3.3 基因工程的应用 学案（含答案）

第3节　基因工程的应用 学习目标： 1.举例说出基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用。 2.乳腺生物反应器的制备过程。 学习内容： 一、基因工程在农牧业方面的应用 1．改良植物品种 (1) 转基因抗虫植物 a.方法：从某些生物中分离出具有 的基因导入作物中。 b.实例：转基因抗虫 、玉米、大豆、 和马铃薯等。 (2)转基因抗病植物 a.方法：将来源于某些 等的抗病基因导入植物。 b.实例：转基因抗病毒 、番木瓜和烟草等。 (3)转基因抗除草剂植物 a.方法：将 的基因导入作物。 b.实例：转基因抗除草剂 、 、油菜和甜菜等。 (4)改良植物的品质 a.提高营养价值 方法：将必需氨基酸含量多的 编码基因导入植物 实例： 含量提升30%的转基因玉米 b.提高观赏价值 方法：将与植物 代谢相关的基因导入矮牵牛 实例：转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色变异 2.改良动物品种 (1)提高动物的生长速率 a.方法：将外源生长激素基因导入 。 b.实例： 提高42%-115%的转基因鲤鱼。 (2)改善畜产品的品质 a.方法：将 基因导入奶牛基因组。 b.实例：大降低牛奶中 的含量，解决乳糖不耐受问题。 二、基因工程在医药卫生领域的应用 1.利用微生物或动植物的细胞进行基因改造，生产药物 (1)利用基因工程生产 、抗体、疫苗和激素等，用来预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎等。 (2)我国生产的重组人干扰素、 、促红细胞生成素和 等基因工程药物已投放市场。 2. 让哺乳动物批量生产药物———乳腺生物反应器 (1)将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的 等调控元件重组在一起→ 导入哺乳动物 →培育成转基因动物→泌乳期后通过分泌乳汁生产药物。 (2) 目前，科学家已经在牛、山羊等动物 中获得了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等药物。 3. 建立移植器官工厂———用猪的器官来解决人类器官移植的来源不足问题 (1)理论基础：猪的内脏 分布与人的极为相似与灵长类动物相比，猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要少得多。 (2)面临难题： 反应。 (3)解决方法：在器官供体的基因组中导入某种调节因子,以抑制 的表达，或设法除去抗原决定基因→结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。 三、基因工程在食品工业方面的应用 1.工业用氨基酸 阿斯巴甜主要由 和 形成，这两种氨基酸都可以通过基因工程大规模生产。 2.工业用酶 (1)将编码生凝乳酶的基因导入 、 或 的基因组，通过工业发酵批量生产凝乳酶。 (2)通过构建基因工程菌，利用发酵技术大量生产 酶和 酶。 课堂练习： 1.利用转基因山羊乳腺生物反应器生产丁酰胆碱酯酶，可治疗有机磷中毒。下列叙述错误的是(　　) A.应该用山羊乳腺中特异表达的基因的启动子构建基因表达载体 B.通过体细胞克隆可将丁酰胆碱酯酶基因传递给子代 C.通过显微注射法将基因表达载体导入山羊乳腺细胞 D.山羊乳腺细胞可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶 2．下列有关动物基因工程的说法，错误的是(　　) A．将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速率 B．将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大降低 C．利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要药品的生产问题 D．用转基因动物作为器官移植的供体时，由于导入的是调节因子，而不是目的基因，因此无法抑制抗原的合成 3．下列关于用转基因动物作器官移植供体的研究的叙述，不正确的是(　　) 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某种调节因子，以抑 ... ...