1.3 基因工程的应用
1．举例说出基因工程的应用及取得的丰硕成果。(重点) 2．了解基因工程的进展。
3．了解基因工程在农业和医疗等方面的应用。(难点) 4．掌握基因治疗和基因检测。(重、难点)
植 物 基 因 工 程 的 成 果
1．植物基因工程的应用领域 (1)提高农作物的抗逆能力。 (2)改良农作物的品质。 (3)利用植物生产药物等。 2．抗虫转基因植物
(1)方法：从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因，将其导入作物中。
(2)目的基因：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。
(3)成果：转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻等。
(4)意义：减少化学农药的使用，降低生产成本，减少环境污染，降低对人体健康的危害。
3．抗病转基因植物
(1)方法：将抗病基因导入植物中。 (2)目的基因
①抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因。 ②抗真菌基因：几丁质酶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，抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。 (4)意义：能获得用常规育种方法很难培育出的抗病毒新品种。 4．抗逆转基因植物
(1)抗逆基因：调节细胞渗透压的基因使农作物抗盐碱、抗干旱；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。 5．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与植
物花青素代谢有关的基因。
(2)成果： 成果一：
?获得某种氨基酸
编码基因导入植物中；改变相关?含量大大提
――→
氨基酸合成途径中某种关键酶?高的转基因
?作物的活性
获得
―→转基因延熟番茄 ?―
?
获得
将必需氨基酸含量多的蛋白质
成果二：
将控制番茄果实成熟的基因?导入番茄
成果三：
将与植物花青素代谢有关的基因?导入矮牵牛
―→转基因矮牵牛 ?―?
[合作探讨]
探讨1：转基因抗虫棉的目的基因是什么？是从哪种生物获取的？抗虫棉能抗病毒、细菌、真菌吗？
提示：Bt毒蛋白基因，是从苏云金芽孢杆菌体内提取出来的。不能，因为抗虫基因具有专一性。
探讨2：从环境保护角度出发，分析转基因抗虫棉与普通棉相比，在害虫防治方面有哪些优越性？
提示：减少化学农药的使用量，降低环境污染。 探讨3：转基因育种与传统育种方法相比较有哪些优点？ 提示：(1)目的性强，定向改造生物性状。 (2)克服远缘杂交不亲和的障碍。 (3)育种周期短。 [思维升华]
1．转基因作物及其目的基因
作物种类 抗虫棉、水稻 抗烟草花叶病毒的烟草、抗病毒的 小麦 抗真菌的烟草 抗盐碱和干旱的烟草 目的基因 来自苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因 病毒外壳蛋白基因和病毒复制酶基因 几丁质酶基因和抗毒素合成基因 调节细胞渗透压的基因
耐寒的番茄、烟草 抗除草剂大豆、玉米 富含赖氨酸的转基因玉米 转基因延熟番茄 转基因矮牵牛 异想天开：发荧光的烟草 2.转基因作物中的目的基因的三点提醒 来自鱼类的抗冻蛋白基因 抗除草剂基因 富含赖氨酸的蛋白质编码基因 控制果实成熟的基因 与植物花青素代谢有关的基因 荧光素和荧光酶基因 (1)目的基因都是来自其他生物的能表现出优良性状的外源基因，并不都是来自细菌、病毒等微生物，如抗冻蛋白基因来自鱼类。
(2)有的目的基因控制蛋白质的合成，直接控制生物的某种性状，这反映了基因与性状的直接关系；有的目的基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物的性状，这体现的是基因和性状的间接关系。
(3)注意“抗虫”和“抗病”的区别，二者可以分别通过害虫接种和病毒接种来进行个体水平的检测。
1．下列关于基因工程的应用，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
【解析】 转基因抗虫棉转入了Bt毒蛋白基因。可用于转基因植物的抗虫基因，除B项所列出的两种，另外还有淀粉酶抑制剂基因等。提高作物抗盐碱和抗干旱的能力，与调节渗透压的基因有关。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。
【答案】 C
2．北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是( )
【导学号：72240009】
A．过程①是获取抗冻基因的过程，用到的酶只有限制酶
B．在重组质粒上，抗冻基因首端和末端一定具有启动子和终止子，启动和终止翻译的进程
C．过程②用到的质粒是农杆菌的Ti质粒，要将重组质粒转入农杆菌才能进行筛选 D．根据抗冻基因制作的DNA探针，可以用来检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在
【解析】 据题图可知，该转基因技术操作中，获取目的基因的方法是利用抗冻基因(目的基因)的mRNA进行人工化学合成，需要的酶是逆转录酶和限制酶，A项错误；目的基因首端和末端的启动子和终止子均是DNA片段，分别启动和终止转录的进程，B项错误；重组质粒转入农杆菌的目的是通过农杆菌转化法将目的基因导入番茄细胞中，C项错误；检测目的基因是否导入受体细胞，通常是用DNA探针进行检测，即所谓DNA分子杂交技术，D项正确。
【答案】 D
动 物 基 因 工 程 、 基 因 工 程 药 物 和 基 因 治 疗
(一)动物基因工程及基因工程药物 1.动物基因工程应用的几个方面
项目 应用 提高动物的 生长速度 改善畜产 品的品质 转基因动物 基因来源或处理 成果 外源生长激素基因 转基因绵羊、转基因鲤鱼 转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少 乳腺生物反应器 肠乳糖酶基因 药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因生产药物 的启动子 转基因动物 作器官移植 的供体 2.基因工程药物 (1)方式：利用基因工程培育“工程菌”来生产药品。
抑制或除去抗原决定基因 结合克隆技术培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官 (2)成果：利用“工程菌”可生产细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 (二)基因治疗
1．概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，达到治疗疾病的目的。
2．方法