗体、疫苗和激素等。 (2)用转基因动物生产药物：科学家将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。 (3)用转基因动物作器官移植的供体：器官移植最大的难题是免疫排斥。科学家正尝试利用基因工程技术对供体器官进行改造，采用的方法是在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆器官。 2．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)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。 (3)工程菌可以生产食品工业用酶，相比从天然产物中提取的酶，用基因工程技术获得的工业用酶的纯度更高，而且它的生产成本显著降低，生产效率较高。 (4)基因工程使人们更容易培育出具有优良性状的动植物品种，获得很多过去难以得到的生物制品。 3．其他应用 (1)基因工程还能培育出可以降解多种污染物的“超级细菌”来处理环境污染。 (2)利用经过基因改造的微生物来生产能源等。 【微练】 1．微思考：(1)基因工程技术还可能使建立移植器官工厂的设想成为现实，为何多选用猪的器官作人体移植器官替代品？ (2)与普通细菌相比，“超级细菌”有何特别之处？ 提示 (1)由于猪的内脏构造、大小、血管分布与人的极为相似，而且与灵长类动物相比，猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要少得多，故常被用作人体移植器官替代品。 (2)“超级细菌”是一种可以分解多种污染物的细菌。一般的细菌只能分解一种或两种污染物，科学家用基因工程技术，将分解多种污染物的基因植入同一细菌体内，使其可以同时分解多种污染物。 2．辨正误： (1)对微