【學習目標】1.列舉基因工程在農牧業方面、醫藥衛生領域、食品工業方面的具體應用及取得的豐碩成果，培養科學思維能力，樹立社會責任意識。2.認同基因工程的應用價值。第3節基因工程的應用一、基因工程在農牧業的應用：優點：意義：目的性強，育種周期短。克服遠緣雜交不親和性。課堂活動一：知識配對二、基因工程在醫藥衛生領域的應用：從社會中來胰島素是治療糖尿病的特效藥物。傳統生產胰島素的方法是從豬、牛等動物的胰腺中提取。曾經生產供一位糖尿病病人使用一年的胰島素，需要上千頭牛，生產的成本非常高。1978年，科學家將編碼人胰島素的基因導入大腸桿菌細胞中，使大腸桿菌表達重組人胰島素。我國擁有自主知識產權的基因工程藥物-重組人胰島素已經研制成功并得到廣泛應用。該大腸桿菌是______________菌，請概述其培育過程：目的基因質粒重組質粒大腸桿菌大量可生產胰島素的大腸桿菌人胰島素基因轉基因細培養構建導入在醫藥衛生的應用深挖教材：課本90頁：資料卡目的基因質粒重組質粒大腸桿菌大量可生產干擾素的大腸桿菌人干擾素基因培養構建導入1.干擾素的化學本質是______;干擾素的作用機理是_______________。2.傳統生產干擾素的方法是_______________________提取。3.干擾素用于___________________________________________________疾病的治療。4.目前大量生產干擾素的方法是什么？5.利用轉基因大腸桿菌能直接生產有活性的干擾素等化學本質為糖蛋白的藥物嗎？為什么？糖蛋白干擾病毒復制病毒感染性疾病、乳腺癌、淋巴癌、多發骨髓瘤和某些白血病從人血液中的白細胞內用基因工程方法從大腸桿菌及酵母菌細胞內獲得不能。轉基因細菌是原核生物，細胞中只有核糖體，可以合成蛋白質，糖蛋白需在內質網加工。酵母菌酵母比較項目基因結構基因表達受體細胞導入目的基因的方式生產條件藥物提取基因工程菌細菌等生物基因的結構與人類基因的結構有較大差異細菌細胞內沒有內質網、高爾基體等細胞器，產生的藥用蛋白可能沒有活性微生物細胞Ca2＋處理（大腸桿菌）需要嚴格滅菌，嚴格控制工程菌所需的溫度、pH、營養物質濃度等外界條件大從微生物細胞中提取乳腺生物反應器動物基因的結構與人類基因的結構基本相同合成的藥用蛋白與天然蛋白質相同動物的受精卵顯微注射法不需要嚴格滅菌，溫度等外界條件對其影響不從動物乳汁中提取歸納總結：乳腺生物反應器與工程菌生產藥物的比較易錯提醒基因工程應用的三個易混點(1)動物基因工程的目的主要是改善畜產品的品質或者是用轉基因動物生產藥物。（2）高產青霉菌是誘變產生的，不屬于基因工程菌。(3)乳腺生物反應器的操作過程中，構建基因表達載體時，目的基因首端要連接乳腺中特異表達的基因的啟動子等調控元件，否則目的基因在乳腺細胞中不能轉錄。將構建好的基因表達載體導入受精卵，而不是乳腺細胞，這樣由受精卵發育成的個體體細胞中均含有目的基因（如藥用蛋白基因），但該基因只在乳腺細胞中表達。三、基因工程在食品工業及其他方面的應用一、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密啶的含量相等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當堂訓練二：課本92頁CA二、拓展應用1．除草劑的有效成分草甘磷能夠專一地抑制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。草甘磷沒有選擇性，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磷的作物。(1）下面是探究"轉入外源EPSP合酶基因能否使矮牽牛抗草甘磷"的流程，請補充完整。①用____________________等處理含有目的基因的DNA片段和Ti質粒，構建重組Ti質粒；②將重組Ti質粒轉入農桿菌中；③利用含有重組Ti質粒的農桿菌侵染__________細胞，再通過培育得到植株；④用草甘磷同時噴灑植和對照組植株。結果：_________________________________________________________限制酶和DNA連接酶矮牽牛對照組植株死亡，植株存活，但也受到了影響結論：矮牽牛對草甘騰產生了一定的抗性。課本92頁二、拓展應用1．除草劑的有效成分草甘磷能夠專一地抑制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。草甘磷沒有選擇性，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磷的作物。(2）請思考并回答下列問題。①在該實驗中，對照組是怎樣設計的？②如果增加轉入的外源EPSP合酶基因的數量，矮牽牛對草甘磷的抗性是否會增加？請你給出進一步探究的思路。對照組為非轉基因矮牽牛理論上增加轉入的外源EPSP合酶基因的數量，矮牽牛體內EPSP合酶的表達水平會升高，它對草甘磷的抗性會增強。將不同拷貝數的EPSP合酶基因分別轉入矮牽牛細胞中，培育植株，比較它們對草甘磷抗性的差異。（2020全國三卷）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的優勢在于不受轉基因動物的________________________（答出2點即可）的限制。限制性內切核酸酶、DNA連接酶顯微注射體外早期胚胎培養胚胎移植性別、年齡(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____________________________________________________