教育高中生物專題一第節(jié)基因工程的應用

1、專題1　基因工程第3節(jié)　基因工程的應用,欄目鏈接,一、植物基因工程碩果累累,提高農作物的________能力、改良農作物的________、利用植物生產(chǎn)________等。1．抗蟲轉基因植物。(1)方法：從某些生物中分離出具有______________，將其導入作物中，使其具有抗蟲性。,抗逆,品質,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，降低了對人體健康的損害。,淀粉酶,蛋白酶,農藥,欄目鏈接,2．抗病轉基因植物。(1)植物的病原微生物：________、________和細菌等。(2)方法：將__________導入植物中，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,幾丁質酶,欄目鏈接,(4)成果：抗煙草花葉病毒的轉基因煙草和抗病毒的轉基因小麥、甜椒、番茄等。3．其他抗逆轉基因植物。(1)方法：將________基因導入植物，獲得抗逆作物。(2)抗逆基因：調節(jié)細胞____________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．利用轉基因改良植物的品質。(1)我國科學家將富含賴氨酸的__________________導入玉米，獲得的轉基因玉米中賴氨酸的含量比對照組提高30%。(2)我國科學家將控制番茄____________的基因導入番茄，獲得了轉基因延熟番茄。,蛋白質編碼基因,果實成熟,欄目鏈接,二、動物基因工程前景廣闊,1．提高動物的生長速度。(1)基因：外源___________

5、_基因。(2)成果：轉基因綿羊、轉基因鯉魚。2．改善畜產(chǎn)品的品質。(1)優(yōu)良基因：__________基因。(2)成果：轉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．轉基因動物生產(chǎn)藥物。(1)基因來源：藥用________基因＋________蛋白基因的啟動子。(2)成果：乳腺生物反應器。4．轉基因動物作__________的供體。(1)器官供體：抵制或除去________________。(2

6、)成果(預期)：結合____________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,免疫排斥反應,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__________導入病人體內，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的

7、。2．成果：將腺苷酸脫氨酶基因導入患者的淋巴細胞。3．途徑：分為______________和______________。,正?；?體外基因治療,體內基因治療,欄目鏈接,欄目鏈接,知識點1 利用基因工程生產(chǎn)轉基因生物(或目的基因產(chǎn)物),1．轉基因植物。(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．轉基因動物。(1)生產(chǎn)過程圖解(以轉基因牛生產(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：可以通過轉基因培育的工程菌生產(chǎn)人胰島素、細胞因子、抗體、疫苗、激素、白細胞介素、干擾素、乙肝疫苗等。,欄目鏈接,例1 繼哺乳動物乳腺生物反應器研發(fā)成功后，膀胱生物反應器的研究也取得了一定進展。最近，科學家培育出一種轉基因小鼠，其膀胱

9、上皮細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導入小鼠受體細胞，常用方法是____________。(2)進行基因轉移時，通常要將外源基因轉入________中，原因是___________________________________.,欄目鏈接,(3)通常采用________________技術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器時，應使外源基因在小鼠的________

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

11、細胞中得到表達。檢測目的基因是否插入到受體細胞的基蜃?，通常采用的蔇NA分子雜交技術。乳腺生物反應器生產(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(或早期胚胎細胞)具有全能性，可使外源基因在相應組織細胞表達　(3)DNA分子雜交(核酸探針)　(4)膀胱上皮　處于不同生長發(fā)育時期的雌雄動物均可生產(chǎn)藥物,欄目鏈接,變 式遷 移,,,1．為擴大可耕地面積，增

12、加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開發(fā)利用備受關注。我國科學家應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分子導入水稻受體細胞的常用方法有農桿菌轉化法和______________________________________

13、__________________________________。,欄目鏈接,變 式遷 移,,(3)由導入目的基因的水稻細胞培養(yǎng)成植株需要利用____________技術。(4)為了確定耐鹽轉基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標記的__________作探針進行分子雜交檢測，又要用__________________方法從個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分子導入植物受體細胞常用的方法有農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法。(3)將含有目的基因的水稻細胞培養(yǎng)成植株的技術是植物組織培養(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錄出mRNA的檢測，兩者都用放射性標記的目的基因(耐鹽基因)作為探針檢測，而鑒定屬于個體水平，需要一定濃度鹽水澆灌進行實驗。,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,點評：(1)基因工程育種相對于傳統(tǒng)雜交育種的比較。,變 式遷 移,,欄目鏈接,變 式遷 移,,(2)動物基因工程中，一般是將目的基因導入受精卵或卵細胞(需與精子結合進一步形成受精卵)中；但在一定條件下也可導入體細胞中，直接獲得含目的基因的動物細胞，或進一步通過核

16、移植技術和胚胎移植技術獲得含目的基因的克隆動物。,欄目鏈接,變 式遷 移,,(3)利用基因工程只能生產(chǎn)蛋白質類的藥物，而不能生產(chǎn)其他成分的藥物。因為目的基因的表達產(chǎn)物為蛋白質，而非其他物質。,欄目鏈接,知識點2 基因治療,1．原理：基因治療是把正?；驅氩∪梭w內有基因缺陷的細胞中，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的，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導入患者的全部細胞，而只是導入某些功能細胞中，且是體細胞。例如對于白血病的基因治療主要就是給患者的造血干細胞導入正?；?。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 科學家們對一位缺乏腺苷酸脫氨酶基因而患嚴重復合型免疫缺陷癥的美國女孩進行基因治療，其方法是首先將患者的淋巴細胞取出做體外培養(yǎng)，然后用逆轉錄病毒將正常腺苷酸脫氨酶基因轉入

18、人工培養(yǎng)的淋巴細胞中，再將這些轉基因淋巴細胞回輸?shù)交颊唧w內，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________導入有________的細胞中，以達到治療疾病的目的。,欄目鏈接,(2)在基因治療過程中，逆轉錄病毒的作用相當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____________________，目的基因的受體細胞是________。(3)將轉基

19、因淋巴細胞多次回輸?shù)交颊唧w內后，免疫能力趨于正常，是由于淋巴細胞中能合成______________。(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胞的DNA切成許多片段，然后將片段通過載體轉入到不同的受體細胞，從中找到目的基因。圖乙表示用目的基因轉錄成的信使RNA為模板，逆轉錄成互補的單鏈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(或基因的運輸工具)　腺苷酸脫氨酶基因　淋巴細胞　(3)腺苷酸脫氨酶　(4)供體細胞　逆轉錄,欄目鏈接,2．下列說法不正確的是(　　)A．干擾素是動物或人體細胞受到病毒侵染時產(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移這個環(huán)節(jié),變 式遷 移,,欄目鏈接,解析：人類遺傳病是很