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選擇性必修三 第3章 基因工程的應用
一、你從教材上找到的關鍵性語句：
（一）、基因工程在農牧業(yè)方面的應用
1．植物基因工程的應用
項目 轉基因 抗蟲植物 轉基因 抗病植物 轉基因抗 除草劑植物 改良植物的品質
舉例 從某些生物中分離出具有_________的基因，將它導入作物中，培育出轉基因抗蟲棉花、玉米、大豆、水稻和馬鈴薯等 將來源于_________ _______等的抗病基因導入植物中，培育出轉基因抗病毒甜椒、番木瓜和煙草等 將___________某種除草劑的基因導入作物，培育出轉基因抗除草劑玉米、大豆、油菜和甜菜等 ①將__________含量多的蛋白質編碼基因導入玉米中；②將與植物______________ 的基因導入矮牽牛中
優(yōu)點 減少環(huán)境污染、降低生產成本 噴灑除草劑時，田間雜草會被殺死而作物不會受到損傷 ①提高植物的營養(yǎng)價值；②提高花卉的觀賞價值等
2.動物基因工程的應用
應用 提高動物的生長速率 改善畜產品的品質
舉例 將_______________導入鯉魚，轉基因鯉魚的生長速率比非轉基因鯉魚提高了42%～115% 將___________導入奶牛基因組，轉基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他營養(yǎng)成分不受影響
（二）、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用
項目 基因來源或處理 成果
基因工程 生產藥物 對微生物或動植物細胞進行______改造 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
轉基因動物作________的供體 ____抗原決定基因的表達或____抗原決定基因 結合_________培育出不會引起____________的轉基因克隆豬器官
（三）、基因工程在食品工業(yè)方面的應用
1．基因工程菌：用_______的方法，使_______得到高效表達的菌類一般稱為基因工程菌。
2．應用：將_______________導入大腸桿菌、黑曲霉或酵母菌的基因組中，再通過工業(yè)發(fā)酵批量生產凝乳酶；加工轉化糖漿需要的淀粉酶；加工烘烤食品要用到的脂酶等。利用基因工程，還可以生產________、________等。
3．優(yōu)點：相比從天然產物中提取的酶，用基因工程技術獲得的工業(yè)用酶的__________，生產成本顯著降低，生產效率較高。
（四）、基因工程在其它方面的應用
1．“超級細菌”處理環(huán)境污染
2．基因改造的微生物生產能源
二、判斷訓練：
現(xiàn)在通過轉基因技術生產的藥物已有：胰島素、干擾素、人生長激素、乙肝疫苗、青霉素等(　　)
選擇細菌等微生物作為受體細胞是因為其繁殖速度快，代謝旺盛(　　)
轉基因技術育種克服了傳統(tǒng)育種的育種時間長、遠緣親本難以雜交的缺陷(　　)
蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因導入棉花細胞是否已表達，其檢測方法是棉花細胞是否有抗生素抗性。 (　　)
改良缺乏某種抗病性的水稻品種，宜采用的方法是雜交育種、誘變育種、基因工程育種，不宜采用單倍體育種的方法。(　　)
利用基因工程技術將人的胰島素原基因在大腸桿菌中表達的胰島素原有生物活性。
(　　)
利用基因工程的方法，能使馬鈴薯塊莖含有人奶主要蛋白，采用反轉錄的方法得到的目的基因有內含子。(　　)
要獲得轉基因植物，可選用植物的體細胞作受體細胞，然后通過組織培養(yǎng)技術獲得；如果要獲得轉基因動物，可選用動物的體細胞作受體細胞，然后通過動物細胞培養(yǎng)技術獲得。(　　)
基因工程的運載體可以采用大腸桿菌的質粒，但是并不是所有的大腸桿菌的質粒都可以用于基因工程。
通過轉基因方式獲得的抗蟲棉的后代具有永久抗蟲的能力。(　　)
采用轉基因方法將人的凝血因子基因導入山羊受精卵，培育出了轉基因羊。但是人的凝血因子只存在于轉基因山羊的乳汁中。這說明，在該轉基因山羊中，只有乳腺細胞中存在人凝血因子基因，而其他細胞中不存在。(　　)
通過轉基因培育抗蟲品種，利用種間關系控制害蟲的數(shù)量，利用昆蟲激素干擾昆蟲的繁殖等都屬于生物防治的范疇。(　　)
用紫外線照射青霉菌，使其DNA發(fā)生改變，通過篩選獲得青霉素高產菌株屬于工程菌(　　)
“轉基因植物”是指植物體細胞中出現(xiàn)了新基因的植物。(　　)
基因工程中，要培育轉基因植物和動物，選用的受體細胞都是受精卵。(　　)
利用工程菌可生產人的胰島素等某些激素。(　　)
基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用是目前基因工程取得實際應用成果非常多的領域。(　　)
利用乳腺生物反應器能夠獲得一些重要的醫(yī)藥產品，如人的血清白蛋白，這是因為將人的血清白蛋白基因導入了動物的乳腺細胞中。(　　)
由大腸桿菌工程菌可獲得能直接利用的人干擾素。(　　)
實施基因工程的最終目的是在生物體外對DNA分子進行改造。( )
實施基因工程的最終目的是定向地改造生物的遺傳性狀。( )
青霉素屬于基因工程生產的藥物。( )
我國生產的重組人干擾素α－1b屬于基因工程生產的藥物。( )
乳腺生物反應器是轉基因技術醫(yī)藥衛(wèi)生方面的應用。( )
乳腺生物反應器生產的藥物是自然界沒有的。( )
三、邊練邊講
練習1：基因工程的應用
1．運用現(xiàn)代生物技術的育種方法，將抗菜青蟲的Bt抗蟲蛋白基因轉移到優(yōu)質油菜中，培育出轉基因抗蟲的油菜品種，這一品種在生長過程中能產生特異的抗蟲蛋白，對菜青蟲有顯著抗性，能大大減輕菜青蟲對油菜的危害。根據以上信息，下列敘述錯誤的是(　　)
A．轉基因抗蟲油菜能產生抗蟲蛋白是由于具有Bt抗蟲蛋白基因
B．目的基因的受體細胞可以是油菜受精卵，也可以是體細胞
C．轉基因抗蟲油菜的種植過程中減少了農藥等的使用量，降低了生產成本
D．轉基因抗蟲油菜種植時，菜青蟲不會產生抗性，這樣可以徹底消滅菜青蟲
E．可通過農桿菌轉化法將重組質粒導入受體細胞
F．可通過觀察菜青蟲食用轉基因油菜后的生活狀態(tài)來鑒定抗蟲效果
G．如果目的基因的核苷酸序列是全部未知的，可用PCR技術得到大量目的基因
2．1987年，美國科學家將螢火蟲的熒光素基因轉入煙草植物細胞并獲得高水平的表達。長成的煙草植株通體光亮，堪稱自然界的奇跡。這一研究成果表明(　　)
①螢火蟲與煙草的DNA結構基本相同②螢火蟲與煙草共用一套遺傳密碼
③煙草體內合成了熒光素④螢火蟲和煙草合成蛋白質的方式基本相同
A．①③　　　B．②③ C．①④ D．①②③④
3．利用乳腺生物反應器生產藥用蛋白是動物基因工程的重要應用，目前科學家已在牛和山羊等動物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－抗胰蛋白酶等醫(yī)藥產品。下列有關乳腺生物反應器的敘述錯誤的是(　　)
A．受體細胞可選用受精卵或胚胎干細胞
B．獲得轉基因動物需利用胚胎移植技術
C．乳腺中特異表達的基因與藥用蛋白基因的啟動子等調控組件組合形成重組DNA分子
D．轉基因動物產生的生殖細胞可能含有藥用蛋白基因
E．該技術生產藥物的優(yōu)點是產量高、質量好、易提取
4．W是一種具有特定功能的人體蛋白質。某研究小組擬仿照制備乳腺生物反應器的研究思路，制備一種膀胱生物反應器來獲得W，基本過程如圖所示。
回答下列問題：
(1)步驟①中需要使用的工具酶有__________________________。步驟②和③所代表的操作分別是_______和_________________。步驟④稱為________。
(2)與乳腺生物反應器相比，用膀胱生物反應器生產W的優(yōu)勢在于不受轉基因動物的__________(答出2點即可)的限制。
(3)一般來說，在同一動物個體中，乳腺上皮細胞與膀胱上皮細胞的細胞核中染色體DNA所含的遺傳信息________(填“相同”或“不同”)，原因是__________________________________________________。
(4)從上述流程可知，制備生物反應器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技術有____________________________(答出2點即可)。
講解1：基因工程的應用
1．利用轉基因技術改良植物品質的途徑
(1)直接導入控制所需性狀的結構蛋白基因。
(2)導入與所需性狀有關的某種關鍵酶的基因或者改變某種關鍵酶活性的基因。
2．動物乳腺生物反應器
⑴優(yōu)點：
①產量高，且易收獲目標產品，可以隨乳汁分泌而排到動物體外；
②產品質量好；
③成本低；
④易提取。
⑵限制：受性別和年齡的限制。
⑶在培育動物乳腺生物反應器時，為什么將目的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？為了保證目的基因只在乳腺細胞中表達。
⑷膀胱生物反應器的優(yōu)點：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，而且不受性別、年齡限制。
⑸乳腺生物反應器與工程菌生產藥物的區(qū)別
項目 乳腺生物反應器 工程菌
含義 指將外源基因在哺乳動物的乳腺中特異表達，利用動物的乳腺組織生產藥物蛋白 指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達的菌類
基因表達 合成的藥物蛋白與天然蛋白質相同 細菌合成的藥物蛋白可能沒有活性
受體細胞 動物受精卵 微生物細胞
生產條件 不需嚴格滅菌；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(yǎng)物質濃度等外界條件
藥物提取 從動物乳汁中提取 從微生物細胞或其培養(yǎng)液中提取

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