3.3基因工程的应用学习任务单高二下学期生物人教版选择性必修3

学习任务单课程信息单元名称第三单元基因工程年级高二年级学期春季教材版本生物学选择性必修3生物技术与工程人民教育出版社（2019年版）课时题目第3节基因工程的应用学生信息姓名学校班级学号学习目标1.能够准确举例说出基因工程在农牧业、医药卫生、食品工业方面的应用。2.能够准确阐述基因工程应用的技术方法。3.能够准确描述基因工程的应用价值、认同基因工程的成果；理性看待基因工程的应用。课前预学概念5：基因工程赋予生物新的遗传特性。一、基因工程在农牧业的应用有哪些？、、、、、二、基因工程在医药卫生领域的应用1.对微生物或动植物的细胞进行，使它们能够，是目前基因工程取得实际应用成果非常多的领域。这些药物包括、、、等，它们可以用来预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎等。我国生产的、、和等基因工程药物均已投放市场2.利用基因工程技术，还可以让哺乳动物。目前，科学家已经在牛、山羊等动物中，获得了、、和等重要的医药产品。三、基因工程在食品工业方面的应用1.利用基因工程菌除了可以生产药物，还能生产、和等。2.利用基因工程能培育出可以降解多种污染物的“”来处理环境污染。课内探究【驱动任务1】基因工程在农牧业方面的应用【资料】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【资料】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1.转基因作物有怎样的优点？________________________________________________________________。【资料】将有关酶的基因导入水稻中，并诱导它们在水稻细胞中得以表达，使水稻中的双香叶素－二磷酸能转化成胡萝卜素。含有胡萝卜素的大米颜色金黄，其中的胡萝卜素会在人体内转化成维生素A，为深受维生素A缺乏症之苦的人们带来了“金色希望”。2.结合资料，填写下列表格主要应用为什么做怎样做（技术方法）成果转基因抗虫植物转基因抗病植物转基因抗除草剂植物改良植物品质提高动物生长速率改善畜产品品质【驱动任务2】基因工程在医药卫生领域的应用1.基因工程药物①如何解决从人或动物组织中提取药物含量很低的问题？_____________________________________________________________________________。②干扰素的化学本质和作用机理是怎样的？_____________________________________________________________________________。③干扰素用于哪些疾病的治疗？目前大量生产干扰素的方法是什么？_____________________________________________________________________________。④填写干扰素的生产过程2.乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较【资料】利用基因工程生产干扰素有两种方法:方法一:将干扰素基因转入细菌细胞,进行微生物培养,提取干扰素;方法二:将干扰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干扰素。上述两种方法中,哪种方法得到的干扰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。__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3.乳腺生物反应器①完成乳腺生物反应器的构建过程②目的基因有哪些？请举例。_____________________________________________________③如何构建基因表达载体？怎样将其导入受体细胞？_____________________________________________________④运用乳腺生物反应器生产药物有哪些优点和缺点？_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________⑤【资料】继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，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:（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是_________________。（2）通常采用_________________技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。（3）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的_________________细胞中特异表达。（4）膀胱生物发生器比乳腺生物反应器有什么优点？______________________________________________________________________________。4.基因工程应用于器官移植①为什么选用猪作为器官供体？______________________________________________________________________________。②用猪器官进行移植的难题是什么？如何解决？______________________________________________________________________________。【驱动任务3】基因工程在食品工业方面的应用1.什么是基因工程菌？____________________________________________________________________________。2.利用基因工程技术可以生产哪些酶？这些酶有何作用？____________________________________________________________________________。3.凝乳酶的制备方法是怎样的？____________________________________________________________________________。4.基因工程获得的工业用酶有什么优点？____________________________________________________________________________。课终归纳【总结目标】1.请在此基础框架上完善本课时内容的知识梳理。2.学习感悟：效果检测1.利用乳腺生物反应器生产药用蛋白是动物基因工程的重要应用，目前科学家已在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中获得了抗疑血酶、血清白蛋白、生长激素和α抗胰蛋白酶等医药产品。下列有关乳腺生物反应器的叙述中，错误的是（）A.受体细胞可选用受精卵或胚胎干细胞B.获得转基因动物需利用胚胎移植技术C.鉴别药用蛋白基因是否导入受体细胞一般利用DNA分子杂交法D.转基因动物产生的生殖细胞可能含有药用蛋白基因2.运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中，培育出转基因抗虫的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白，对菜青虫有显著抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减少农药作用，保持生态环境。根据以上信息，下列叙述正确的是（）A.Bt基因的化学成分是蛋白质B.Bt基因中有菜青虫的遗传物质C.转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是Bt基因在其体内得以表达的结果D.转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物3.基因工程产物可能存在着一些安全性问题，但不必担心的是（）A.四倍体转基因鲤鱼与正常鲤鱼的杂交，导致自然种群被淘汰B.载体的标记基因(如抗生素抗性基因)可能指导合成有利于抗性进化的产物C.目的基因(如杀虫基因)本身编码的产物可能会对人体产生毒性D.目的基因通过花粉的散布转移到其他植物体内，从而可能打破生态平衡4.图为利用生物技术获得生物新品种的过程,有关说法错误的是()A.A→B过程中用到的原料有4种,加入的引物有2种B.A→B过程利用了DNA半保留复制原理,需要使用耐高温的DNA聚合酶C.B→C为转基因绵羊的培育过程,常选用的受体细胞是卵母细胞D.B→D为转基因植物的培育过程,其中④过程常用的方法是农杆菌转化法5.糖尿病已经成为危害人类健康的严重疾病之一，注射胰岛素是目前治疗糖尿病最为有效的途径和手段。如何生产优质而不昂贵的人胰岛素，是当下医药界急需攻克的科学难题。下图为利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请回答：(1)在基因表达载体中，__________是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA。(2)图中细胞1是___________细胞。过程②必需的酶是______________。过程③④⑤为利用___________技术扩增目的基因，此过程必需的酶是_________________________________。过程③断开的是____________________键，在体外进行PCR操作时，实现该过程的处理方法是___________________________________________________________________________。能否利用人的皮肤细胞来完成过程①，为什么？________________________