2021学年高中生物专题一基因工程第三节基因工程的应用学案人教版选修3.doc

第三节基因工程的应用

学习目标课程标准

1．举例说出基因工程的应用及取得的丰硕成

果。(重点)

2．了解基因工程的进展。

3．了解基因工程在农业和医疗等方面的应

用。

1．举例说出基因工程的应用。

2．调查基因工程产品在社会中的应用情况，

讨论转基因生物的利与弊。

基础知识·双基夯实

一、植物基因工程的成果

植物基因工程技术主要用于提高农作物的①__抗逆__能力，以及改良农作物的②__品质__和利用植物生产③__药物__等方面。

(一)抗虫转基因植物

1．杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、④__蛋白酶__抑制剂基因、⑤__淀粉酶__抑制剂基因、植物凝集素基因等。

2．成果：抗虫植物，如水稻、棉、玉米、马铃薯、番茄等。

(二)抗病转基因植物

1．植物的病原微生物：⑥__病毒__、真菌和细菌等。

2．抗病基因种类

(1)抗病毒基因：病毒⑦__外壳蛋白__基因和病毒的复制酶基因。

(2)抗真菌基因：⑧__几丁质酶__基因和抗毒素合成基因。

(3)成果：抗烟草花叶病毒转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。

(三)抗逆转基因植物

1．抗逆基因：调节细胞⑨__渗透压__的基因使作物抗碱、抗旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因使作物抗除草剂。

2．成果：具抗寒能力的烟草、番茄，具抗除草剂能力的大豆、玉米。

(四)利用转基因改良植物的品质

1．优良基因：必须氨基酸含量多的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。

2．成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。

二、动物基因工程的成果

(一)用于提高动物生长速度

1．生长基因：外源⑩__生长激素__基因。

2．成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。

(二)用于改善畜产品的品质

1．优良基因：肠乳糖酶基因。

2．成果：转基因牛⑪__乳糖__含量少。

(三)用转基因动物生产药物

1．基因来源：药用⑫__蛋白__基因＋⑬__乳腺__蛋白基因＋启动子。

2．成果：乳腺生物反应器。

(四)用转基因动物作器官移植的供体

1．器官供体：抑制或除去抗原决定基因。

2．成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。

(五)基因工程药物

1．来源：转基因⑭__工程菌__。

2．成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。

三、基因治疗

1．概念：把⑮__正常基因__导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病最有效的手段。

2．成果：将腺苷脱氨酶基因导入患者的淋巴细胞，从而治疗复合型免疫缺陷症。

思考

1．由细菌转化而来的工程菌合成的药物蛋白可能没有活性，为什么？

提示：细菌属于原核生物，细胞内没有内质网、高尔基体等细胞器，核糖体合成的肽链不能被进一步加工和包装，因而产生的药物蛋白可能没有活性。

2．研究人员在进行复合型免疫缺陷症的基因治疗时，将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的什么细胞？为什么不能转入其他的体细胞？

提示：淋巴细胞。腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能所必须的，淋巴细胞只有具有这种酶才能产生抗体等免疫物质。

┃┃活学巧练__■

判断题

1．目的基因导入马铃薯细胞后，随着马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞并表达。( √)

2．基因工程可以实现基因在不同物种间的转移，人们可以定向选育新品种。( √) 3．来自苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因只能应用于棉花。( ×)

分析：Bt毒蛋白能杀死多种有害昆虫，而对哺乳动物无害，因而广泛用于多种转基因植物，如棉花、水稻等。

4．转基因生物的目的基因来自不同的物种，可见，基因工程可以打破物种间的生殖隔离。

( √)

5．科学家将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，导入动物的乳腺细胞，即可培育出生产药物乳汁的转基因动物。( ×)

分析：转基因动物的受体细胞通常是受精卵，采用显微注射技术将目的基因导入受精卵后，需要将受精卵发育成的早期胚胎植入母体子宫，在母体内生长发育，最后生出的才是转基因动物。

6．基因治疗分为体外基因治疗和体内基因治疗，目前体内基因治疗效果最可靠。( ×) 分析：无论哪一种基因治疗，目前都处于初期的临床试验阶段，体外基因治疗效果较为可靠。

课内探究·名师点津

知识点植物基因工程的应用

┃┃重难拓展__■

目的基因作用受体生物备注

抗虫转基因植物

Bt毒蛋白基因、

蛋白酶抑制剂基

因、淀粉酶抑制

剂基因、植物凝

集素基因

抗虫：Bt毒蛋白

水解成多肽与肠

上皮细胞结合，

形成穿孔，细胞

肿胀裂解致死；

两种抑制剂分别

抑制相应酶活

性，影响消化；

植物凝集素为糖

蛋白，与肠黏膜

结合，影响营养

物质的吸收和利

用

棉花、水稻等

①抗虫但不抗病

毒、细菌、真菌

等；

②培育抗虫作物

的优点：减少环

境污染、降低生

产成本；

③不同抗虫基因

作用机理不同；

④Bt毒蛋白基因

来自苏云金芽孢

杆菌

抗病转基因植物

病毒外壳蛋白基

因、病毒复制酶

基因、几丁质酶

基因、抗毒素合

成基因

前两种具有抗病

毒作用；

后两种具有抗真

菌作用

烟草(抗病毒)、

小麦(抗病毒)

引起植物生病的

微生物有病毒、

细菌、真菌三大

类

抗逆转基因植物①调节细胞渗透①通过改变细胞烟草(抗旱、抗盐抗逆指抵抗不良