2016新课标创新人教生物选修313基因工程的应用.doc

一、植物基因工程的成果 1．植物基因工程的应用领域 (1)提高农作物的抗逆能力。 (2)改良农作物的品质。 (3)利用植物生产药物等。 2．抗虫转基因植物与抗病转基因植物 类型 项目 抗虫转基因植物 抗病转基因植物 方法 从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因，将其导入植物中 将抗病基因导入植物中 基因种类 Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等 抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因 抗真菌基因：几丁质酶基因和抗毒素合成基因 成果 转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻等 抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等 意义 减少化学农药的使用，降低生产成本，减少环境污染，降低了对人体健康的损害 3．抗逆转基因植物 (1)抗逆基因：利用调节细胞渗透压的基因使作物抗盐碱、抗干旱，导入鱼的抗冻蛋白基因使作物抗寒；导入抗除草剂基因使作物抗除草剂。 (2)成果：抗盐碱、抗干旱的烟草；抗寒的番茄；抗除草剂的大豆、玉米等。 4．利用转基因改良植物的品质 (1)将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米，获得的转基因玉米中赖氨酸的含量比对照组提高30%。 (2)将控制番茄果实成熟的基因导入番茄，获得了转基因延熟番茄。 (3)将与植物花青素代谢有关的基因导入矮牵牛，获得了转基因矮牵牛。 二、动物基因工程的应用 　　项目 应用　　　 基因来源或处理 成果 用于提高动物生长速度 外源生长激素基因 转基因绵羊、转基因鲤鱼 用于改善畜产品的品质 肠乳糖酶基因 转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少 用转基因动物生产药物 药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因的启动子 乳腺生物反应器 用转基因动物作器官移植的供体 抑制抗原决定基因的表达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 三、基因工程与人体健康 1．基因工程药物 (1)概念：利用转基因的工程菌生产的药物。 (2)原理：通过基因工程技术，使外源基因在工程菌细胞内高效表达。 (3)成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 (4)作用：预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。 2．基因治疗 (1)概念：把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。 (2)方法：分为体内基因治疗和体外基因治疗。 (3)成果：将腺苷酸脱氨酶基因成功转入患者的淋巴细胞，治疗复合型免疫缺陷症。 (4)现状：处于初期的临床试验阶段。 [共研探究] 1．植物基因工程的应用 根据上图和教材相关内容，回答下列问题 (1)转基因抗虫棉的目的基因是Bt毒蛋白基因，Bt毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌体内提取出来的。由于抗虫基因具有专一性，所以抗虫棉不能抗病毒、细菌、真菌。 (2)判断正误 ①目的基因全部来自细菌、病毒等微生物。(×) 提示：目的基因来自其他生物的能表现优良性状的外源基因，如抗冻蛋白基因来自鱼类。 ②目的基因直接或间接控制生物性状。(√) ③抗虫、抗病可分别通过害虫接种、病毒接种来进行个体水平的检测。(√) (3)从环境保护角度出发，分析转基因抗虫棉与普通棉相比，在害虫防治方面有哪些优越性？提示：2．动物基因工程的应用 根据上面图示，结合教材内容回答下列问题： (1) 　　 (2)动物乳腺生物反应器生产药物有什么优点与限制？ 提示：优点：产量高、质量好、成本低、易提取。局限：受动物性别和是否处于生殖期的限制。 (3)用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程与转基因动物的操作过程有什么异同？ 提示：二者过程相似，不同之处在于获得转基因动物时，需要将编码目的蛋白质的基因序列与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起构建表达载体。 [总结升华] 1．转基因生物自交后代性状分离比分析 若将目的基因插入同源染色体中的一条染色体DNA中，则转基因生物可看做是杂合子。若用A＋表示含有目的基因的染色体，A－表示不含目的基因的染色体，则有： 因此子代中不含目的基因的个体占1/4。 2．乳腺生物反应器与工程菌生产药物的区别 乳腺生物反应器 工程菌 含义 将外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白 用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系 受体基因结构与人类基因结构差异 动物基因结构与人类的基因结构基本相同 细菌和酵母菌的基因结构与人类的基因结构有较大差异 基因表达 合成的药物蛋白与天然蛋白质相同 细菌合成的药物蛋白可能没有活性 受体细胞 动物受精卵 微生物细胞 目的基因导入方式 显微注射法 感受态细胞法 生产条件 不需严格灭菌；温度等外界条件对其影响不大 需严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件 药物提取 从动物乳汁中提取