第3章 第3节 基因工程的应用(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版2019 SHJL版）

开卷预习一刻钟 (一)基因工程在农牧业方面的应用 应用 方法 成果 转基因 抗虫植物 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 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 将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中，培育出转基因抗病植物 如转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等 转基因 抗除草剂 植物 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 转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等 改良植物 的品质 利用转基因技术可以改良植物的营养价值、观赏价值等品质 将某种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，如培育的某种转基因玉米中赖氨酸的含量比对照高30% 提高动物的生长速率 将外源生长激素基因导入动物体内，以提高动物的生长速率 将外源生长激素基因导入鲤鱼，在同等养殖条件下，转基因鲤鱼的生长速率比非转基因鲤鱼提高了42%～115% 改善畜产品的品质 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组 转基因牛乳汁中乳糖的含量大大降低，而其他营养成分不受影响 (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、疫苗和激素等药物 乳腺(房)生物反应器生产药物 药用蛋白基因和乳腺中特异表达的基因的启动子等重组 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设法除去抗原决定基因 正尝试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 产品 类型 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 实例 (1)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 1．(教材第91页“相关信息”思考训练)基因工程菌是指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。 2．(教材第77页 “相关信息”思考训练)Bt抗虫蛋白基因表达的Bt抗虫蛋白抗虫的原理是什么？是否对人畜有害？ 提示：当Bt抗虫蛋白被分解为多肽后，多肽与害虫肠道上皮细胞的特异性受体结合，导致细胞膜穿孔，最后造成害虫死亡。Bt抗虫蛋白只有在某类昆虫肠道的碱性环境中才能表现出毒性，而人和牲畜的胃液呈酸性，肠道细胞也没有特异性受体。因此，Bt抗虫蛋白不会对人畜产生上述影响。 掩卷归拢5分钟 1．基因工程在农牧业方面的应用主要是培育转基因抗虫、抗病、抗除草剂植物，提高动物的生长速率，以及改良植物和畜产品的品质等方面。 2．基因工程在医药卫生领域的应用主要是利用转基因微生物或动植物细胞生产药物，用乳腺(房)生物反应器生产药物，还可以尝试用转基因动物作器官移植的供体等。 3．利用基因工程菌还能生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。 提能点(一)　基因工程在农牧业方面的应用 [任务驱动] 下图为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)对于基因工程生产的抗虫棉是否取得最后的成功，最简单的检测方法是什么？ 提示：让害虫去吃转基因棉花的植株，观察害虫的生存状况。 (3)从环境保护角度出发，分析转基因抗虫棉与普通棉花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。害虫会因遗传物质发生改变产生对转基因抗虫棉的抗性。 [生成认知] 转基因抗虫植物与转基因抗病植物的比较 项目 转基因抗虫植物 转基因抗病植物 方法 从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因，将其导入植物中 将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中 基因 种类 Bt抗虫蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等 ①抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因； ②抗真菌基因：几丁质酶基因和抗毒素合成基因 成果 转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻等 抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等 意义 减少化学农药的使用，降低生产成本，减轻环境污染等 [典例]　[多选]如图是培育抗除草剂玉米的技术路线图，含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达，其产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌，会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生