【创新设计】2015-2016学年高中生物 专题一 基因工程 第3课时 基因工程的应用学案 新人教版选修3要点.doc

第3课时　基因工程的应用 [目标导读]　1.举例说出基因工程的应用及取得的成果。2.利用列表等学习方法，找出相关目的基因，同时关注基因工程的进展。3.概述基因工程在农业和医疗方面的应用。 [重难点击]　基因工程的应用及取得的成果。 1．基因工程的基本操作程序 2．目的基因的检测与鉴定 类型 步骤 检测内容 方法 结果显示 分子检测 第一步 目的基因是否进入受体细胞 DNA分子杂交(DNA和DNA之间) 是否成功显示出杂交带 第二步 目的基因是否转录出mRNA 分子杂交技术(DNA和mRNA之间) 是否成功显示出杂交带 第三步 目的基因是否翻译出蛋白质 抗原—抗体杂交 是否成功显示出杂交带 个体水平鉴定 做抗虫、抗病的接种实验，以确定是否具有抗性以及抗性的程度；基因工程产品需要与天然产品的功能进行活性比较，以确定功能活性是否相同 [课堂导入]　 如图是抗虫棉和非抗虫棉的对照实验田。除了在培育抗虫作物方面卓有成效外，基因工程在生产生活的很多方面都有着广泛的应用和发展前景。 探究点一　动、植物基因工程的成果 基因工程在培育农牧业新品种方面有着广泛的成果和发展前景，阅读教材相关内容填写下列表格。 1．植物基因工程硕果累累 外源基因类型及举例 成果举例 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 抗虫水稻、抗虫棉、抗虫玉米 抗病转基因植物 ①抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因；②抗真菌基因：几丁质酶基因、抗毒素合成基因 抗病毒烟草、抗病毒小麦、抗病毒番茄、抗病毒甜椒 抗逆转基因植物 调节细胞渗透压基因、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因 抗盐碱和抗干旱的烟草、抗寒番茄、抗除草剂的大豆、玉米 改良品质的转基因植物 提高必需氨基酸含量的蛋白编码基因、控制番茄成熟的基因、与花青素代谢有关的基因 高赖氨酸玉米、耐储存番茄、新花色矮牵牛 2.动物基因工程前景广阔 外源基因类型及举例 成果举例 提高动物的生长速度 外源生长激素基因 转基因绵羊、转基因鲤鱼 改善畜产品的品质 肠乳糖酶基因 乳汁中含乳糖较少的转基因牛 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 转基因动物具有乳腺生物反应器 用转基因动物作器官移植供体 抑制抗原决定基因表达的某种调节因子或除去供体的抗原决定基因 无免疫排斥反应的转基因猪 归纳提炼 1．Bt毒蛋白基因产生的Bt毒蛋白并无毒性，进入昆虫消化道被分解成多肽后产生毒性。 2．并不是所有农作物都需要导入抗除草剂基因提高其对除草剂的抗性，而是对除草剂敏感的农作物需要导入。 3．用乳腺生物反应器生产的优点是产量高、质量好、成本低、易提取，但从乳腺生物反应器中提取蛋白质，受体细胞所在个体必须是雌性，若从尿液中提取目的基因的产物则不受此限制。 活学活用 1．继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答下列问题： (1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是__________________。 (2)进行基因转移时，通常要将外源基因转入__________中，原因是_____________________。 (3)通常采用______________________技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。 (4)在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的__________细胞中特异性表达。 答案　(1)显微注射法　(2)受精卵(或早期胚胎)　受精卵(或早期胚胎细胞)具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中表达　(3)DNA分子杂交(核酸探针) (4)膀胱上皮 解析　在基因工程中，若受体细胞是动物细胞，常采用显微注射的方法导入目的基因。若要使小鼠膀胱上皮细胞合成人的生长激素，在进行基因转移时，当作受体细胞的通常是受精卵，其原因是受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中得到表达。检测目的基因是否插入到受体细胞的基因组，通常采用的是DNA分子杂交技术。 探究点二　基因工程在医疗方面的应用 1．生物反应器与工程菌在实际应用中的比较 比较项目 动物乳腺反应器 大肠杆菌生产系 基因结构 与人类基因结构相同，使克隆基因相对简单 与人类基因结构有差异 基因产物 与天然蛋白质完全相同 由于缺少内质网、高尔基体等细胞器，合成的蛋白质可能不存在生物活性 产物提取 存在于乳汁中，易于提取 从细胞中提取分离，相对复杂 生产设备 ①农业生产，②提纯设备，③成本低 ①工业生产，②精良的生产设备，③成本高 成果 抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等 人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等 2.基因治疗 (1)原理 利用正常基因转