基因工程的应用真实情境设计

一.核心思路：

利用转基因抗虫棉和乳腺生物反应器生产人胰岛素作为真实情境进行讲解。

二.教学过程：

情境一.1990年，科学家通过对Bt基因进行修饰，使其在棉花中的表达量大大提高，植株抗虫性明显增强，从而使转Bt基因抗虫技术在农林业中的应用成为可能。目前，Bt基因已经被成功转入玉米、水稻、马铃薯、番茄等农作物，以及杨树、核桃、苹果等经济林木。

1.棉铃虫是会对转Bt基因的抗虫棉产生抗性，如何延缓这种抗性的出现？

答案：

（1）转基因棉田周围种植非抗虫棉（“避难所”）；

（2）转入多种抗虫基因。

2.外源基因（Bt基因）导入棉花细胞的个数（同一种基因）分析？

答案：

若自交后代为3:1，则导入了一个外源基因；

自交后代为1:0，则导入了两个外源基因（这两个外源基因分别在同源染色体上）；

自交后代为15:1，则导入了两个外源基因（这两个外源基因在非同源染色体上）。

3.已知外源基因(Bt基因)导入棉花的1号染色体，另外一个导入的外源基因（抗旱的M基因）位置关系分析？

4.针对训练：

甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株。回答下列问题：

（1）用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜__________（填“受伤的”或“完好的”）叶片与含重组质粒的农杆菌共培养，选用这种叶片的理由是______。

（2）若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中____已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1：1，则说明甜蛋白基因已经整合到________（填“核基因组”“线粒体基因组”或“叶绿体基因组”）中。

答案：

（1）受伤的　　叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞

（2）甜蛋白基因　　核基因组

情境二.利用基因工程生产人胰岛素有两种方法。

方法一：将胰岛素基因转入酵母菌，进行微生物培养，提取胰岛素；

方法二：将胰岛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胰岛素。

1.制备乳腺生物反应器的基本思路？

答案：

2.转基因奶牛的哪些细胞含有人的胰岛素基因？为什么？

答案：所有的细胞都含有。

3.转基因奶牛的哪些细胞能表达胰岛素基因？为什么？

答案：只有乳腺细胞。原因是基因的选择性表达。

4.基因选择性表达的原理？

答案：

5.培育乳腺生物反应器时，为什么选用乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件与人的胰岛素基因重组在一起？

6.如何将人的胰岛素基因与乳腺中特异表达的基因的启动子重组在一起？

7.如果是制备膀胱生物反应器，应该选择哪种启动子？

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