选313基因工程和应用导学案

11.3基因工程的应用导学案班级学号姓名【学习目标】1.基因工程的原理和应用。2.尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案。3.通过了解我国基因工程的前景及成果，激发学生对生物知识的兴趣，开阔学生的思路。【学习重点】基因工程在农业和医疗等方面的应用。【难点预测】基因治疗。【自主预习1】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中的相应位置用横线标注。)植物基因工程技术主要用于提高农作物的能力，以及改良农作物的________和利用植物生产等方面。一、植物基因工程硕果累累1、抗虫转基因植物⑴杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、、、植物凝集素基因等。⑵成果：____________、______________等。2、抗病转基因植物⑴植物的病原微生物：、和细菌等。⑵抗病基因种类①抗病毒基因：病毒基因和基因。②抗真菌基因：_____________基因和基因。⑶成果：抗烟草花叶病毒的烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。3、抗逆转基因植物⑴抗逆基因：调节细胞基因使作物抗碱、抗旱；鱼的使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。⑵成果：具有抗寒能力的烟草、番茄。4、利用转基因改良植物的品质⑴优良基因：、控制番茄成熟的基因等。⑵成果：_____________________________________________________。【课内探究1】（结合已学知识，思考以下问题。将不能完成的问题用红笔画出来，并在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。）1、植物基因工程主要应用于那些方面？并举例说明取得的相应成果。2、利用基因工程培育抗盐碱、抗干旱作物，这些抗性基因实际上是什么基因？【自主预习2】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中相应的位置用横线标注。)2二、动物基因工程前景广阔1、用于提高动物的生长速度⑴基因：外源基因。⑵成果：_______________________________。2、用于改善畜产品的品质⑴优良基因：_________________。⑵成果：转基因牛分泌的乳汁中_________含量少。3、用转基因动物生产药物⑴基因来源：药用基因+蛋白基因+启动子。⑵成果：_______________________________。4、用转基因动物作器官移植的供体⑴器官供体：抑制或去除基因。⑵成果（预期）：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。【课内探究2】（结合已学知识，思考以下问题。将不能完成的问题用红笔画出来，并在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。）1、用动物乳腺作为反应器，生产高价值的蛋白质比工厂化生产的优越之处有哪些？2、用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的？【自主预习3】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中相应的位置用横线标注。)三、基因工程药物异军突起1、来源：转基因。2、工程菌：。3、成果：______________________________________等。可用来预防和治疗，如等。【课内探究3】（结合已学知识，思考以下问题。将不能完成的问题用红笔画出来，并在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。）请列举至少三种常见的基因工程药物、来源及其治疗的疾病。【自主预习4】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中相应的位置用横线标注。)四、基因治疗曙光初照1、概念：把导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。这是治疗病的最有效手段。32、成果：将腺苷酸脱氨酶基因成功导入患者的淋巴细胞。3、基因治疗的途径：和。【课内探究4】（结合已学知识，思考以下问题。将不能完成的问题用红笔画出来，并在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。）基因治疗的途径有哪几条？一般治疗过程是怎样的？【拓展提升】利用微生物生产药物的优越性何在？【归纳总结】抗虫转基因植物抗病转基因植物转基因植物抗虫逆转基因植物改良植物品质提高动物生长速度改善畜产品的品质转基因动物用转基因动物生产药物用转基因动物作器官移植的供体基因工程药物基因治疗【经典例题剖析】例1、不属于基因工程方法生产的药物是（）A．干扰素B．白细胞介素C．青霉素D．乙肝疫苗【解析】基因工程生产的药物有胰岛素、干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、人造血液代用品、乙肝疫苗等。而青霉素是发酵工程的产品之一。【答案】C【课堂巩固】1．若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环保上的重要意义是（）A．减少氮肥的使用量，降低生产成本B．减少氮肥的使用量，节约能源C．避免氮肥过多引起环境污染D．改良土壤结构2．基因治疗是指（）A.对有基因缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的B.把健康的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的4C.运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常D.运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的3．治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是（）A、口服化学药物B、注射化学药物C、采用基因疗法替换致病基因D、利用辐射或药物诱发致病基因突变4．上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍，转基因动物是指（）A、提供基因的动物B、基因组中增加外源基因的动物C、能产生白蛋白的动物D、能表达基因信息的动物5．在基因诊断技术中，所用的探针DNA分子中必须存在一定量的放射性同位素，后者的作用是A、为形成杂交的DNA分子提供能量B．引起探针DNA产生不定向的基因突变C.作为探针DNA的示踪元素D．增加探针DNA的分子量6．基因工程生产胰岛素的主要原因是（）A、工艺简单，容易操作B、生产量大，价格较低C、所生产的胰岛素可以用于口服D、所生产的胰岛素疗效大大提高7．1975年，科学家用基因工程的方法创造出了一种能分解石油的“超级细菌”，下列关于此种细菌的说法正确的是（）A、与一般细菌相比它体积特别巨大B、它是现在唯一能分解石油的细菌C、它同时能分解石油中的四种烃类D、与一般细菌相比，它繁殖速度极快8．下说法正确的是（）A．所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列B．质粒是基因工程中惟一的运载体C．运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接D．基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复9．用于鉴定转化的细胞是否含重组DNA的最常用方法是（）A、抗药性选择B、分于杂交选择C、RNA反转录D、免疫学方法10、能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是（）A．单倍体育种B．杂交育种C．基因工程育种D．多倍体育种11、下列育种需要使用生物工程技术的是（多选）()A、高产青霉素菌株B、能分泌含抗体的乳汁的母牛C、生长较快的鲤鲫鱼D、利于贮藏的白菜—甘蓝12、下列关于基因工程成果的概述，正确的是（多选）()5A、在医药卫生方面，主要用于诊断治疗疾病B、在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物C、在畜牧养殖业上培育出了体型巨大、品质优良的动物D、在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化13、用现代生物技术培育生物新品种，其优越性在于（多选）（）A．克隆技术可以快速繁殖优良形状的家畜B．现代转基因生物技术可以迅速改变生物的基因组成C．现代生物技术可以迅速使新品种形成群落D．现代生物技术可以克服远源杂交不亲和的障碍14、1990年对一位缺乏腺苷脱氨酶基因，而患先天性体液免疫缺陷病的美国女孩进行基因治疗，其方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用逆转录病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。（1）在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当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，目的基因的受体细胞是。（2）将转基因白细胞多次回输到患者体内后，免疫能力趋于正常是由于产生了，产生这种物质的两个基本步骤是、。15、将人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子中，可使烟草获得抗病毒的能力，形成转基因产品。试分析回答：（1）烟草转基因产品的获得属于（）A、基因工程B、细胞工程C、微生物工程D、酶工程（2）人的基因之所以能接到植物体中去，原因是：。烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生：。不同生物间基因移植后能成功表达式，说明生物共有一套，从进化的角度看，这些生物具有。烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，实际并不影响遗传信息的表达功能。这说明。该工程应用于生产实践，将给农业、医药等诸多领域带来革命，目前已取得了许多成就，请你列举你所知道的或你所设想应用该工程的三个具体实例：。有人认为，转基因新产品也是一把双刃剑，有如船能载舟也能覆舟，甚至可能带来灾难性的后果，你是否支持这一观点？如果支持，请你举出一个可能出现的灾难性后果的实例：6。16、干扰素是治疗癌症的重要物质，人血液中每升只能提取0．05mg干扰素，因而其价格昂贵，平民百姓用不起。但美国有一家公司用基因工程方法合成了价格低廉、药性一样的干扰素，其具体做法是：（1）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的，并使之与一种叫质粒的DNA结合，然后移植到酵母菌内，从而让酵母素来。（2）酵母菌能用方式繁殖，速度很快，所以能在较短的时间内大量生产。利用这种方法不仅产量高，并且成本较低。（3）科学家陈炬在这方面也做出了突出贡献，他成功地把人的干扰素基因嫁接到了烟草的DNA分子上，其物质基础和结构基础是。（4）烟草具有了抗病毒能力，这表明烟草体内产生了，由此可见，烟草和人体合成蛋白质的方式是，从进化的角度来考虑，证明了人和植物的起源。17、在植物基因工程中，用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体，把目的基因重组入Ti质粒上的T-DNA片段中，再将重组的T-DNA插入植物细胞的染色体DNA中。（1）科学家在进行上述基因操作时，要用同一种分别切割质粒和目的基因，质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过而黏合。（2）将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞，经培养、筛选获得一株有抗除草剂特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的T-DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交F1代中，仍具有抗除草剂特性的植株占总数的，原因。（3）种植上述转基因油菜，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”。如果把目的基因导入叶绿体DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是:。71.3基因工程的应用（答案）【课内探究1】1、培育抗虫、抗病、抗逆转基因植物，转基因改良植物品质；举例：抗虫的棉花、马铃薯；抗病的甜椒、番茄；抗寒的烟草番茄；转基因的优良玉米等。2、调节细胞渗透压的基因【课内探究2】1、产量高、质量好、成本低、易提取。3、获取目的基因→构建基因表达载体→显微注射导入哺乳动物受精卵中形成胚胎→将胚胎送入母体动物子宫内→发育成转基因动物。【课内探究3】请列举至少三种常见的基因工程药物、来源及其治疗的疾病。答：胰岛素——工程菌——糖尿病；干扰素——大肠杆菌或酵母菌——抗病毒、抗肿瘤；生长激素——工程菌——（侏儒症）促进生长。【课内探究4】基因治疗的途径有哪几条？一般治疗过程是怎样的？答：体外基因治疗和体内基因治疗。⑴体外基因治疗的治疗过程：从病人体内获得淋巴细胞进行培养→在体外将正常的基因转移到培养的淋巴细胞中→筛选成功转移的细胞扩增培养→重新移入患者体内。⑵体内基因治疗的治疗过程：直接向人体组织细胞中转移基因。【拓展提升】⑴利用微生物的活细胞作为表达系统，表达效率高，不需厂房和大型设备就可以生产出大量的药品。⑵可以解决传统制药中原料来源的不足。⑶减少生产人员和管理人员，从而降低生产成本。【课堂巩固】1、Ｃ２、B３、Ｃ４Ｂ５、Ｃ6、Ｂ7、Ｃ8、Ｃ9、Ｂ10、C11、BCD12、BCD13、ABD14、（１）载体正常腺苷脱氨酶基因白细胞（２）腺苷脱氨酶（抗体）转录翻译15、（1）A.（2）人与植物的DNA结构组成相同。（3）