1.3基因工程的应用学案

1.3 基因工程的应用 1.4 蛋白质工程的崛起学案（人教版选修3）考纲要求：1.基因工程的应用(Ⅱ)。

2.蛋白质工程(Ⅰ)。

知识梳理及考点解析：1.基因工程的应用完成基因工程的应用表格，了解应用成果。

思维拓展基因治疗是治疗人类遗传病的根本方法，但由于尚未全面了解基因调控机制和疾病的分子机理，基因治疗只处于初期的临床试验阶段。

探究示例1 运用转基因技术培养的单细胞“工程硅藻”，可把光合作用合成的有机物以脂质形式储存起来。

科学家计划在海水中大量培养“工程硅藻”，捕捞后从中提炼“生物柴油”。

与矿物柴油相比，使用这种“生物柴油”的优点是( )①可再生②不显著增加碳排放③不排放含硫废气④不会对生态环境造成负面影响A．①②③ B．①③④C．①②④ D．②③④2蛋白质工程1．蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。

2．蛋白质工程的过程填充蛋白质工程的过程：其基本途径是从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质________→推测应有的____________序列→找到相对应的____________序列(____________)。

其流程图如下：探究示例2 以下关于蛋白质工程的说法正确的是( )A．蛋白质工程以基因工程为基础B．蛋白质工程就是酶工程的延伸C．蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造D．蛋白质工程只能生产天然的蛋白质自我测评：1．科学家将β－干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使β－干扰素第十七位的半胱氨酸，改变成丝氨酸，结果大大提高了β－干扰素的抗病毒活性，并且提高了储存稳定性。

该生物技术为( )A．蛋白质工程B．基因工程C．基因突变D．细胞工程2．下列关于基因工程及其应用的叙述正确的是( )A．若要生产转基因抗病水稻，可先将目的基因导入大肠杆菌中，再转入水稻细胞B．用氨基酸序列推测合成的目的基因与原基因的编码区中的外显子一致C．用DNA探针能检测饮用水中重金属物质的含量D．作为运载体要有多种限制酶的切点，但对一种限制酶而言，最好只有一个切点3．蛋白质工程中，直接需要进行操作的对象是( )A．氨基酸结构B．蛋白质空间结构C．肽链结构D．基因结构4．科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内表达成功。

1.3 基因工程的应用——学案编者：陆德平一、植物基因工程的成果：植物基因工程技术主要用于提高农作物的能力，以及改良农作物的和利用植物生产等方面。

（一）抗虫转基因植物1．杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、抑制剂基因、抑制剂基因、植物凝集素基因等。

2．成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。

（二）抗病转基因植物1．植物的病原微生物：主要有、真菌和细菌等。

2．抗病基因种类（1）抗病毒基因：病毒基因和病毒的复制酶基因。

（2）抗真菌基因：基因和抗毒素合成基因。

（3）成果：烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。

（三）其他抗逆转基因植物1．抗逆基因：调节细胞基因使作物抗碱、抗旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。

2．成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。

（四）转基因改良植物品质1．优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。

2．成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。

例1、科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体A．①②③④B．①③④C．②③④D．①②④二、动物基因工程的成果（一）提高动物的生长速度1．生长基因：外源基因。

2．成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。

（二）改善畜产品的品质1．优良基因：肠乳糖酶基因。

2．成果：转基因牛含量少。

（三）转基因动物生产药物1．基因来源：药用基因+ 蛋白基因的启动子。

2．成果：乳腺生物反应器或反应器。

（四）转基因动物作器官移植的供体1．器官供体：抑制或除去抗原决定基因。

2．成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。

（五）基因工程药物1．来源：转基因。

2．成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。

例2、抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是A．抗病毒转基因植物，可以抵抗所有病毒B．抗病毒转基因植物，对病毒的抗性具有局限性或特异性C．抗病毒转基因植物可以抗害虫D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异三、基因治疗1．概念：把导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。

1.3 基因工程的应用一、课标解读 导学指导 检测与课堂展示一、植物基因工程硕果累累 阅读教材P17相关内容，思考并讨论： 1、进入大规模商业化应用阶段的四种转基因作物分别是____________________________________，我国的转基因作物种植面积居世界第_________。

2、植物基因工程技术主要用于提高农作物的____________（如抗除草剂、抗早虫、抗病、抗干旱、抗盐碱等），以及改良___________________和利用植物_________________等方面。

（一）抗虫转基因植物阅读教材P17——18相关内容，思考并讨论：1、用于培育转基因抗虫植物的杀虫基因主要有哪些？2、转基因抗虫棉是转入何种抗虫基因？来自哪种生物体内？3、抗虫棉的抗虫原理是什么？为什么对人体无毒害作用？4、抗虫转基因植物有何意义？ （二）抗病转基因植物阅读教材P18相关内容，思考并讨论：1、引起植物生病的病原微生物主要有哪些？2、抗病转基因植物所含有的基因有哪些？ ①抗病毒转基因植物：_____________________、_____________________ ②抗真菌转基因植物：_____________________、_____________________ （三）抗逆转基因植物阅读教材P18——19内容1、调节细胞渗透压的基因，提高农作物的__________和__________的能力。

2、例举抗逆转基因植物的实例： （四）利用转基因改良植物的品质阅读教材P19相关内容，思考并讨论： 1、如何获得富含赖氨酸的转基因玉米？ 2、怎样获取转基因延熟的番茄？ 3、怎样获得原本没有的花色变异的转基因牵牛？二、动物基因工程前景广阔 阅读教材P20—21相关内容 （一）用于提高动物的生长速度（二）用于改善畜产品的品质 （三）用于转基因动物生产药物（四）用转基因动物作器官移植的供体 1、动物基因工程在哪些方面显示了广阔的应用前景，举例说明。

基因工程的应用学习目标：知识：举例说出基因工程的应用。

能力：举例说出基因工程在农业、医疗、环境保护等方面的广泛应用及其发展前景。

情感：关注基因工程的发展，认同基因工程的应用促进生产力的提高。

学习重点：基因工程在农业和医疗等方面的应用。

学习难点：基因治疗学习过程一.自主学习:1.植物基因工程的成果：植物基因工程技术主要用于提高农作物的能力，以及改良农作物的和利用植物生产等方面。

2.抗虫转基因植物中用于杀虫的基因主要是基因、基因、基因、基因等.例如,我国转基因抗虫棉就是转入基因培育出来的,它对棉铃虫具有较强的抗性。

3．抗病转基因植物所采用的基因,使用最多的是基因和基因；抗真菌转基因植物中可使用的基因有基因和合成基因。

4．目前科学家们正在利用一些可以调节的基因，来提高农作物的抗盐碱和抗干旱的能力，这在烟草等植物中已获得了比较明显的成果.将基因导入大豆、玉米等作物，喷洒除草剂时，杀死田间杂草而不损伤作物。

5．科学家将必需氨基酸含量多的基因,导入植物中，或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的,以提高氨基酸的含量.例如，我国科学家将富含基因导入玉米，获得的转基因玉米中赖氨酸的含量比对照提高30℅。

6．动物基因工程在、、等很多方面显示了广阔的应用前景.动物基因工程技术可以提高动物的生长速率，科学家们将基因导入动物体内，以提高动物的生长速率。

7．科学家将基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁,在其他营养成分不受影响的情况下,乳糖的含量大大减低.科学家将药用蛋白基因与的启动子等调控组件重组在一起,通过等方法，导入哺乳动物的受精卵中，然后,将受精卵送人母体内，使其生长发育成转基因动物.转基因动物进入后,可以通过分泌的乳汁来生产所需的药品，因而称为乳腺生物反应器或。

8．基因治疗是把导入病人体内,使该基因发挥功能,从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。

二.合作探究与交流展示:1.什么是乳腺生物反应器?用它生产高价值的蛋白质与工厂化生产相比具有哪些优越性?2.用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程怎样?3.什么是基因治疗?常有哪些方法?你能区分基因诊断、基因芯片与基因治疗吗？三. 我的疑问四．归纳总结：1.植物基因工程的成就与应用2.动物基因工程的成就与应用3.基因工程药物的生产4.基因治疗与基因芯片五．自测评估：1.21世纪被认为是生物的世纪，目前基因芯片可以在很短时间内观察病变细胞，并分析出数种由于基因变异而引起的疾病。

学案16 6.2 基因工程及其应用学习目标1.简述基因工程的基本原理。

2.举例说出基因工程在农业，医药等领域的应用。

3.关注转进因生物和转基因食品的安全性。

学习重点（1）基因工程的基本原理。

（2）基因工程的安全问题。

学习难点（1）基因工程的基本原理（2）转基因生物与转基因食品的安全性知识梳理一、基因工程的定义1、基因工程又叫__________。

它是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因__________出来，加以饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，__________生物的遗传性状。

这是在DNA 上进行的__________水平的设计施工。

基因工程需要的基本工具有“__________”、“__________”、“__________。

2、基因工程的优点是：可以按照人们的意愿直接__________改变生物的性状，培育出新品种。

基因工程的概念学习检测1、下列关于基因工程的叙述不正确的是（）A、基因工程的生物学原理是基因重组B、通过基因工程技术能够定向改造生物的遗传性状C、基因的针线是DNA连接酶D、基因工程中常用的运载体质粒在动植物细胞中广泛存在二、基因工程的基本工具1、基因的“剪刀”：__________（简称__________），具有特异性，即一种限制酶只能识别一种__________，并在__________上切割DNA分子。

如E CO RI限制酶，只能识别GAATTC 的序列，切割位点是G和A之间。

2、基因的“针线”：__________，作用：连接__________和__________之间的缺口。

3、基因的运载体（1）作用：将外源基因送入__________。

（2）种类：质粒、__________等。

（3）质粒：存在于许多__________以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够__________的__________。

提示：1、基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶（简称限制酶）（1）存在：主要在微生物体内。

专题1 基因工程1.3 基因工程的应用1、举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。

2、关注基因工程的进展。

3、认同基因工程的应用促进生产力的提高。

一、植物基因工程的成果：植物基因工程技术主要用于提高农作物的能力，以及改良农作物的和利用植物生产等方面。

（一）抗虫转基因植物1．杀虫基因种类：、蛋白酶抑制剂基因、抑制剂基因、植物凝集素基因等。

2．成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。

(二)抗病转基因植物1．植物的病原微生物：、真菌和细菌等。

2．抗病基因种类(1)抗病毒基因：病毒基因和病毒的复制酶基因。

(2)抗真菌基因：基因和抗毒素合成基因。

(3)成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。

(三)抗逆转基因植物1．抗逆基因：调节细胞的基因提高农作物抗盐碱、抗旱的能力；鱼的抗冻蛋白基因使烟草和蕃茄等的耐寒能力提高；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。

2．成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。

(四)利用转基因改良植物的品质1．优良基因：必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。

2．成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。

二、动物基因工程的成果(一)用于提高动物生长速度1．生长基因：外源基因。

2．成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。

(二)改善畜产品的品质1．优良基因：肠乳糖酶基因。

2．成果：转基因牛含量少。

(三)用转基因动物生产药物1．基因+ 蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起。

2．成果：反应器。

(四)用转基因动物作器官移植的供体1．器官供体：抑制或除去基因。

2．成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。

三．基因工程药物1．转基因工程菌。

2．成果：人胰岛素、淋巴因子、抗体、疫苗、激素等。

20世纪90年代以来，我国自己生产的基因工程药物有、、等。

四．基因治疗1.概念：是把导入病人体内，使该基因的发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗的最有效的手段。

基因工程的应用学案应用姓名_______班级________工程模商业化应用阶段的四种转基因作物分别是____________________________，我国的转基因作物种植面积居世界第____. 工程技术主要用于提高____________________________,以及______________和__________________________等方面。

__________ __________ 形成___,细胞肿胀裂解致死；两种抑制剂分别抑制______，影响消化；植物凝集素为______，与肠粘膜结合，影响物质的吸收和利用。

等工程与微生物基因工程和基因治疗1. 在基因工程操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 （ ） A.人工合成目的基因 B.目的基因与运载体结合 C.目的基因的检测和表达 D.将目的基因导入受体细胞2.萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞，获得了高水平的表达。

这一研究成果表明①萤火虫与烟草植物的DNA 结构基本相同 ②萤火虫与烟草植物共用一套遗传密码子③烟草植物体内合成了荧光素 ④萤火虫和烟草植物合成蛋白质的方式基本相同 （ ） A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ①②③④3. 在1990年医生对一位因缺乏腺苷脱氨酶基因而患先天性体液免疫缺陷病的美国女孩进行治疗。

采用的方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用某种病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。

(1)该病治疗运用了基因工程技术，在这个实例中运载体是 ，目的基因是 ，目的基因的受体细胞是 。

(2)将转基因白细胞多次回输到患者体内后，免疫能力趋于正常是由于产生了 ，产生这种物质的两个基本步骤是 和 。

(3)人的腺苷脱氨酶基因与胰岛素基因相比，其主要差别是 ；(4)该病的治疗方法属于基因工程运用中的 ；这种治疗方法的原理是 。

高中生物第一章基因工程 1.3 基因工程的应用学案新人教版选修31、3 基因工程的应用学习目标1、举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。

2、关注基因工程的进展。

3、认同基因工程的应用促进生产力的提高。

重点难点基因工程在农业和医疗等方面的应用学习流程自主学习当堂检测布置作业学习活动二次备课一、自主学习一、植物基因工程成果(阅读P17－19)1、抗虫转基因植物与抗病转基因植物项目抗虫转基因植物抗病转基因植物方法从某些生物中分离出具有的基因，将其导入作物中将导入植物中基因种类Bt毒蛋白基因、抑制剂基因、抑制剂基因、植物凝集素基因等①抗病毒基因：病毒基因和病毒的复制酶基因②抗真菌基因：基因和抗毒素合成基因成果转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻等抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等意义减少了的使用，降低了生产成本，减少了环境污染，降低了对人体健康的损害2、其他抗逆转基因植物(1)抗逆基因：调节细胞的基因，提高农作物抗盐碱和抗干旱能力；鱼的基因使作物耐寒；抗除草剂基因使作物抗除草剂。

(2)成果：抗盐抗旱烟草、耐寒番茄、抗除草剂玉米等。

3、转基因改良植物品质(1)优良基因：必需氨基酸含量多的基因、控制番茄果实成熟的基因和与植物花青素代谢有关的基因。

(2)成果：富含的转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。

二、探究新知二、动物基因工程的前景(阅读P20－21)项目应用基因来源成果提高动物的生长速度外源基因转基因绵羊、转基因鲤鱼改善畜产品的品质肠乳糖酶基因转基因牛分泌的乳汁中含量大大减低转基因动物生产药物药用基因＋乳腺蛋白基因的乳腺生物反应器转基因动物作器官移植的供体抑制或除去基因利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官三、基因工程药物及基因治疗(阅读P21－24)1、基因工程药物(1)概念：基因工程药物是指利用生产的药物。

(2)原理：通过基因工程技术，使外源基因在工程菌细胞内高效表达。

(3)成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。

高中生物人教版选修3 专题1 基因工程1.3 基因工程的应用(编写人：宋英坚 )班别姓名学号第小组【核心素养目标】1.举例说出植物基因工程应用及取得的成果；2.了解动物动物基因工程的应用以及前景；3.了解基因药物和基因治疗的发展。

【基础知识梳理】（课前自主学习课本P17-24，完成基础知识）一、植物基因工程的应用1.应用的范围:植物基因工程技术主要用于提高农作物的①,改良农作物的②和利用植物生产药物等方面。

2.抗虫转基因植物(1)来源:从某些生物中分离出具有③的基因,将其导入作物中,使其具有抗虫性。

(2)抗虫基因的类型:用于杀虫的基因主要是④基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。

(3)优点:减少了农药的使用,降低了生产成本,减少了⑤,降低了对农作物的危害。

3.抗病转基因植物抗病转基因植物所采用的基因,使用最多的是⑥基因和病毒的复制酶基因;抗真菌转基因植物中可使用的基因有几丁质酶基因和⑦基因。

4.抗逆转基因植物目前科学家们正在利用一些可以调节⑧的基因,来提高农作物抗盐碱和抗干旱的能力,这在烟草等植物中已获得了比较明显的成果。

将⑨基因导入大豆、玉米等作物,喷洒除草剂时,杀死田间杂草而不损伤作物。

5.利用转基因改良植物的品质科学家将必需氨基酸含量多的⑩基因,导入植物中,或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的,以提高这些氨基酸的含量。

二、动物基因工程的应用1.提高动物的生长速度:通过动物基因工程将外源基因导入绵羊体内,使转基因绵羊的生长速率比一般的绵羊提高30%。

2.改善畜产品品质:科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,使母牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大降低,改善了畜产品的品质。

3.转基因动物生产药物:科学家将药用蛋白基因与等调控组件重组在一起,通过等方法,导入哺乳动物的受精卵中,然后将受精卵送入母体内,使其生长发育成转基因动物。

转基因动物进入后,可以通过分泌的乳汁来生产所需的药品,因而称为或乳房生物反应器。

1.3 基因工程的应用[学习目标] 1.说出植物基因工程取得的成果。

2.关注动物基因工程的应用前景。

3.了解基因工程药物和基因治疗。

[核心素养] 1.生命观念：了解基因工程的成果及其对人类生产生活的影响。

2.社会责任：激发对基因工程的兴趣，开阔思路，培养爱国主义热情，树立努力刻苦学习的决心。

一、植物基因工程硕果累累1.抗虫转基因植物(1)杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。

(2)成果：转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻等。

2.抗病转基因植物(1)抗病基因种类①抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因等。

②抗真菌基因：几丁质酶基因、抗毒素合成基因等。

(2)成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草、抗病毒的转基因小麦等。

3.抗逆转基因植物4.利用转基因改良植物的品质(连线)归纳总结抗虫转基因植物与抗病转基因植物1.(2019·天津模拟)基因疫苗由病毒核酸的一段无毒序列制成，由编码能引起保护性免疫反应的病原体抗原的基因片段和载体构建而成。

以下叙述错误的是()A.被导入细胞后，能与宿主染色体整合B.接种后若感染此病原微生物，则体内记忆细胞会产生大量抗体C.基因疫苗引起免疫反应前必须经过转录和翻译的过程D.将疫苗基因转移到植物，可以生产可食用的疫苗[答案] B[解析]病毒感染宿主细胞后，其基因可以高效的整合到宿主染色体中，因此可以在宿主细胞内持续稳定的表达外源基因，A正确；接种疫苗后人体产生针对该病原体的特异性免疫，若感染此病原微生物，则体内记忆细胞会迅速增殖分化成浆细胞，浆细胞产生大量抗体，B 错误；疫苗中的病毒基因片段能编码引起保护性免疫反应的病原体抗原，其化学本质是蛋白质，所以基因疫苗引起免疫反应前经过转录和翻译的过程，C正确；将疫苗基因转移到植物细胞，可生产可食用疫苗，D正确。

2.以下关于植物基因工程应用的说法，正确的是()A.我国转基因抗虫棉是转入了植物凝集素基因培育出来的B.可用于转基因植物的抗虫基因只有植物凝集素基因和蛋白酶抑制剂基因C.抗真菌转基因植物中，可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因D.提高作物的抗盐碱和抗干旱的能力，与调节渗透压的基因无关[答案] C[解析]我国的抗虫棉是转入了Bt毒蛋白基因培育出来的，A错误；抗虫基因主要有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等，B错误；利用可以调节细胞渗透压的基因，可提高作物抗盐碱和抗干旱的能力，D错误。