3.3基因工程的应用课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

第3章 基因工程 第3节 基因工程的应用 【例1】番茄营养丰富，是人们喜爱的蔬菜。普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶的基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐储藏。科学家通过基因工程将一种抗多聚半乳糖醛酸酶的基因导入番茄细胞，获得了抗软化番茄。下列关于培育抗软化番茄的叙述，错误的是 (　　) A.运载工具是质粒B.受体细胞是番茄细胞C.目的基因为多聚半乳糖醛酸酶基因D.目的基因的表达延缓了细胞的软化 C 【例2】在应用基因工程改变生物遗传特性，进而利用种间关系进行生物防治方面，我国科学家取得了许多重要进展。 资料1：人类使用化学农药防治害虫，致使环境不断恶化。科学家们从黄肥尾蝎中克隆出一种神经毒素基因，将其导入能寄生在许多害虫体内的绿僵菌中，增强绿僵菌致死害虫的效应，可有效控制虫害大规模暴发。 资料2：小麦赤霉病是世界范围内极具毁灭性的农业真菌病害。科学家们从长穗偃麦草中克隆出抗赤霉病主效基因，将其导入小麦，其表达产物可减轻赤霉菌对小麦的感染，从而避免小麦赤霉病大规模暴发。 目的基因是基因工程的关键要素。关于上述资料中涉及的目的基因，下列分析正确的是(　　) A.来源：必须从动物、植物或微生物的基因组文库中直接获取 B.作用：上述基因表达产物一定影响防治对象的生长或存活 C.转化：均可采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞 D.应用：只有将目的基因导入防治对象才能达到生物防治目的 B 乳腺生物反应器 保证目的基因只在乳腺细胞中表达 项目 乳腺生物反应器 基因工程菌 含义 外源基因在哺乳动物的 乳腺中特异性表达 使外源基因得到高效 表达的菌类 基因结构 动物基因的结构与人类 基因的结构基本相同 细菌基因的结构与人类 基因的结构有较大差异 基因表达 合成的药用蛋白与 天然蛋白质相同 产生的药用蛋白 可能没有活性 受体细胞 哺乳动物的受精卵 微生物细胞 导入方式 显微注射 Ca2+转化法 生产条件 不需要灭菌，温度等 外界条件影响不大 需严格灭菌，严格 控制温度等外界条件 药物提取 从动物乳汁中提取 从微生物细胞或 培养液中提取 22 【例3】动物基因工程前景广阔，最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器，以生产所需要的药物，如转基因动物生产人的生长激素。科学家培养哺乳动物成为乳腺生物反应器时 (　　) A.仅仅利用了基因工程技术 B.不需要乳腺中特异表达的基因的启动子 C.利用Ca2+转化法将人的生长激素基因导入受精卵中 D.需要进入泌乳期才能成为批量生产药物的“工厂”　 D 【例4】(2022·大连)研究人员仿照制备乳腺生物反应器的思路制备了一种膀胱生物反应器，用其获得人体特殊功能蛋白W的基本过程如下 页左上图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A.步骤①和②所代表的操作分别是显微注射、早期胚胎培养 B.步骤③一般选择发育良好、形态正常的桑葚胚或原肠胚 C.转基因动物乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的遗传信息不同 D.膀胱生物反应器将会受到转基因动物的性别和年龄的限制 A 练习与应用 一、概念检测 1.将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新导入大肠杆菌的细胞内，再通过发酵工程就能大量生产人生长激素。下列相关叙述正确的是（ ） A.转录生长激素基因需要解旋酶和DNA连接酶 B.发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初生代谢物 C．大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传 D.大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤和尿嘧啶的含量相等 2.基因工程应用广泛，成果丰硕。下列不属于基因工程应用的是（ ） A.培育青霉菌并从中提取青霉素 B. 利用乳腺生物反应器生产药物 C.制造一种能降解石油的"超级细菌" D.制造一种能产生干扰素的基因工程菌 C A 练习与应用 二、拓展应用 1.除草剂的有效成分草甘膦能够专一地抑制EPSP合酶的活性，从而使植物体内多种代谢途径受到影响而导致植物死亡。草甘膦没有选择性，它在除掉杂草的同时也会使作物受损。解决这个问题的方法之一就是培育抗草甘膦的作物。 （1）下面是探究"转入外源EPSP合酶基因能否使矮牵牛抗草甘膦"的流程，请补充完整。 ①用______________________等处理含有目的基因的DNA片段和Ti质粒，构建重组Ti质粒; ②将重组Ti质粒转入农杆菌中; ③利用含有重组Ti质粒的农杆菌侵染_________细胞，再通过培育得到转基因植株; ④用草甘膦同时喷洒转基因植株和对照组植株。 结果∶对照组植株死亡，转基因植株存活，但也受到了影响。 结论∶________________________________________________。 转基因矮牵牛对草甘膦产生了一定的抗性。 限制酶和DNA连接酶 矮牵牛 练习与应用 二、拓展应用 （2）请思考并回答下列问题。 ①在该实验中，对照组是怎样设计的? ② 如果增加转入的外源EPSP合酶基因的数量，转基因矮牵牛对草甘膦的抗性是否会增加？请你给出进一步探究的思路。 理论上会。将不同拷贝数的EPSP合酶基因分别转入矮牵牛细胞中，培育转基因植株，比较它们对草甘膦抗性的差异。 对照组为非转基因矮牵牛。 $$