3.3基因工程的应用 课件 (共77张PPT2个视频)-2025-2026学年高二下学期《生物》（人教版）选必修3

(共77张PPT)
第3章 基因工程工程
第3节 基因工程的应用
目标
01
02
联系当地生产、生活中的具体实例，思考用基因工程的方法解决实际问题,基于基因工程在各方面发展的前景，理性看待基因工程的安全性。（社会责任）
基于基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业应用的实例，说明基因工程给社会带来的巨大进步（科学思维）
学习目标
情境视频一:
脑洞大开：根据基因工程的原理我们可以利用下面这些基因培育什么样的个体呢？
抗病毒基因
鱼类的抗冻蛋白基因
萤火虫的荧光基因
乌龟的长寿基因
人类胰岛素的合成基因
富含赖氨酸的蛋白质合成基因
植物花青素（花色）代谢有关的基因
受体细胞
=
导入
基因工程自20世纪70年代兴起后， 得到了飞速的发展， 展示出广阔的前景。
基因工程的运用解密（视频）
情境视频一:
情境视频一:
传统生产胰岛素的方法是从猪、牛等动物的胰腺中提取。曾经生产供一位糖尿病病人使用一年的胰岛素需要上千头牛，生产的成本非常高。1978年，科学家将编码人胰岛素的基因导入大肠杆菌细胞中，使大肠杆菌表达重组人胰岛素。我国拥有自主知识产权的基因工程药物---重组人胰岛素已经研制成功并得到广泛应用。
问题1: 除了生产胰岛素，基因工程还有哪些应用呢？
医药
农牧
食品
问题2: 转基因培育出的作物（动物）有哪些优点？
一、基因工程在农牧业方面的运用
【情景一】1996—2017年，全世界转基因作物的种植面积增加了一百多倍
转基因作物的种植使化学杀虫剂施用量减少了8.2%，作物产量增加了6.6×108t，增加经济收益近1.3万亿元
【情景二】转基因动物方面的成果正在进入实用化和商业化开发的阶段
2015年11月，第一种用于食用的转基因动物——转基因大西洋鲑（俗称“三文鱼”）在美国获得批准上市转基因鲑鱼缩短了其成长周期，因此它受到的污染和体内聚集的有毒物质残留比普通鲑鱼少得多
转基因作物优点
减少化学杀虫剂的施用量，减少环境污染
增加作物产量
增加经济效益
问题3: 请举出基因工程在农牧业方面运用的其他实例
目录
CONTENTS
基因工程在医药卫生领域的应用
2/
基因工程在农牧业方面的应用
1/
基因工程在食品工业方面的应用
3/
01
基因工程在农牧业方面的应用
合作探究一：请同学们自主阅读教材P88-89，小组合作思考讨论完成下表。
一、基因工程在农牧业方面的运用
主要应用 为什么做 如何做 方法 成果
转基因植物 抗虫植物
抗病植物
抗除草剂植物
改良植物品质
转基因动物 提高动物生长速率
改善畜产品品质
一、基因工程在农牧业方面的运用
（一）转基因抗虫植物：
为什么做
世界上每年因虫害而造成的农产品损失估计为13% 。
13%
如果加上这些农产品在贮藏过程中因虫害而造成的损失，数额将达60～100 亿元。
在我国，水稻每年因虫害减产 10% 以上，小麦减产近 20% ，棉花产量损失在 30% 以上。
10%-30%
60~100亿万元
问题4: 如何解决以上问题？
一、基因工程在农牧业方面的运用
（一）转基因抗虫植物：
怎么做
转入外源抗虫基因
从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因，将它导入作物中培育出具有抗虫性的作物。抗虫基因主要来自苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因。
Bt抗虫蛋白质基因
Ti质粒
重组Ti
质粒
农杆菌
作物细胞
抗虫作物
苏云金芽孢杆菌
Bt毒蛋白基因
淀粉酶抑制剂基因
蛋白酶抑制剂基因
植物凝集素基因
阻断或降低蛋白酶的活性，使害虫不能正常消化食物，还会引起厌食反应。
导致细胞膜穿孔，细胞肿胀裂解。
产生的抑制剂可与害虫消化道内的淀粉酶结合。
可与害虫肠道黏膜上的某种物质结合，影响害虫对营养物质的吸收和利用。
一、基因工程在农牧业方面的运用
（一）转基因抗虫植物：
拓展延伸：抗虫目的基因种类
一、基因工程在农牧业方面的运用
（一）转基因抗虫植物：
成果
转基因抗虫棉
转基因抗虫水稻(绿色植株)对照(被害虫侵害的黄色植株)
非转基因棉
转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等
一、基因工程在农牧业方面的运用
（二）转基因抗病植物：
为什么做
植物病害是多种多样的，从根茎叶到花和果实都有病害发生。许多栽培作物自身缺少抗病基因。
一、基因工程在农牧业方面的运用
（二）转基因抗病植物：
怎么做
将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中，培育出了转基因抗病植物。
抗病基因
Ti质粒
重组Ti
质粒
病毒
真菌
农杆菌
作物细胞
抗病作物
抗病转基因植物
病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因
抗病毒基因
几丁质酶基因、抗毒素合成基因
抗真菌基因
一、基因工程在农牧业方面的运用
（二）转基因抗病植物：
拓展延伸：抗病目的基因种类
一、基因工程在农牧业方面的运用
（二）转基因抗病植物：
成果
转基因抗病毒甜椒
转基因抗病毒番木瓜
转基因抗病毒烟草
转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等
一、基因工程在农牧业方面的运用
（三）转基因抗除草剂植物：
为什么做
杂草常常危害农业生产，而大多数除草剂不仅能杀死田间杂草，还会损伤作物，导致作物减产。
杂草对除草剂产生抗性
残留除草剂对人体有危害
一、基因工程在农牧业方面的运用
（三）转基因抗除草剂植物：
怎么做
将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，培育出抗除草剂的作物品种。
降解或抵抗除草剂的基因
Ti质粒
重组Ti
质粒
子房或
花柱切面
转基因种子
转基因植物
一、基因工程在农牧业方面的运用
（三）转基因抗除草剂植物：
成果
种植转基因抗除草剂大豆的农田
用除草剂后的转基因抗除草剂玉米田
转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等
一、基因工程在农牧业方面的运用
（四）改良植物的品质：
为什么做
随着生活水平的提高，人们越来越关注植物的营养价值、观赏价值等。
一、基因工程在农牧业方面的运用
（四）改良植物的品质：
怎么做
将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，可以提高这种氨基酸的含量。科学家培育出某转基因玉米中赖氨酸的含量比对照组高30%
富含赖氨酸的蛋白质基因
Ti质粒
重组Ti
质粒
富含赖氨酸的转基因玉米
农杆菌
玉米细胞
一、基因工程在农牧业方面的运用
（四）改良植物的品质：
怎么做
我国科学家成功地将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中，使它呈现出自然界没有的颜色变异，大大提高了它的观赏价值。
植物花青素代谢相关的基因
Ti质粒
重组Ti
质粒
颜色变异的
转基因矮牵牛
农杆菌
矮牵牛细胞
一、基因工程在农牧业方面的运用
（四）改良植物的品质：
成果
优良基因 成果
　　　　　　　　的蛋白质编码基因 富含赖氨酸的转基因玉米
与植物花青素代谢相关的基因 ____________
必需氨基酸含量多
转基因矮牵牛
转基因矮牵牛
转基因玉米
转入维生素A合成酶基因的大米
拓展：病毒外壳蛋白基因的抗病毒机理
一种假说认为：CP基因在植物细胞内表达积累后，当入侵的病毒裸露核酸进入植物细胞后，会立即被这些外壳蛋白重新包裹，从而阻止病毒核酸分子的复制和翻译。
另一种假说认为：植物细胞内积累的病毒外壳蛋白会抑制病毒脱除外壳，使病毒核酸分子不能释放出来。
然而最近的研究表明，如果将病毒的外壳蛋白的AUG起始密码缺失，使之不能被翻译，或者将外壳蛋白基因变成反义RNA基因，整合到植物细胞染色体上，转基因植物则有很好的抗性。因此，有人认为抗性机理不是外壳蛋白在起作用，而是CP基因转录出RNA后，与入侵病毒RNA之间的相互作用起到了抗性作用。
一、基因工程在农牧业方面的运用
（五）提高动物的生长速率：
为什么做
外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得很快。
怎么做
将外源生长激素基因导入动物体内， 以提高动物的生长速率。
外源生长激素基因
受精卵
早期胚胎
代孕母体
转基因动物
显微注射
培养
胚胎移植
分娩
一、基因工程在农牧业方面的运用
（五）提高动物的生长速率：
成果
转基因鲤鱼
转基因小鼠
例如,我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼，在同等养殖条件下，转基因鲤鱼的生长速率比非转基因鲤鱼提高了42%～115%。
一、基因工程在农牧业方面的运用
（六）改善畜产品的品质：
为什么做
例如：有些人由于乳糖酶分泌少，不能完全消化牛奶中的乳糖，食用牛奶后会出现腹泻等不适症状，称之为乳糖不耐受。
一、基因工程在农牧业方面的运用
（六）改善畜产品的品质：
怎么做
将乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他营养成分不受影响。
乳糖酶基因
牛受精卵
早期胚胎
代孕母体
转基因奶牛
显微注射
培养
胚胎移植
分娩
一、基因工程在农牧业方面的运用
（六）改善畜产品的品质：
成果
转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他营养成分不受影响
基因工程在农牧业方面的运用小结
转基因抗虫植物
农牧业方面的应用
转基因抗病植物
转基因抗除草剂植物
改良植物的品质
提高动物的生长速率
改良畜产品的品质
抗逆性
　实战训练　
1.判断常考语句，澄清易混易错
(1)从苏云金杆菌中分离出Bt基因导入棉花中，可培育出抗虫棉。( )
(2)将与叶绿素代谢相关的基因导入矮牵牛，可培育出自然界没有的颜色变异。( )
提示：将与花青素代谢相关的基因导入矮牵牛，可培育出自然界没有的颜色变异。
(3)将植物生长素基因导入鲤鱼，培育出的转基因鲤鱼生长速率大大提高。( )
提示：植物激素无法对动物起作用，应导入外源生长激素基因。
√
×
×
02
基因工程在医药卫生领域的应用
合作探究二：请同学们自主阅读教材P90-91，小组合作思考讨论完成问题。
二、基因工程在医药卫生领域的运用
主要应用 为什么做 如何做 基因来源或处理 成果
二、基因工程在医药卫生领域的运用
（一）基因改造微生物或动植物的细胞生产药物：
我国生产的重组人干扰素、血小板生成素、促红细胞生成素和粒细胞集落刺激因子等基因工程药物均已投放市场。
细胞因子、抗体、疫苗和激素等
(1)常见药物类型：
(2)应用：
预防治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎等
(3)实例：
二、基因工程在医药卫生领域的运用
（一）基因改造微生物或动植物的细胞生产药物：
为什么做
【资料1】胰岛素是治疗糖尿病的特效药。传统的一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4－5g胰岛素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。
【资料2】干扰素是动物或人体细胞受到病毒感染后产生的一种糖蛋白。干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！对癌症也有一定疗效。传统的干扰素生产方法是从人血中提取，300L血才提取1mg！
怎么做，解决以上难题
二、基因工程在医药卫生领域的运用
（一）基因改造微生物或动植物的细胞生产药物：
干扰素基因
质粒
重组质粒
大肠杆菌或酵母菌
可大量生产干扰素的大肠杆菌或酵母菌
构建
导入
培养
　实战训练　
2.根据前面学过的基因工程的操作程序，说出通过基因工程方法用酵母菌生产乙肝疫苗的过程是怎样的？（提示：乙肝病毒抗原蛋白基因）
①用PCR扩增乙肝病毒抗原蛋白基因；
②将乙肝病毒抗原蛋白基因插入质粒，构建基因表达载体；
③将该基因表达载体导入酵母菌(该过程也是将酵母菌制备成感受态细胞，但是并不是用Ca2+处理，而是用醋酸锂处理）；
④检测并鉴定，筛选出成功转化的酵母菌，进行发酵培养，分离并提纯产物，获得乙肝病毒抗原蛋白。
问题5: 与大肠杆菌相比，用酵母菌生产人的胰岛素有什么优势？
二、基因工程在医药卫生领域的运用
（一）基因改造微生物或动植物的细胞生产药物：
问题5: 与大肠杆菌相比，用酵母菌生产人的胰岛素有什么优势？
酵母菌为真核生物，有生物膜系统，可通过内质网和高尔基体对产生的胰岛素进行加工和修饰，从而产生有活性的胰岛素。
大肠杆菌
酵母菌
二、基因工程在医药卫生领域的运用
（二）让转基因哺乳动物批量生产药物：
概念 科学家将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。
乳腺生物反应器
关键 将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起。
问题6: 阅读P90第二段，结合基因工程和胚胎工程的过程，构建乳腺生物反应器动物的过程示意图？
二、基因工程在医药卫生领域的运用
（二）让转基因哺乳动物批量生产药物：
1.乳腺生物反应器的生产过程
人生长激素基因
提供受精卵
显微注射
代孕
转基因牛
生长激素
牛奶
载体含有乳腺细胞中特异表达基因的启动子
二、基因工程在医药卫生领域的运用
（二）让转基因哺乳动物批量生产药物：
1.乳腺生物反应器的生产过程
注意
(1)并非所有个体都可作为乳腺生物反应器，应选择 个体，
雌性
2.基因表达载体导入的是 ；
受精卵
且 才会分泌；
泌乳期
问题7: 生物反应器除了用乳腺，还可以用什么器官？
二、基因工程在医药卫生领域的运用
（二）让转基因哺乳动物批量生产药物：
构建膀胱生物反应器是将目的基因插入含将目的基因与膀胱上皮细胞中特异表达的基因的启动子重组，从而指导目的基因表达产物分泌在尿中，其原理是根据膀胱尿乳头顶端表面可表达一组称之为尿血小板溶素的膜蛋白。
膀胱生物反应器
具有周期短、不受性别和年龄的限制，易收集和提纯更高。
优点：
二、基因工程在医药卫生领域的运用
（三）建立移植器官的工厂：
（1）猪的内脏构造、大小、血管分布与人的极为相似。
（2）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。
1.选用猪作为器官供体的原因
问题8: 选用猪作为器官移植最大难题是什么？如何解决这一难题？
免疫排斥
二、基因工程在医药卫生领域的运用
（三）建立移植器官的工厂：
2.器官改造方法
在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定 基因的表达，或设法除去抗原决定基因，然后再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。
调节因子
载体
重组载体
猪成纤维细胞
卵母细胞
细胞核
去核卵母细胞
重组胚
代孕母猪
转基因克隆猪
二、基因工程在医药卫生领域的运用
（三）建立移植器官的工厂：
2.器官改造方法
方法:
在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
二、基因工程在医药卫生领域的运用
（三）建立移植器官的工厂：
二、基因工程在医药卫生领域的运用
（三）建立移植器官的工厂：
思考
假如某位心脏病病人换上经过改造的猪心脏后，过上健康人的生活，在生活中，他会遭到歧视吗？对此你怎么看？
生命和健康是人最宝贵的东西，如果一个病人换上了经过改造的猪心脏重获了健康，我们不仅不能歧视他，还应该从他身上看到现代生物技术在维持人体健康、治疗疾病等方面的应用价值；
　实战训练　
3．下列有关基因工程应用的说法，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．将必需氨基酸含量多的蛋白质基因导入农作物，提高农产品的品质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的药品的生产问题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
　实战训练　
4．科学研究发现的新技术，要变成实际应用，需要很多的实验才能应用到实际中。早在2006年，两个研究小组几乎同时发现，将四个特定基因导入处于高度分化的体细胞(如成纤维细胞等)中，可诱导其形成具有胚胎干细胞样分化潜能的诱导性多能干细胞。虽然至今这项技术还在深入研究，但这项先进技术的潜在应用前景是（ ）
A．突破干细胞定向分化的障碍 B．改造和优化人类基因组结构C．克隆具有优良品质的动物个体 D．解决异体组织/器官排斥难题
基因工程在农牧业方面的运用小结
应用 基因来源或处理 成果
转基因微生物或动植物细胞生产药物 对微生物或动植物的细胞进行________改造 生产包括细胞因子、抗体、疫苗和激素等的药物
乳腺（或乳房）生物反应器生产药物 ____________基因+乳腺中特异表达的基因的___________ 生产抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和 α 抗胰蛋白酶等
转基因动物作器官移植的供体 抑制__________基因的表达或除去_________基因 结合克隆技术培育出不会引起__________反应的转基因克隆猪器官
基因
药用蛋白
启动子
抗原决定
抗原决定
免疫排斥
　实战训练　
5．利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器，以生产所需要的药品，如转基因动物生产人的生长激素。科学家培养转基因动物成为乳腺生物反应器时，下列说法错误的是（ ）
A．利用显微注射法将人的生长激素基因导入受体哺乳动物体内B．需要将乳腺中特异表达的基因的启动子与目的基因重组在一起C．动物必须是雌性才能满足要求D．动物需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”
　实战训练　
6．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。以下叙述不正确的是（ ）
A．将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是显微注射法B．进行基因转移时，通常要将外源基因转入小鼠的膀胱上皮细胞中C．通常采用DNA分子杂交技术检测外源基因是否插入到鼠的基因组D．在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的膀胱上皮细胞中特异表达
03
基因工程在食品工业方面的应用
合作探究三：请同学们自主阅读教材P90-91，小组合作思考讨论完成问题。
主要应用 为什么做 如何做 基因来源或处理 成果
阿斯巴甜
凝乳酶
淀粉酶、脂酶
超级细菌
三、基因工程在食品工业方面的运用
三、基因工程在食品工业方面的运用
（一）基因工程菌：
基因工程菌
概念
运用
步骤
用基因工程的方法， 使外源基因得到高效表达的菌类。
基因工程构建基因工程菌
工业发酵批量生产
利用基因工程菌，除了可以生产药物，还能生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等
三、基因工程在食品工业方面的运用
（一）基因工程菌：
生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。
如：阿斯巴甜是一种普遍使用的甜味剂，主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，这两种氨基酸就可以通过基因工程实现大规模生产。
1.实例——阿斯巴甜
三、基因工程在食品工业方面的运用
（一）基因工程菌：
2.实例——凝乳酶
凝乳酶
运用
基因工程制备
传统制备
奶酪生产中用来凝聚固化奶中的蛋白质
杀死未断奶的小牛，将其第四胃的黏膜取出来提取。
将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因组中，再通过工业发酵批量生产凝乳酶
三、基因工程在食品工业方面的运用
（一）基因工程菌：
3.实例——淀粉酶、脂酶
淀粉酶、脂酶
运用
优点
基因工程制备
加工转化糖浆需要淀粉酶， 加工烘烤食物要用到脂酶
构建基因工程菌， 然后用发酵技术大量生产
基因工程获得的工业用酶的纯度更高， 生产成本显著降低， 生产效率较高。
三、基因工程在食品工业方面的运用
培养出可以降解多种污染物的“超级细菌”，处理环境污染；用经过基因改造的微生物来生产生物能源。
　实战训练　
（1）用大肠杆菌生产的人的胰岛素没有活性 （　 　）
（2）药用蛋白基因只在乳腺细胞中表达的原因是药用蛋白基因只存在于乳腺细胞中，其他细胞中没有 （　 　）
（3）用基因工程技术生产工业酶的优点是：纯度高、生产成本低、生产效率高 （　　 ）
7.判断常考语句，澄清易混易错
　实战训练　
8.利用基因工程生产人胰岛素有两种方法:
方法一:将胰岛素基因转入细菌细胞,进行微生物培养,提取胰岛素;
方法二:将胰岛素基因转入高等哺乳动物的受精卵,培养成转基因动物并从其乳汁中提取胰岛素。
(1)方法一中,为使胰岛素基因能顺利进入细菌细胞,应用　　　　处理细菌细胞,目的是使细胞处于一种　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
能吸收周围环境中DNA分子的生理状态
Ca2+
(2)方法二中,将目的基因导入受体细胞常用的方法是　　　　　　。要确保人胰岛素基因只在牛的乳腺细胞中表达,应该采取的措施是在人胰岛素基因的首端加上　　　　　 　　 　等调控组件。
(3)大肠杆菌和酵母菌均可作为生产胰岛素的工程菌,该类工程菌的优点是
　　　　　　　　(至少答出两点)。
(4)上述两种方法中,哪种方法得到的胰岛素需要进一步加工和修饰以使其获得生物活性 试解释其原因。

乳腺蛋白基因的启动子
单细胞、繁殖快
方法一。方法一中的受体细胞是细菌,其细胞内无内质网和高尔基体,无法对胰岛素进行加工和修饰。
显微注射法
　实战训练　
9．下列有关基因工程的成果及应用的说法，正确的是（　　）
A．利用基因工程技术培育试管婴儿B．基因工程在畜牧业上的应用主要是培育体型巨大、品质优良的动物C．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和抗除草剂等的农作物D．用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒
乳腺生物反应器与工程菌生产药物的区别
比较 内容 乳腺生物反应器 工程菌
基因 结构 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
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 从微生物细胞或其培养液中提取
基因工程在农牧业方面的应用
基因工程的应用
1.转基因抗虫植物
2.转基因抗病植物
3.转基因抗除草剂植物
4.改良植物的品质
5.提高动物的生长速率
6.改善畜产品的品质
基因工程在医药卫生领域的应用
基因工程在食品工业方面的应用
1.对微生物或动植物的细胞进行基因改造，使它们能
够生产药物。
2.利用基因工程技术，可以让哺乳动物批量生产药物，
如乳腺生物反应器。
3.用转基因动物作器官移植的供体等。
课堂小结
构建基因工程菌生产食品工业用酶、氨基酸、维生素
　实战训练　
10.干扰素具有抗病毒、抑制细胞增殖、调节免疫及抗肿瘤作用。科研人员通过乳腺生物反应器可以大量生产干扰素。如表为几种限制酶识别的碱基序列和酶切位点，图1、图2为质粒和含干扰素基因的DNA片段，图3为获得转干扰素基因母羊的过程。请回答下列问题：
(1)_____（填“能”或“不能”）用HindⅢ和Sau3AⅠ两种限制酶切割含干扰素基因的DNA片段和质粒，原因是____________________________________________________________；请提供一个另外的限制酶选择方案，使用_____两种限制酶切割质粒，用_____两种限制酶切割含目的基因的DNA片段。
不能
Sau3AⅠ能切割BclⅠ的酶切位点，用Sau3AⅠ切割会破坏质粒上的四环素抗性基因和青霉素抗性基因
HindⅢ和BamHⅠ
HindⅢ和Sau3AⅠ
　实战训练　
10.干扰素具有抗病毒、抑制细胞增殖、调节免疫及抗肿瘤作用。科研人员通过乳腺生物反应器可以大量生产干扰素。如表为几种限制酶识别的碱基序列和酶切位点，图1、图2为质粒和含干扰素基因的DNA片段，图3为获得转干扰素基因母羊的过程。请回答下列问题：
(2)人的干扰素基因能在羊体内表达，其根本原因是_____。
不同生物共用一套遗传密码
　练习与应用
　
一、概念检测
1.将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新导人大肠杆菌的细胞内，再通过发酵工程就能大量生产人生长激素。下列叙述，正确的是( )
A.转录生长激素基因需要解旋酶和DNA连接酶
B.发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初生代谢物
C.大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传
D.大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤和尿嘧啶的含量相等
　练习与应用
　
一、概念检测
2. 基因工程应用广泛，成果丰硕。下列不属于基因工程应用的是 ( )
A. 培育青霉菌并从中提取青霉素
B. 利用乳腺生物反应器生产药物
C. 制造一种能降解石油的“超级细菌”
D. 制造一种能产生干扰素的基因工程菌
1.除草剂的有效成分草甘膦能够专一地抑制EPSP合酶的活性，从而使植物体内多种代谢途，径受到影响而导致植物死亡。草甘膦没有选择性，它在除掉杂草的同时也会使作物受损。解决这个问题的方法之一就是培育抗草甘膦的作物。
(1)下面是探究“转人外源EPSP合酶基因能否使矮牵牛抗草甘膦”的流程，请补充完整。
①用_______________________等处理目的基因和Ti质粒，构建重组Ti质粒;
②将重组Ti质粒转入农杆菌中;
③利用含有重组Ti质粒的农杆菌侵染________________细胞，再通过培育得到转基因植株；
④用草甘膦同时喷洒转基因植株和对照组植株。结果:对照组植株死亡，转基因植株存活，但也受到了影响。
　练习与应用
　
二、拓展应用
限制酶和DNA连接酶
矮牵牛转基因
1.除草剂的有效成分草甘膦能够专一地抑制EPSP合酶的活性，从而使植物体内多种代谢途，径受到影响而导致植物死亡。草甘膦没有选择性，它在除掉杂草的同时也会使作物受损。解决这个问题的方法之一就是培育抗草甘膦的作物。
(1)下面是探究“转人外源EPSP合酶基因能否使矮牵牛抗草甘膦”的流程，请补充完整。
④用草甘膦同时喷洒转基因植株和对照组植株。结果:对照组植株死亡，转基因植株存活，但也受到了影响。
结果:对照组植株死亡，转基因植株存活，但也受到了影响。
结论： 。
　练习与应用
　
二、拓展应用
转基因矮牵牛对草甘膦产生了一定的抗性
　练习与应用
　
二、拓展应用
(2) 请思考并回答下列问题。
① 在该实验中，对照组是怎样设计的？
②如果增加转入的外源EPSP合酶基因的数量，转基因矮牵牛对草甘麟的抗性是否会增加？请你给出进一步探究的思路。
对照组为非转基因矮牵牛理论上增加转入的外源EPSP合酶基因的数量，矮牵牛体内EPSP合酶的表达水平会升高，它对草甘膦的抗性会增强。
将不同拷贝数的EPSP合酶基因分别转入矮牵牛细胞中，培育转基因植株，比较它们对草甘膦抗性的差异。
　练习与应用
　
二、拓展应用
2. 下图是某同学画的两幅基因工程卡通图。一幅是一头能进行光合作用的奶牛，一幅是一株能同时结岀多种蔬菜和水果的植物。请你像这位同学一样，展开想象的翅膀，畅想基因工程的未来，并用图画、文字或用音乐创作等表达岀来。
　实战训练　
11．将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素基因后，重新导入大肠杆菌细胞内，再通过发酵工程就能大量生产人生长激素。下列叙述正确的是（ ）
A．转录人生长激素基因需要解旋酶和DNA连接酶B．导入重组质粒的大肠杆菌一般先用Ca2+处理C．大肠杆菌质粒标记基因中A和U的含量相等D．发酵液中所有的大肠杆菌均能产生人生长激素
　实战训练　
12．下列有关基因工程在农牧业方面应用的叙述，错误的是（ ）
A．将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物，可培育出转基因抗病植物B．将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可培育出转基因抗除草剂作物C．将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物，可提高植物的营养价值D．将基因工程生产的肠乳糖酶作为药物添加在牛奶中，可解决人的乳糖不耐受问题
　实战训练　
13．如图是将目的基因导入大肠杆菌内制备“基因工程菌”的示意图，其中引物1-4在含有目的基因的DNA上的结合位置如甲图所示，限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ在质粒上的识别位点如乙图所示。以下说法错误的是（　　）
A．PCR第一轮循环的产物可作为第二轮反应的模板B．若已经合成了图甲所示4种引物，应选择引物2和3扩增目的基因C．过程①中应使用限制酶BamHⅠ切割质粒D．对于转化失败的大肠杆菌及其培养基应进行灭菌处理，以防其污染环境