1.3 基因工程的应用

11.3基因工程的应用【教学目标】1、列举基因工程在植物、动物、微生物方面的具体应用及取得的丰硕成果。2、关注基因工程的进展。3、认同基因工程的应用促进生产力的提高。【教学重点】基因工程在农业和医疗等方面的应用；【学习指导】一、植物基因工程的成果：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）抗虫转基因植物1．杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、抑制剂基因、抑制剂基因、植物凝集素基因等。2．成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。【思考】请具体介绍四种抗虫基因的相关内容？(二)抗病转基因植物1．植物的病原微生物：、真菌和细菌等。2．抗病基因种类(1)抗病毒基因：病毒基因和病毒的复制酶基因。(2)抗真菌基因：基因和抗毒素合成基因。3．抗病转基因成果：（1）（2）(三)抗逆转基因植物1.使用抗逆转基因原因：1．抗逆基因：；；。22．成果：（1）（2）（3）(四)转基因改良植物品质1．优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。2．成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。例1、科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是()①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体A．①②③④B．①③④C．②③④D．①②④（2）成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。二、动物基因工程的成果(一)提高动物的生长速度1．生长基因：外源基因。2．成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。(二)改善畜产品的品质1．优良基因：肠乳糖酶基因。2．成果：转基因牛含量少。(三)转基因动物生产药物1．成果：乳腺生物反应器2.基因组成：药用基因+蛋白基因+启动子。3.操作过程:4.优点：5.特例：3(四)转基因动物作器官移植的供体1．主要方法：①②（五）基因工程药物1．来源：转基因的。概念：2．成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。3.优点：例2、抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是()A．抗病毒转基因植物，可以抵抗所有病毒B．抗病毒转基因植物，对病毒的抗性具有局限性或特异性C．抗病毒转基因植物可以抗害虫D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异三、基因治疗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。2.类型及区分：2．成果：将腺苷脱氢酶基因导入患者的淋巴细胞。例3、基因治疗是指()A．把健康外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的B．对有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C．运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变，从而恢复正常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4【总结】转基因生物与目的基因的关系转基因生物目的基因目的基因从何来Bt毒蛋白基因苏云金芽孢杆菌抗真菌立枯丝核菌的烟草抗盐碱和干旱作物耐寒的番茄鱼抗除草剂基因增强甜味的水果肠乳糖酶基因生产胰岛素的工程菌人【习题练习】一：同步检测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2．运用现代生物技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因整合到棉花细胞中，为检测实验是否成功，最方便的方法是检测棉花植株是否有()A．抗虫基因B．抗虫基因产物C．新的细胞核D．相应性状3．科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是()①该技术将导致定向变异②DNA连接酶能把目的基因与载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供材料④受精卵是理想的受体A．①②③④B．①③④C．②③④D．①②④4．下列不．属于基因工程药物的是()A．从大肠杆菌体内获取的白细胞介素B．从酵母菌体内获取的干扰素C．从青霉菌体内获取的青霉素D．从大肠杆菌体内获取的胰岛素5．糖尿病是一种常见病，目前对胰岛素依赖型糖尿病的治疗多用激素疗法。胰岛素过去主要从动物中提取，基因工程技术发展以后，利用细菌生产胰岛素。其操作的基本过程如下图所示：5(1)该工程中，基因的剪刀是________________；基因的针线是________________；质粒作为载体，其基本组成单位是________________。(2)剪取目的基因和剪切质粒时，应用同一种限制酶切割，这是为了__________________________________。(3)检测目的基因是否进入了受体细胞，通常根据__________________来确定。(4)人的基因能够在细菌体内表达，其物质基础是都以__________为遗传物质，都遵循____________________原则，而且共用一套______________，从生物进化的角度看，说明了________________________________________________________________________。二．课时训练1．在转基因植物(如抗虫棉)的培育中，成功与否最终要看()A．用什么方法获得目的基因B．选择运载体是否得当C．重组DNA分子的结构和大小D．是否赋予了植物抗性2．若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环境保护上的重要意义是()A．减少氮肥使用量，降低生产成本B．减少氮肥生产量，节约能源C．避免使用氮肥过多引起的环境污染D．改良土壤的群落结构3．上海医学遗传研究所成功培育出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，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4．利用基因工程技术将生长激素基因导入绵羊体内，转基因绵羊生长速度比一般的绵羊提高30%，体型大50%，在基因操作过程中生长激素基因的受体细胞最好采用()A．乳腺细胞B．体细胞C．受精卵D．精巢5．采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出转基因羊。但是，人凝血因子只存6在于该转基因羊的乳汁中。以下有关叙述，正确的是()A．人体细胞中凝血因子基因编码区的碱基对数目，等于凝血因子氨基酸数目的3倍B．可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵C．在该转基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中D．人凝血因子基因开始转录后，DNA连接酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA6．下列说法正确的是()A．用基因工程方法培育抗虫植物也能抗病毒B．基因工程在畜牧业上应用的目的是培育体型巨大、品质优良的动物C．任何一种假单孢杆菌都能分解四种石油成分，因此，假单孢杆菌是“超级细菌”D．基因工程在农业生产上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物7．“工程菌”是指()A．用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系B．用遗传工程的方法，把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到新细胞株系C．用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系D．从自然界中选取能迅速增殖的菌类8．(2011年宁夏银川高二检测)抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是()A．抗病毒转基因植物可以抵抗所有病毒B．抗病毒转基因植物对病毒的抗性具有局限性或特异性C．抗病毒转基因植物可以抗害虫D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异9．要彻底治疗白化病必须采用()A．基因治疗B．医学手术C．射线照射D．一般药物10．下列与基因诊断有关的一组物质是()A．蛋白质、核酸B．放射性同位素、蛋白质C．荧光分子、核酸D．放射性同位素、糖类11．普通的稻米不含维生素A，因此在以其为主食的地区，人们往往由于缺乏维生素A而出现健康问题。有人将相关的基因导入水稻体内使其生产的稻米含有丰富的β－胡萝卜素(在人体内能转化为维生素A)，因其颜色金黄而被称为“金米”。请回答：(1)培养“金米”所采用的技术是________。(2)上述技术的核心是________，此过程中用到的工具酶有________________________________________________________________________。(3)若将目的基因导入水稻的体细胞，可通过________技术培养成幼苗，这一技术的理论基础是________________________________________________________________________。(4)从理论上讲，能否将控制合成β－胡萝卜素的相关基因导入动物细胞内并使其表达？为什么？12．干扰素是一种抗病毒特效药，能抵抗肝炎、狂犬病等由病毒引起的感染，并对治疗乳腺癌、骨髓癌及某些白血病也有一定的疗效。传统的干扰素生产方法是从人的血液中提取，每升人血中只能提取70.5μg，所以价格昂贵。中国科学院院士侯云德等人成功地研制了下图所示的干扰素生产方法。(1)从上图可以看出，侯云德等人研制成功了运用________的方法生产干扰素。(2)干扰素在人体内是由__________________产生分泌的，其化学本质是________。(3)在该方法中，目的基因是____________，载体是____________，受体细胞是______________。(4)图中过程①需要的物质是______________，过程②需要的物质是____________________。(5)图中A的名称是____________，它重组成功的物质基础是__________________________的结构组成相同。(6)过程③在基因工程中称为__________。要完成该过程有很多种方法，该题中涉及的方法是__________________。13．(2011年南京市高二检测)单基因遗传病可以通过核酸分子杂交技术进行早期诊断。镰刀型细胞贫血症是一种在地中海地区发病率较高的单基因遗传病。已知红细胞正常个体的基因型为BB、Bb，镰刀型细胞贫血症患者的基因型为bb。有一对夫妇被测出均为该致病基因的携带者，为了能生下健康的孩子，每次妊娠早期都进行产前诊断。下图为其产前核酸分子杂交诊断和结果示意图。(1)从图中可见，该基因突变是由于________引起的。巧合的是，这个位点的突变使得原来正常基因的限制酶切割位点丢失。正常基因该区域上有3个酶切位点，突变基因上只有2个酶切位点，经限制酶切割后，凝胶电泳分离酶切片段，与探针杂交后可显示出不同的带谱，正常基因显示________条，突变基因显示________条。(2)DNA或RNA分子探针要用______________等标记。利用核酸分子杂交原理，根据图中突变基因的核苷酸序列(—ACGTGTT—)，写出作为探针的核糖核苷酸序列________。(3)根据凝胶电泳带谱分析可以确定胎儿是否会患有镰刀型细胞贫血症。这对夫妇4次妊娠的胎儿Ⅱ－1～Ⅱ－4基因型BB的个体是________________，Bb的个体是________________，bb的个体是________________。8转基因生物目的基因目的基因从何来抗虫棉Bt毒蛋白基因苏云金芽孢杆菌抗真菌立枯丝核菌的烟草几丁质酶基因和抗毒素合成基因抗盐碱和干旱作物调节细胞渗透压的基因耐寒的番茄抗冻蛋白基因鱼抗除草剂大豆抗除草剂基因增强甜味的水果降低乳糖的奶牛甜味基因肠乳糖酶基因生产胰岛素的工程菌人胰岛素基因人