3.3 基因工程的应用-2022-2023学年高二生物课后培优分级练（人教版2019选择性必修3）

3.3 基因工程的应用 ( 知识梳理 ) 教学目标 课程标准 目标解读 基因工程是一种重组DNA技术。 1. 举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。 1. 举例说出基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用。 2. 认同基因工程的应用价值。 3. 关注基因工程的进展。 教学重点 1. 基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用。 教学难点 乳腺生物反应器。 一、基因工程在农业方面的应用 1.培育抗逆性品种 将某些生物的抗虫基因、某些病毒、真菌的抗病基因、降解或抵抗某种除草剂的基因、抗盐碱、抗干旱、抗高温等抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。如转基因抗虫棉。 抗虫基因作物的意义：减少农药的用量，降低了生产的成本，减少了农药对环境的污染。 2.改良植物的品质 利用转基因技术改良植物的营养价值、观赏价值等。 二、基因工程在畜牧业上的应用 1.提高动物的生长速率 2.改善畜产品的品质 三、基因工程在医药卫生领域的应用 1.对微生物或动植物的细胞进行基因改造生产药物 2.让转基因哺乳动物批量生产药物 实例：乳腺生物反应器或乳房生物反应器 培育过程： 应用：目前已经在牛、山羊等动物的乳腺生物反应器中，获得了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等重要医药产品。 3.用转基因动物作为器官移植的供体 人体器官移植的难题：人体移植器官短缺是世界性难题 解决途径：寻求可替代的移植器官，如用猪的器官来解决人类器官移植的来源问题。 猪的优点： a.猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似 b.猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒远远少于灵长类动物 最大难题：免疫排斥 改造方法： a.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； b.设法除去抗原决定基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。 四、基因工程在食品工业方面的应用 1.基因工程菌 概念：用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。 应用：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阿斯巴甜：一种普遍使用的甜味剂，主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，这两种氨基酸可通过基因工程实现大规模生产。 ②凝乳酶： 应用：奶酪生产中用来凝聚固化奶中的蛋白质。 传统方法：杀死未断奶的小牛，取出第四胃的黏膜进行提取。 现代制备方法：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淀粉酶、脂酶 应用：加工转化糖浆需要淀粉酶 加工烘烤食品、制造生物能源要用到脂酶 制备方法：构建基因工程菌，然后用发酵技术大量生产。 优点：和天然产物中提取的酶相比，基因工程获得的工业用酶的纯度更高，生产成本显著降低，生产效率较高。 五、其他方面的应用 培育出具有优良性状的动植物品种，获得过去难以得到的生物制品。 培育可以降解多种污染物的“超级细菌”来处理环境污染。 利用经过基因改造的微生物来生产能源。 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。 利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。 ( 课后培优练 级练 ) 培优第一阶——基础过关练 一、单选题 1. 下列应用不涉及基因工程技术的是（） A. 培育能产生乙肝疫苗的酵母菌 B. 培育能生产人类激素的绵羊 C. 培育黑农五号大豆 D. 培育分解石油的“超级细菌” 2. 在天花病毒的第四代疫苗研究中，可利用天花病毒蛋白的亚单位（在感染和致病过程中起重要作用的成分）制作疫苗。注射该疫苗可诱导机体产生识别天花病毒的抗体。下列分析错误的是（      ） A. 可通过基因工程途径生产这种疫苗 B. 天花病毒蛋白的亚单位是该病毒的遗传物质 C. 该方法制备的疫苗不会在机体内增殖 D. 天花病毒蛋白的亚单位是疫苗中的抗原物质 3. 动物生物反应器的研究开发重点是动物血液反应器和动物乳腺反应器，即把人体相关基因整合到动物胚胎里，使生出的转基因动物血液中或长大后产生的乳汁中含有入类所需要的药用蛋白质。以下相关说法错误的是（） A. 在制备乳腺生物反应器时需将目的基因导入受精卵中 B. 将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等结合在一起构建表达载体 C. 实验过程中采用显微注射的方法导入目的基因 D. 获得的转基因动物只有乳腺细胞内具有目的基因 4. 下列关于基因工程应用的概述，错误的是（   ） A. 基因治疗是治疗遗传病的最有效的手段 B. 在农业上主要是改良植物品质和培育具有抗逆性的农作物 C. 向植物体内转入Bt毒蛋白基因来培育抗病毒转基因植物 D