教育高中生物專題一第節(jié)基因工程的應(yīng)用

1、專題1　基因工程第3節(jié)　基因工程的應(yīng)用,欄目鏈接,一、植物基因工程碩果累累,提高農(nóng)作物的________能力、改良農(nóng)作物的________、利用植物生產(chǎn)________等。1．抗蟲轉(zhuǎn)基因植物。(1)方法：從某些生物中分離出具有______________，將其導(dǎo)入作物中，使其具有抗蟲性。,抗逆,品質(zhì),藥物,殺蟲活性的基因,欄目鏈接,(2)殺蟲基因種類：Bt毒蛋白基因、__________抑制劑基因、__________抑制劑基因、

2、植物凝集素基因等。(3)成果：抗蟲棉、抗蟲水稻等。(4)意義：減少________的使用，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，降低了對(duì)人體健康的損害。,淀粉酶,蛋白酶,農(nóng)藥,欄目鏈接,2．抗病轉(zhuǎn)基因植物。(1)植物的病原微生物：________、________和細(xì)菌等。(2)方法：將__________導(dǎo)入植物中，使其具有抗病特性。(3)抗病基因種類。①抗病毒基因：病毒__________基因和病毒的復(fù)制酶基因。②抗真菌基因：_

3、_________基因和抗毒素合成基因。,病毒,真菌,抗病基因,外殼蛋白,幾丁質(zhì)酶,欄目鏈接,(4)成果：抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草和抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥、甜椒、番茄等。3．其他抗逆轉(zhuǎn)基因植物。(1)方法：將________基因?qū)胫参?，獲得抗逆作物。(2)抗逆基因：調(diào)節(jié)細(xì)胞____________的基因，提高作物抗鹽堿、抗干旱的能力；魚的____________基因使作物耐寒；抗除草劑基因使作物抗除草劑。(3)成果：抗鹽抗旱煙草

4、、耐寒番茄、抗除草劑玉米等。,抗逆,欄目鏈接,滲透壓,抗凍蛋白,4．利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。(1)我國科學(xué)家將富含賴氨酸的__________________導(dǎo)入玉米，獲得的轉(zhuǎn)基因玉米中賴氨酸的含量比對(duì)照組提高30%。(2)我國科學(xué)家將控制番茄____________的基因?qū)敕眩@得了轉(zhuǎn)基因延熟番茄。,蛋白質(zhì)編碼基因,果實(shí)成熟,欄目鏈接,二、動(dòng)物基因工程前景廣闊,1．提高動(dòng)物的生長速度。(1)基因：外源___________

5、_基因。(2)成果：轉(zhuǎn)基因綿羊、轉(zhuǎn)基因鯉魚。2．改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)。(1)優(yōu)良基因：__________基因。(2)成果：轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少。,生長激素`,腸乳糖酶,欄目鏈接,3．轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物。(1)基因來源：藥用________基因＋________蛋白基因的啟動(dòng)子。(2)成果：乳腺生物反應(yīng)器。4．轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作__________的供體。(1)器官供體：抵制或除去________________。(2

6、)成果(預(yù)期)：結(jié)合____________培育沒有_____________的豬器官。,蛋白,乳腺,器官移植,抗原決定基因,克隆技術(shù),免疫排斥反應(yīng),欄目鏈接,三、基因工程藥物異軍突起,1．方式：利用基因工程培育“__________”來生產(chǎn)藥品。2．成果：利用“工程菌”可生產(chǎn)細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等。,工程菌,欄目鏈接,四、基因治療,1．概念：把__________導(dǎo)入病人體內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的

7、。2．成果：將腺苷酸脫氨酶基因?qū)牖颊叩牧馨图?xì)胞。3．途徑：分為______________和______________。,正?；?體外基因治療,體內(nèi)基因治療,欄目鏈接,欄目鏈接,知識(shí)點(diǎn)1 利用基因工程生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因生物(或目的基因產(chǎn)物),1．轉(zhuǎn)基因植物。(1)生產(chǎn)過程圖解(以抗蟲棉生產(chǎn)過程為例)：,,欄目鏈接,(2)成果。,欄目鏈接,2．轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。(1)生產(chǎn)過程圖解(以轉(zhuǎn)基因牛生產(chǎn)過程為例)：,欄目鏈接,(2)成果(或前景

8、)。,欄目鏈接,欄目鏈接,3.轉(zhuǎn)基因微生物。(1)生產(chǎn)過程圖解(以可生產(chǎn)干擾素酵母菌的培育過程為例)：,欄目鏈接,(2)應(yīng)用：利用基因工程培育“工程菌”來生產(chǎn)藥品，是基因工程的低成本高效益的工程產(chǎn)業(yè)。例如：可以通過轉(zhuǎn)基因培育的工程菌生產(chǎn)人胰島素、細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素、白細(xì)胞介素、干擾素、乙肝疫苗等。,欄目鏈接,例1 繼哺乳動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器研發(fā)成功后，膀胱生物反應(yīng)器的研究也取得了一定進(jìn)展。最近，科學(xué)家培育出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱

9、上皮細(xì)胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。請回答：(1)將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細(xì)胞，常用方法是____________。(2)進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移時(shí)，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入________中，原因是___________________________________.,欄目鏈接,(3)通常采用________________技術(shù)檢測外源基因是否插入了小鼠的基因組。(4)在研制膀胱生物反應(yīng)器時(shí)，應(yīng)使外源基因在小鼠的________

10、____細(xì)胞中特異表達(dá)。跟乳腺生物反應(yīng)器相比，膀胱生物反應(yīng)器有何優(yōu)勢？________________________________________________________________________。,欄目鏈接,解析：在基因工程中，若受體細(xì)胞是動(dòng)物細(xì)胞，常采用顯微注射的方法導(dǎo)入目的基因。若要使小鼠膀胱上皮細(xì)胞合成人的生長激素，在進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移時(shí)，當(dāng)作受體細(xì)胞的通常是受精卵，其原因是受精卵具有全能性，可使外源基因在相應(yīng)組織

11、細(xì)胞中得到表達(dá)。檢測目的基因是否插入到受體細(xì)胞的基蜃?，通常采用的蔇NA分子雜交技術(shù)。乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥物受生物發(fā)育期和性別影響，而膀胱生物反應(yīng)器則不受其影響。,欄目鏈接,答案：(1)顯微注射　(2)受精卵(或早期胚胎)　受精卵(或早期胚胎細(xì)胞)具有全能性，可使外源基因在相應(yīng)組織細(xì)胞表達(dá)　(3)DNA分子雜交(核酸探針)　(4)膀胱上皮　處于不同生長發(fā)育時(shí)期的雌雄動(dòng)物均可生產(chǎn)藥物,欄目鏈接,變 式遷 移,,,1．為擴(kuò)大可耕地面積，增

12、加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開發(fā)利用備受關(guān)注。我國科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。據(jù)此完成(1)～(4)題。,欄目鏈接,變 式遷 移,,(1)獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制酶作用于上圖中的________處，DNA連接酶作用于________處。(填“a”或“b”)(2)將重組DNA分子導(dǎo)入水稻受體細(xì)胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和______________________________________

13、__________________________________。,欄目鏈接,變 式遷 移,,(3)由導(dǎo)入目的基因的水稻細(xì)胞培養(yǎng)成植株需要利用____________技術(shù)。(4)為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的__________作探針進(jìn)行分子雜交檢測，又要用__________________方法從個(gè)體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。,欄目鏈接,解析：(1)限制酶和DNA連接酶的作用部位都是脫氧核苷酸鏈上

14、相鄰兩脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，即a處，只不過前者是斷裂，后者是形成。(2)將重組DNA分子導(dǎo)入植物受體細(xì)胞常用的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法。(3)將含有目的基因的水稻細(xì)胞培養(yǎng)成植株的技術(shù)是植物組織培養(yǎng)，其核心是脫分化和再分化。(4)基因工程檢測包括目的基因的檢測和目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA的檢測，兩者都用放射性標(biāo)記的目的基因(耐鹽基因)作為探針檢測，而鑒定屬于個(gè)體水平，需要一定濃度鹽水澆灌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。,變 式遷 移,

15、欄目鏈接,答案：(1)a　a(2)基因槍法(花粉管通道法)(3)植物組織培養(yǎng)(4)耐鹽基因(目的基因)　一定濃度鹽水澆灌(移栽到鹽堿地中),變 式遷 移,,欄目鏈接,點(diǎn)評(píng)：(1)基因工程育種相對(duì)于傳統(tǒng)雜交育種的比較。,變 式遷 移,,欄目鏈接,變 式遷 移,,(2)動(dòng)物基因工程中，一般是將目的基因?qū)胧芫鸦蚵鸭?xì)胞(需與精子結(jié)合進(jìn)一步形成受精卵)中；但在一定條件下也可導(dǎo)入體細(xì)胞中，直接獲得含目的基因的動(dòng)物細(xì)胞，或進(jìn)一步通過核

16、移植技術(shù)和胚胎移植技術(shù)獲得含目的基因的克隆動(dòng)物。,欄目鏈接,變 式遷 移,,(3)利用基因工程只能生產(chǎn)蛋白質(zhì)類的藥物，而不能生產(chǎn)其他成分的藥物。因?yàn)槟康幕虻谋磉_(dá)產(chǎn)物為蛋白質(zhì)，而非其他物質(zhì)。,欄目鏈接,知識(shí)點(diǎn)2 基因治療,1．原理：基因治療是把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)有基因缺陷的細(xì)胞中，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的，這是治療遺傳病的最有效的手段。2．過程：基因治療有體外基因治療和體內(nèi)基因治療兩種途徑，其中體外基因

17、治療過程如下圖：,欄目鏈接,,,欄目鏈接,3．注意：基因治療并非把健康的外源基因?qū)牖颊叩娜考?xì)胞，而只是導(dǎo)入某些功能細(xì)胞中，且是體細(xì)胞。例如對(duì)于白血病的基因治療主要就是給患者的造血干細(xì)胞導(dǎo)入正?；?。外源基因是不可遺傳的，治療好的患者后代仍有可能患病。,欄目鏈接,例2 科學(xué)家們對(duì)一位缺乏腺苷酸脫氨酶基因而患嚴(yán)重復(fù)合型免疫缺陷癥的美國女孩進(jìn)行基因治療，其方法是首先將患者的淋巴細(xì)胞取出做體外培養(yǎng)，然后用逆轉(zhuǎn)錄病毒將正常腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入

18、人工培養(yǎng)的淋巴細(xì)胞中，再將這些轉(zhuǎn)基因淋巴細(xì)胞回輸?shù)交颊唧w內(nèi)，經(jīng)過多次治療，患者的免疫功能趨于正常。據(jù)此完成(1)～(4)題。(1)基因治療是把健康的________導(dǎo)入有________的細(xì)胞中，以達(dá)到治療疾病的目的。,欄目鏈接,(2)在基因治療過程中，逆轉(zhuǎn)錄病毒的作用相當(dāng)于基因工程中基因操作工具中的________。此基因工程中的目的基因是____________________，目的基因的受體細(xì)胞是________。(3)將轉(zhuǎn)基

19、因淋巴細(xì)胞多次回輸?shù)交颊唧w內(nèi)后，免疫能力趨于正常，是由于淋巴細(xì)胞中能合成______________。(4)下圖甲所示的方法是從__________的DNA中直接分離出基因，圖乙所示的方法是用________方法人工合成基因。,欄目鏈接,,,欄目鏈接,解析：圖甲表示用限制酶將供體細(xì)胞的DNA切成許多片段，然后將片段通過載體轉(zhuǎn)入到不同的受體細(xì)胞，從中找到目的基因。圖乙表示用目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板，逆轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)的單鏈DNA，再合

20、成雙鏈DNA，從而獲得目的基因。答案：(1)外源基因　基因缺陷　(2)載體(或基因的運(yùn)輸工具)　腺苷酸脫氨酶基因　淋巴細(xì)胞　(3)腺苷酸脫氨酶　(4)供體細(xì)胞　逆轉(zhuǎn)錄,欄目鏈接,2．下列說法不正確的是(　　)A．干擾素是動(dòng)物或人體細(xì)胞受到病毒侵染時(shí)產(chǎn)生的一種糖蛋白B．基因治療是治療遺傳病的最有效手段C．體內(nèi)基因治療是基因治療的一種形式D．體外基因治療僅指體外完成基因轉(zhuǎn)移這個(gè)環(huán)節(jié),變 式遷 移,,欄目鏈接,解析：人類遺傳病是很