高中生物 专题1 基因工程 1.3 基因工程的应用课堂探究素材 新人教版选修3

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1、1.3基因工程的应用课堂探究探究点一植物基因工程和动物基因工程的应用·问题导引·植树种草是干旱地区防治土地沙化的根本措施，但水源短缺所引发的树种或草种成活率低是妨碍干旱地区成功绿化的突出难题。思考：（1）为了在干旱地区实施绿化，对选择的树种或草种有何要求？（2）如果在干旱地区引种不耐旱的树种或草种，对它们应如何操作才能获得成功？提示：（1）应选择耐旱的树种或草种进行绿化。（2）寻找其他物种的耐旱基因并将这些耐旱基因通过转基因技术导入不耐旱的树种或草种，从而把它们培养成耐旱的新品种，提高种植成活率。·名师精讲·1．植物基因工程领域的成果植物基因工程技

2、术主要用于提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。项目抗虫转基因植物抗病转基因植物其他抗逆转基因植物利用转基因改良植物的品质目的基因Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因、几丁质酶基因、抗毒素合成基因①调节细胞渗透压的基因②抗冻蛋白基因（从鱼体内获取）③抗除草剂基因①含必需氨基酸较多的蛋白质编码基因②控制番茄果实成熟的基因③与植物花青素代谢有关的基因作用前两种为抗病毒基因；后两种为抗真菌基因①通过改变细胞内渗透压，提高

3、抗盐碱、抗干旱能力②提高耐寒能力③提高抗除草剂能力①控制合成的蛋白质含必需氨基酸多②延迟番茄成熟③改变花瓣的颜色抗虫：Bt毒蛋白水解成多肽，与昆虫肠上皮细胞的特异性受体结合，形成穿孔，细胞肿胀裂解致死；蛋白酶抑制剂和淀粉酶抑制剂分别抑制相应酶活性，影响消化；植物凝集素基因控制合成一种糖蛋白，此糖蛋白能与昆虫肠道黏膜上的某种物质结合，影响营养物质的吸收和利用举例转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻等烟草（抗病毒）、小麦（抗病毒）烟草（抗干旱、抗盐碱）；番茄（抗寒）；大豆、玉米（抗除草剂）转基因延熟番茄、富含赖氨酸的转基因玉米、转基因矮牵牛等说明①抗虫但不抗病

4、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不同的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引起植物生病的微生物有病毒、细菌、真菌三大类抗逆指抵抗不良环境的能力赖氨酸、亮氨酸等都属于必需氨基酸特别提醒（1）注意“抗虫”和“抗病”的区别：前者特指对害虫啃食的抵御，而后者特指对病原微生物感染的抵御。（2）改良植物品质的含义是改变细胞内生化物质的种类和含量。2．动物基因工程领域的成果动物基因工程在动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等方面显示了广阔的应用前景。方向目的基因实例提高生长速度的转基因动物外源生长激素基因转基

5、因绵羊、转基因鲤鱼等改善畜产品品质的转基因动物肠乳糖酶基因乳汁中乳糖含量较少的转基因牛生产药物的转基因动物药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件具有乳腺生物反应器的转基因动物作器官移植供体的转基因动物抑制抗原决定基因表达的调节因子无免疫排斥反应的转基因克隆猪3．乳腺生物反应器（1）概念。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，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁来生产所需要的药品，因而称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器

6、。特别提醒乳腺生物反应器特指生产药物的转基因动物，而非机械仪器。（2）培育过程。（如血清白蛋白基因、生长激素基因等）　　　⇩（目的基因与乳腺蛋白基因启动子重组）　　　⇩（显微注射法）　　　⇩（发育成转基因动物）↓　　　　　　　　　　分泌乳汁生产药品特别提醒乳腺（房）生物反应器的主要用途：①生产胰岛素、干扰素、促红细胞生成素等；②生产基因疫苗；③生产抗体；④生产酶制剂；⑤生产营养品。目前，科学家已在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中生产出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α抗胰蛋白酶等医药产品。4．动、植物基因工程在应用方面的相同点相同点实例植物基因工程

7、动物基因工程用于品种改良①培育抗逆性新品种②改良植物的品质①培育快速生长的新品种②改善畜产品的品质用于生产药物培育能表达出外源药物蛋白的植物生物反应器培育乳腺生物反应器特别提醒除相同点外，动物基因工程不同于植物基因工程的一个特殊应用是培育转基因动物作器官移植的供体。【例题1】金茶花是中国特有的观赏品种，但易被有害真菌感染得枯萎病，降低观赏价值。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种。请据图回答下列问题。（1）将②连接到①上并形成③，常用到的酶有_________________________________。

8、（2）抗枯萎病的金茶花培育成功，从变异的角度来说属于________。（3）经过转基因方法获得的抗病金茶花，将来产生的配子