3.3 基因工程的应用（教学讲义）-2023-2024学年高二生物下学期同步教学讲义（2019人教版选择性必修3）

第3章 基因工程 第3节 基因工程的应用 学习目标 必备知识 一、基因工程在农牧业方面的应用 二、基因工程在医药卫生领域的应用 三、基因工程在食品工业方面的应用 拓展延伸 高考链接 模拟演练 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.乳腺生物反应器的制备过程。 一、基因工程在农牧业方面的应用 1．转基因抗虫植物 (1)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)成果：转基因抗虫 、玉米、大豆、 和马铃薯等。 (3)优点：减少 ，降低 。 2．转基因抗病植物 (1)背景：许多栽培作物由于自身缺少 ，因此用常规育种的方法很难培育出抗病的新品种。 (2)方法：科学家将来源于某些 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 、番木瓜和 等。 3．转基因抗除草剂植物 (1)背景：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 ，导致作物 。 (2)方法：将 的基因导入作物，可以培育出抗除草剂的作物品种。 (3)成果：转基因抗除草剂 、 、油菜和甜菜等。 4．改良植物的品质 优良基因 成果 的蛋白质编码基因 富含赖氨酸的转基因玉米 与植物花青素代谢相关的基因 5.提高动物的生长速率 (1)基因：外源生长激素基因。 (2)成果： 。【动物基因工程主要是为了改善畜产品的品质，而不是为了产生体型巨大的个体】 6．改善畜产品的品质 (1)基因： 。 (2)成果：转基因牛分泌的乳汁中， 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 1.利用微生物或动植物的细胞进行基因改造生产药物 成果： 、抗体、疫苗、激素等。 2.利用哺乳动物生产药物 ①构建乳腺生物反应器 a．目的基因： 基因。 b．启动子： 的启动子。 c．受体细胞： 。【导入受精卵，而不是乳腺上皮细胞】 ②成果：利用乳腺生物反应器生产抗凝血酶、血清白蛋白、 、α­抗胰蛋白酶等。 3.建立移植器官工厂 ①方法：在器官供体的基因组中导入 ，以抑制 的表达，或设法 抗原决定基因，然后再结合 ，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。 ②优点：解决人体移植器官短缺问题；避免 反应。 三、基因工程在食品工业方面的应用 (1)氨基酸：利用转基因生物合成阿斯巴甜的原料—— 和 。 (2)酶：利用转基因生物获得生产奶酪需要的 酶；利用转基因生物生产加工转化糖浆需要的 酶；利用转基因生物生产加工烘烤食品要用到的 酶等。 转基因猪作为器官移植的供体 (1)猪的优点：猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似；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； (2)最大难题：免疫排斥 (3)改造的方法：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，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。 【例1】（2023·湖南·统考高考真题）盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平，影响H2O2的跨膜转运，如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的 B．PIP2s蛋白磷酸化被抑制，促进H2O2外排，从而减轻其对细胞的毒害 C．敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力 D．从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径 【变式1-1】（2023·海南·高考真题）基因递送是植物遗传改良的重要技术之一，我国多个实验室合作开发了一种新型基因递送系统（切—浸—生芽Cut-Dip-Budding，简称CDB法）。图1与图2分别是利用常规转化法和CDB法在某植物中递送基因的示意图。 回答下列问题。 (1)图1中，从外植体转变成愈伤组织的过程属于 ；从愈伤组织到幼苗的培养过程需要的激素有生长素和 ，该过程还需要光照，其作用是 。 (2)图1中的愈伤组织，若不经过共培养环节，直