第三節基因工程的應用閱讀P87基因工程在農牧業方面的應用，總結轉基因作物有哪些優點？減少化學殺蟲劑使用量（生物防治）增加作物產量、增加經濟效益改良動植物品種1.轉基因抗蟲植物(1)目的基因：減少因化學農藥的使用而造成的環境污染和對人類健康的損害、降低生產成本、提高產量。轉基因抗蟲棉花、玉米、水稻、大豆、馬鈴薯等。(2)成果：(3)優點：抗蟲基因2.轉基因抗病植物(1)目的基因：轉基因抗病毒甜椒、番木瓜和煙草等。(2)成果：(源于某些病毒、真菌等)轉基因抗病毒甜椒轉基因抗病毒番木瓜轉基因抗病毒煙草抗病基因雜草常常危害農業生產，而大多數除草劑不僅能殺死田間雜草，還會損傷作物，導致作物減產.降解或抵抗某種除草劑的基因轉基因抗除草劑玉米、大豆、油菜和甜菜等。施用除草劑后的轉基因抗除草劑玉米田種植轉基因抗除草劑大豆的農田(1)背景：(2)目的基因：(3)成果：3.轉基因抗除草劑植物我國科學家培育出了賴氨酸含量提高30%的轉基因玉米。提高植物的營養價值、觀賞價值等。培育出的轉基因矮牽牛呈現出自然界沒有的顏色，大大提高了它的觀賞價值。(1)目的:(3)成果：4.改良植物的品質(2)目的基因：必需氨基酸含量多的蛋白質編碼基因、與植物花青素代謝有關的基因等轉基因矮牽牛轉基因玉米轉入維生素A合成酶基因的大米轉基因藍玫瑰如何培育轉基因抗蟲植物、抗病植物、抗除草劑植物？(擇一例寫出流程）Bt抗蟲蛋白質基因Ti質粒重組Ti質粒農桿菌作物細胞抗蟲作物蘇云金芽孢桿菌降解或抵抗除草劑的基因Ti質粒重組Ti質粒子房或花柱切面轉基因種子轉基因植物科學家們將外源生長激素基因，導入動物體內，以提高動物生長速率。例如,我國科學家將外源生長激素基因導入鯉魚，在同等養殖條件下，轉基因鯉魚的生長速率比非轉基因鯉魚提高了42%～115%。轉生長激素基因鯉魚（下）與非轉基因鯉魚（上）5.利用轉基因提高動物的生長速率有些人由于乳糖酶分泌少，不能完全消化牛奶中的乳糖，食用牛奶后會出現腹瀉等不適癥狀，稱之為乳糖不耐受。避免食物過敏、腹瀉、惡心等不適。(2)成果：科學家們將腸乳糖酶基因，導入奶牛基因組，獲得的轉基因奶牛分泌的乳汁中，乳糖含量大大降低，而其他營養成分不受影響。(3)優點：6.改善畜產品的品質(1)背景：乳糖耐受(有乳糖酶)乳糖不耐受(無乳糖酶)大腸腸道內滲透壓增高，刺激胃腸蠕動增加1.基因改造微生物或動植物的細胞生產藥物：我國生產的重組人干擾素、血小板生成素、促紅細胞生成素和粒細胞集落刺激因子等基因工程藥物均已投放市場。細胞因子、抗體、疫苗和激素等(1)常見藥物類型：(2)應用：預防治療人類腫瘤、心血管疾病、傳染病、糖尿病和類風濕關節炎等(3)實例：

干擾素是人體或動物受到病毒侵染后產生的一種細胞因子，是一種具有干擾病毒復制作用的糖蛋白，在臨床上被廣泛用于治療病毒感染性疾病。此外，對乳腺癌、淋巴癌、多發性骨髓瘤和某些白血病等也有一定的療效。

傳統生產方法：從人血液中的白細胞內提取，每300L血液只能提取1mg干擾素。

基因工程方法：干擾素基因重組質粒大腸桿菌或酵母菌可大量生產干擾素的大腸桿菌或酵母菌構建導入培養質粒P90資料卡：干擾素1.基因改造微生物或動植物的細胞生產藥物：與大腸桿菌相比，用酵母菌生產人的胰島素有什么優勢？

酵母菌為真核生物，有生物膜系統，可通過內質網和高爾基體對產生的胰島素進行加工和修飾，從而產生有活性的胰島素。大腸桿菌酵母菌2．讓轉基因哺乳動物批量生產藥物（1）實例:乳腺生物反應器或乳房生物反應器

科學家將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達的基因的啟動子等調控元件重組在一起，通過顯微注射的方法導入哺乳動物的受精卵中，由這個受精卵發育成的轉基因動物在進入泌乳期后，可以通過分泌乳汁來生產所需要的藥物，這稱為乳腺生物反應器或乳房生物反應器。學生活動：閱讀P90第二段，結合基因工程和胚胎工程的過程，構建乳腺生物反應器動物的過程示意圖？乳腺生物反應器不是指乳腺，而是指這個轉基因生物!（2）培育過程:乳腺中特異表達的基因的啟動子等調控元件基因表達載體泌乳期分泌乳汁轉基因動物顯微注射受精卵藥物蛋白藥用蛋白基因

胚胎移植前應做DNA分析，鑒定性別，保留雌性!早期胚胎培養早期胚胎胚胎移植分娩代孕母體2．讓轉基因哺乳動物批量生產藥物（3）應用:目前已在牛、山羊等動物的乳腺生物反應器中，獲得了抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素和α-抗胰蛋白酶等重要醫藥產品。優點：產量高、質量好、成本低、易提取缺點：容易受時間和性別的限制

啟動子有物種和組織的特異性，如乳腺中特異表達的基因的啟動子只在乳腺細胞被特異性激活，僅使乳腺細胞的目的基因得以表達。全身細胞都有藥用蛋白基因（1）不受性別、年齡限制。（2）正常尿液中蛋白質含量很少，所以從尿液中更容易提取分離產物。生物反應器除了用乳腺，還可以用什么器官？

構建原理是根據膀胱尿乳頭頂端表面可表達一組稱之為尿血小板溶素的膜蛋白,將目的基因插入其基因組內，從而指導目的基因表達產物分泌在尿中。

即構建膀胱生物反應器就是將目的基因與膀胱上皮細胞中特異表達的基因的啟動子重組，從而指導目的基因表達產物分泌在尿中，膀胱生物反應器優點：3.用轉基因動物作為器官移植的供體人體移植器官短缺是世界性難題尋找可代替的移植器官①豬的內臟構造、大小、血管分布與人相似；②豬體內隱藏的致病基因遠遠少于靈長類動物。(4)最大的難題：(3)豬的優點：(1)問題：(2)解決：存在免疫排斥反應。②設法除去抗原決定基因，然后再結合克隆技術，培育出不會引起免疫排斥反應的轉基因克隆豬器官。①在器官供體的基因組中導入調控基因表達的DNA序列，以抑制抗原決定基因的表達；(5)改造方法：基因敲除目的基因3.用轉基因動物作為器官移植的供體假如某位心臟病病人換上經過改造的豬心臟后，過上健康人的生活，在生活中，他會遭到歧視嗎？對此你怎么看？

生命和健康是人最寶貴的東西，如果一個病人換上了經過改造的豬心臟重獲了健康，我們不僅不能歧視他，還應該從他身上看到現代生物技術在維持人體健康、治療疾病等方面的應用價值；用___________的方法，使___________得到__________的菌類，一般稱為基因工程菌.基因工程外源基因高效表達基因工程構建基因工程菌工業發酵批量生產(1)概念：(2)步驟：(3)應用：利用基因工程菌，除了可以生產藥物，還能生產食品工業用酶、氨基酸和維生素等1.基因工程菌阿斯巴甜是一種普遍使用的甜味劑，主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，這兩種氨基酸就可以通過基因工程實現大規模生產。實例1：阿斯巴甜1.基因工程菌實例2：凝乳酶運用基因工程制備傳統制備奶酪生產中用來凝聚固化奶中的蛋白質殺死未斷奶的小牛，將其第四胃的黏膜取出來提取。將編碼牛凝乳酶的基因導入大腸桿菌、黑曲霉或酵母菌的基因組中，再通過工業發酵批量生產凝乳酶實例3：淀粉酶、脂酶運用優點基因工程制備加工轉化糖漿需要淀粉酶，加工烘烤食物要用到脂酶構建基因工程菌，然后用發酵技術大量生產基因工程獲得的工業用酶的純度更高，生產成本顯著降低，生產效率較高。1.基因工程菌基因工程將能分解三種烴類的假單孢桿菌的基因都轉移到能分解另一種烴類的假單孢桿菌內，創造出了能同時分解四種烴類的“超級細菌”。有的還能吞食轉化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質。1.凈化污染的環境基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測環境中的病毒、細菌等污染。1t水中只有10個病毒也能被DNA探針檢測出來2.環境監測比較項目乳腺（房）生物反應器基因工程菌生產藥物基因結構基因產物受體細胞導入方式生產條件產物提取哺乳動物基因的結構與人類結構基本相同細菌或酵母菌等生物的基因結構與人類基因結構有較大差異與天然蛋白質完全相同細菌細胞內缺少內質網、高爾基體等細胞器，合成的蛋白質可能不具有生物活性哺乳動物的受精卵微生物細胞顯微注射法Ca2+處理法（感受態細胞法）不需要嚴格的滅菌，溫度等外界條件對其影響不大需嚴格滅菌，嚴格控制工程菌所需的溫度、pH、營養物質濃度等外界條件從動物乳汁中提取,相對簡單(一般經工業發酵后)從微生物細胞(或發酵液)中提取，相對復雜在農牧業方面的應用基因工程的應用1.轉基因抗蟲植物2.轉基因抗病植物3.轉基因抗除草劑植物4.改良植物的品質5.提高動物的生長速率6.改善畜產品的品質在醫藥衛生領域的應用在食品工業方面的應用1.對微生物或動植物的細胞進行基因改造，使它們

能夠生產藥物。2.利用基因工程技術，可以讓哺乳動物批量生產藥

物，如乳腺生物反應器。3.用轉基因動物作器官移植的供體等。構建基因工程菌生產食品工業用酶、氨基酸、維生素

1.轉基因抗蟲植物含有Bt毒蛋白，對人體無毒，但是鱗翅目昆蟲幼蟲的腸道細胞含有Bt蛋白的受體，Bt蛋白與受體結合導致腸道壁穿孔，使幼蟲死亡。下列敘述錯誤的是A.促進Bt蛋白的合成有助于提高植物的抗蟲效果B.通過DNA分子雜交技術可以檢測Bt蛋白基因是否表達C.將Bt蛋白基因導入植物細胞的方法可以使用花粉管通道法或農桿菌轉

化法D.將植物材料和農桿菌共同培養之前，需要對植物材料進行消毒處理B檢測是否導入受體細胞2.下列有關目的基因的操作能夠改善產品品質的是A.將草魚的生長激素基因導入鯉魚體內B.將腸乳糖酶的基因導入奶牛的基因組C.將降解或抵抗某種除草劑的基因導入玉米D.將Bt抗蟲蛋白基因整合到煙草或棉花的基因組并實現表達B提高生長速率轉基因抗除草劑植物提高植物的抗蟲能力3.下列關于用轉基因動物作器官移植供體的研究的敘述，不正確的是A.人體移植器官短缺和免疫排斥是目前制約人體器官移植的兩大難題B.豬的內臟構造、大小和血管分布與人的極為相似C.靈長類動物體內隱藏的、可導致人類疾病的病毒少于豬D.無論以哪種動物作為供體，都需要在其基因組中導入某種調節因子，

以抑制抗原決定基因的表達，或設法除去抗原決定基因B遠遠多于豬4.利用基因工程技術使哺乳動物成為乳腺生物反應器，以生產所需要的藥品，如轉基因動物生產人的生長激素。科學家培養轉基因動物成為乳腺生物反應器時，下列說法錯誤的是（）A．利用顯微注射法將人的生長激素基因導入受體哺乳動物體內B．需要將乳腺中特異表達的基因的啟動子與目的基因重組在一起C．動物必須是雌性才能滿足要求D．動物需要進入泌乳期才能成為“批量生產藥物的工廠”受精卵A5.1998年，我國科研人員用兩個機理不同的抗蟲基因(CryIA和Cpti)構建融合基因表達載體，導入棉花細胞培育出雙價轉基因抗蟲棉。自主知識產權抗蟲棉的推廣在提高經濟和環境效益的同時，也保護了中國棉花產業的安全。下列敘述錯誤的是A.基因表達載體中融合基因位于啟動子與終止子之間B.該融合基因必須整合到棉花細胞的基因組DNA中C.可用DNA探針檢測融合基因是否轉錄出mRNAD.雙價抗蟲棉比單價抗蟲棉選擇抗性棉鈴蟲的速率更快D更慢一、概念檢測1.將大腸桿菌的質粒連接上人生長激素的基因后，重新導入大腸桿菌的細胞內，再通過發酵工程就能大量生產人生長激素。下列相關敘述正確的是（

）A.轉錄生長激素基因需要解旋酶和DNA連接酶B.發酵產生的生長激素屬于大腸桿菌的初生代謝物C.大腸桿菌獲得的能產生人生長激素的變異可以遺傳D.大腸桿菌質粒標記基因中腺嘌呤和尿嘧啶的含量相等C練習與應用（P92）2.基因工程應用廣泛，成果豐碩。下列不屬于基因工程應用的是（

）A.培育青霉菌并從中提取青霉素B.利用乳腺生物反應器生產藥物C.制造一種能降解石油的“超級細菌"D.制造一種能產生干擾素的基因工程菌A練習與應用（P92）二、拓展應用除草劑的有效成分草甘膦能夠專一地抑制EPSP合酶的活性，從而使植物體內多種代謝途徑受到影響而導致植物死亡。草甘膦沒有選擇性，它在除掉雜草的同時也會使作物受損。解決這個問題的方法之一就是培育抗草甘膦的作物。（1）下面是探究“轉入外源EPSP合酶基因能否使矮牽牛抗草甘膦”的流程，請補充完整。①用_____________________________等處理含有目的基因的DNA片段和T質粒，構建重組Ti質粒；②將重組Ti質粒轉入農桿菌中；限制