3.3基因工程的应用导学案2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3

再小的努力,乘以365都是很努力。 第三章 第3节 基因工程的应用 姓名: 班级: 课标内容要求 核心素养对接 举例说明基因工程在农业、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。 1.生命观念:举例说出植物基因工程、动物基因工程成果及其给人类带来的影响。 2.社会责任:展开想象的翅膀,用图画或文字创造等,畅想基因工程的未来。 课前自主探究 一、基因工程在农牧业方面的应用 1.转基因抗虫植物 (1)技术方法:从某些生物中分离出具有 的基因,将它导入作物中,培育出具有抗虫性的作物。 (2)实例:抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等。 2.转基因抗病植物 (1)技术方法:将来源于 、 等的 导入植物中,培育出转基因抗病植物。 (2)实例: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)技术方法:将 某种除草剂的基因导入作物,可培育抗除草剂的作物品种。 (2)实例: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)技术方法:将 含量多的 导入植物中,可以提高这种氨基酸的含量。 (2)实例:转基因玉米中赖氨酸的含量比对照高30%; 将与植物 导入矮牵牛中,使它呈现出自然界没有颜色变异,大大提高了它的观赏价值。 5.提高动物的生长速率 (1)技术方法:将 导入动物体内,提高动物的生长速率。 (2)实例:我国科学家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%。 6.改善畜产品的品质 (1)技术方法:有些人由于乳糖酶分泌较少,不能完全消化牛奶中的乳糖,食用牛奶后会出现腹泻等不适症状,这称为 。科学家将 导入奶牛基因组。 (2)实例:使获得的转基因牛分泌的 中,乳糖含量大大降低,其他成分不受影响。 二、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 ,使它们能够生产药物。这些药物包括细胞因子、 、 和 等,用来预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎。 2.利用基因工程技术,还可以让哺乳动物批量生产药物 (1)技术方法:将 与乳腺中特异表达的基因的 等调控元件重组在一起,通过 的方法导入哺乳动物的 中,培育出的转基因动物通过分泌乳汁生产所需要的药物。 (2)实例:科学家已经在牛、山羊等动物 中,获得了抗凝血酶、血清蛋白基因、生长激素和 -抗胰蛋白酶等重要的医药产品。 3.基因工程技术还可能建立移植器官工厂的设想成为现实。在器官供体的基因组中导入某 种 抑制 的表达或设法除去抗原决定基因,然后再结合 技术,培育出不会引起 的转基因克隆器官。 三、基因工程在食品工业方面的应用 1.技术方法:利用基因工程菌生产食品工业用酶、 和 等。 2.实例:例如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,再通过工业发酵生产凝乳酶;淀粉酶、脂酶、天冬氨酸和苯丙氨酸。 判断对错(正确的打“√”,错误的打“ ”) 1.农业害虫不会对转基因抗虫作物产生抗性。 ( ) 2.培育转基因抗病植物的目的基因主要来源于病毒、真菌。 ( ) 3.基因工程中,要培育转基因植物和动物,选用的受体细胞都是受精卵。 ( ) 4.利用工程菌可生产人的胰岛素等某些激素。 ( ) 5.乳腺反应器就是把药用蛋白基因导入动物的乳腺细胞中。 ( ) 课堂合作探究 探究一 各种培育过程 1.转基因动物培育过程(以转基因牛为例) 2.转基因微生物的培育过程(以可以生产干扰素的酵母菌的培育过程为例) 3.乳腺生物反应器的操作过程 特别提醒: (1)基因表达载体导入的是受精卵,而不是乳腺上皮细胞,这样由受精卵发育成的个体的体细胞中均含有目的基因,但由于目的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,所以目的基因只在乳腺细胞中表达。 (2)乳腺生物反应器是一种转基因动物,其能通过分泌乳汁来生产所需要的药物。 (3)作为乳腺生物反应器的转基因动物,与普通转基因动物相比,构建的基因表达载体不同:在目的基因(药用蛋白基因)前需加上乳腺中特异性表达的基因的启动子等调控元件。 (4)因需从分泌的乳汁中提取所需的药物,而只有雌性哺乳动物进入泌乳期后才能分泌乳汁,故转基因的受精卵经体外培养得到的早期胚胎移入母体前,需进行性别鉴定,选择雌性动物的早期胚胎移入母体子宫。 典例分析 1.科研人员运用基因工程技术让奶牛的乳腺合成并分泌人的血清白蛋白。下列相关叙述错误的是 ( ) A该技术导致转基因奶牛发生了定向变异 B该过程所需要的目的基因可以通过逆转录获得 C.该过程需把人血清白蛋白的启动子与载体连接构建基因表达载体 D.胚胎移植前需要对含有人血清白蛋白基因的早期胚胎进行性别鉴定 探究二 乳腺生物反应器与基因工程菌生产药物的比较 比较内容 乳腺生物反应器 工 程 菌 基