3.3基因工程的应用导学案2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学导学案围绕“基因工程的应用”展开，引导学生基于农牧、医药、食品等行业实例，梳理基因工程的具体应用，通过分类表格呈现实例、处理方式及作用，搭建前后知识联系的学习支架。 资料以表格对比（如乳腺生物反应器与基因工程菌）培养科学思维，结合实例习题（如转基因抗虫棉、乳糖不耐受问题）促进探究实践，同时引导理性看待安全性，落实态度责任，助力学生自主学习与教师教学评估。

3.3基因工程的应用 导学案 班级： 姓名： 【学习目标】 1.基于基因工程在农牧、医药和食品等行业应用的实例，说明基因工 程给社会带来的巨大进步。 2.认同基因工程的应用价值 3.基于基因工程在各方面发展的前景，理性看待基因工程的安全性。 【重点难点】 1.重点：基因工程在农牧、医药和食品等行业的应用。 2.难点：乳腺生物反应器 【知识导航】 一、基因工程在农牧业方面的应用 分类 实例 处理或作用 转基因抗虫植物 转基因抗虫棉、玉米、大豆、水稻和马铃薯 从某些生物中分离出抗虫基因导入作物，使之具有抗虫性状。可减少因　化学农药　的使用而造成的环境污染和对人类健康的损害，降低生产成本、提高产量 。 转基因抗病植物 抗病毒转基因甜椒、番木瓜和烟草等 将源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入作物,培育出抗病作物。 抗病毒的目的基因 抗真菌的目的基因 转基因抗逆植物 抗除草剂玉米、转鱼抗寒基因番茄等 抗逆性基因：调节细胞渗透压的基因(提高作物抗盐碱、抗干旱)；抗除草剂基因；鱼的抗冻蛋白基因。 改良植物的品质 高赖氨酸玉米、含大量纤维素的转基因玉米、转基因矮牵牛 改善植物的营养成分含量(如氨基酸、蛋白质)或提升观赏价值等。 提高动物的生长速率 转生长激素基因的鲤鱼 由于外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长更快，可将这类基因导入动物体内，以提高动物的生长速率 。 改善畜产品的品质 转肠乳糖酶基因牛 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低。 二、基因工程在医药卫生领域的应用 分类 实例 处理或作用 转基因动物生产药物 乳腺生物反应器(乳房生物反应器) 将药用蛋白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。 转基因动物作器官移植的供体 克隆猪器官 抑制或除去　抗原　决定基因，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。 基因治疗 镰状细胞贫血的治疗方案 基因治疗的策略主要有基因置换、基因修复、基因增补、基因失活等。 三、基因工程在食品工业方面的应用 淀粉酶、凝乳酶、天冬氨酸和苯丙氨酸等的生产 利用基因工程菌生产食品工业 用酶、氨基酸和维生素等。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。 四、乳腺生物反应器与基因工程菌生产药物比较 比较项目 乳腺生物反应器 工程菌 基因表达 合成的药物蛋白 与天然蛋白质 相同 细菌细胞内没有内质网、高尔基体等细胞器，产生的药物蛋白可能没有活性。 受体细胞 动物的受精卵 微生物细胞 导入目的基 因的方式 显微注射技术 感受态细胞法 药物提取 从动物乳汁中提取 从微生物细胞中提取 【习题巩固】 1.(2025·江苏连云港期中)下列有关转基因植物的说法,错误的是(　　) A.科学家可以利用一些调节细胞渗透压的基因,来提高农作物的抗盐碱和抗旱的能力 B.因为转基因抗虫棉可以抵抗一切危害棉花植株的害虫,所以转基因抗虫棉已经推广应用 C.科学家往往将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中,以提高农作物的营养价值 D.利用基因工程技术可以改良农作物的品质 2.(2025·江苏苏州检测)转基因抗虫植物含有Bt毒蛋白,对人体无毒,但是鳞翅目昆虫幼虫的肠道细胞含有Bt蛋白的受体,Bt蛋白与受体结合导致肠道壁穿孔,使幼虫死亡。下列叙述错误的是 (　　) A.促进Bt蛋白的合成有助于提高植物的抗虫效果 B.通过DNA分子杂交技术可以检测Bt蛋白基因是否表达 C.将Bt蛋白基因导入植物细胞的方法可以使用花粉管通道法或农杆菌转化法 D.将植物材料和农杆菌共同培养之前,需要对植物材料进行消毒处理 3.(2025·南师大附中检测)将与甜菜碱、海藻糖等有机小分子物质合成有关的基因导入烟草细胞中,可使烟草的抗旱性增强。下列关于这类转基因烟草及其培育过程的叙述,错误的是(　　) A.转基因烟草细胞中甜菜碱等物质的合成量增加 B.转基因烟草的细胞液渗透压增大,可避免细胞过度失水 C.将上述基因导入烟草细胞中常用显微注射法 D.在干旱条件下可筛选出导入了上述基因的烟草植株 4.(2025·福建福州一中质检)研究者将苏云金杆菌的Cry1Ab基因导入水稻细胞培育成抗螟虫的克螟稻,克螟稻与普通水稻杂交,子代抗螟虫与不抗螟虫的比例为1∶1。下列有关叙述正确的是(　　) A.Cry1Ab基因虽已整合到克螟稻细胞的染色体上,但没有表达 B.克螟稻发生的变异属于不可遗传的变异 C.克螟稻和普通水稻仍然属于同一个物种 D.克螟稻降低了农药的使用量,害虫不会出现抗药性 5.下列关于用转基因动物作器官移植供体的研究的叙述,错误的是(　　) A.人体移植器官短缺和免疫排斥是目前制约人体器官移植的两大难题 B.猪的内脏构造、大小和血管分布与人的极为相似 C.灵长类动物体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒少于猪 D.无论以哪种动物作为供体,都需要在其基因组中导入调控基因表达的DNA序列,以抑制抗原决定基因的表达,或设法除去抗原决定基因 6.(2025江苏扬州期中)有些人由于不能完全消化牛奶中的乳糖,饮用牛奶后易出现腹泻等不适症状,这称为乳糖不耐受。为了解决这一问题,科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵,使获得的转基因奶牛分泌的乳汁中,乳糖的含量大大降低,而其他营养成分不受影响。根据如下操作流程回答相关问题。 (1)为了获得更多的卵母细胞,在进行①过程前,需要用　　　　　　　　处理奶牛A,从输卵管中采集卵母细胞后,还需要体外培养至　　　　期,才可以进行③过程。通过图中②过程采集的奶牛B精子不能立即与卵子受精,常用化学诱导法对奶牛的精子进行　　　　处理,即用一定浓度的　　　或Ca2+载体溶液处理。 (2)⑤过程表示将重组质粒导入受体细胞,常用的方法是　　　　　　　　　　。当受精卵发育到　　　　　　时,需要取　　　　　　细胞进行性别鉴定,以确保发育成熟的牛能分泌乳汁。同时还要用基因探针与目的基因杂交,以检测　　　　　　　　　　。 (3)在移植胚胎前,可以选择发育良好、形态正常的　　　　　　　　　　　　　　　进行胚胎分割。 (4)外源基因插入奶牛受精卵中的DNA上后,有的受精卵发育成转基因奶牛,有的会死亡。受精卵死亡的原因最可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。⑦过程的检测结果为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　时,说明转基因奶牛D是符合要求的优质牛。 答案 1-5BBCCC 6.(1)促性腺激素　MⅡ　获能　肝素 (2)显微注射法　囊胚期　滋养层　受体细胞中是否含有目的基因 (3)桑葚胚或囊胚 (4)外源基因插入奶牛受精卵中的DNA上后,导致维持受精卵正常生命活动的某些必需基因不能表达　转基因奶牛的乳汁中乳糖的含量大大降低,而其他营养成分不受影响,且乳汁产量也不受影响 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $