2020年高中生物 专题1 基因工程 1.3 基因工程的应用课件 新人教版选修3

专题1基因工程1.3基因工程的应用[学习目标][核心素养]1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。2.基因治疗。3.关注基因工程的发展。4.认同基因工程应用促进生产力的提高。1.生命观念：举例说出植物基因工程、动物基因工程成果及其给人类带来的影响。2.社会责任：展开想象的翅膀，用图画、文字或音乐创造等，畅想基因工程的未来。读教材、抓双基自主预习一、植物基因工程的成果1．植物基因工程的应用领域(1)提高农作物的1__________。(2)改良2______________。(3)利用植物3__________等。抗逆能力农作物的品质生产药物2．抗虫转基因植物(1)方法：从某些生物中分离出具有4________________，将其导入作物中。(2)目的基因：主要是Bt毒蛋白基因、5________抑制剂基因、6________抑制剂基因、植物凝集素基因等。(3)成果：转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻等。(4)意义：减少7__________的使用，降低生产成本，减少环境污染，降低对人体健康的危害。杀虫活性的基因蛋白酶淀粉酶化学农药3．抗病转基因植物(1)方法：将8__________导入植物中。(2)目的基因①抗病毒基因：9______________基因和病毒的复制酶基因。②抗真菌基因：10__________基因和抗毒素合成基因。(3)成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草，抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。(4)意义：能获得用常规育种方法很难培育出的11______________。抗病基因病毒外壳蛋白几丁质酶抗病毒新品种4．其他抗逆基因抗逆基因作用成果调节细胞渗透压的基因改变细胞内渗透压，提高抗盐碱、抗干旱能力抗盐、抗旱烟草12__________基因提高耐寒能力耐寒番茄13__________基因抗除草剂抗除草剂玉米抗冻蛋白抗除草剂5.利用转基因改良植物的品质(1)方法：将优良性状基因导入植物，获得具有14________________。(2)意义：改良植物的15__________。优良品质的植物某些品质二、动物基因工程的应用项目应用基因来源或处理成果提高动物生长速度外源16__________基因转基因绵羊、转基因鲤鱼改善畜产品的品质17__________基因转基因牛分泌的乳汁中，乳糖含量18______生长激素肠乳糖酶降低项目应用基因来源或处理成果用转基因动物生产药物药用19______基因＋乳腺蛋白基因的20______21_____生物反应器或乳房生物反应器用转基因动物作22__________的供体抑制抗原决定基因的表达或设法除去23______________结合24__________，培育出没有25______________的转基因克隆猪器官蛋白启动子乳腺器官移植决定基因克隆技术免疫排斥反应抗原三、基因工程药物异军突起1．工程菌：用基因工程的方法，使26________________________的菌类细胞株系一般称为“工程菌”。2．方式：利用基因工程培育“27________”来生产药品。3．基因工程药物的种类：细胞因子、抗体、疫苗、激素等。4．作用：可用于预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。外源基因得到高效率表达工程菌四、基因治疗1．概念：把28__________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．方法(1)体外基因治疗：从病人体内获得29__________，进行培养，在体外完成30__________，筛选出成功转移的细胞31__________，最后重新32______________。(2)体内基因治疗：直接向人体组织细胞中33__________。正常基因某种细胞基因转移扩增培养输入患者体内转移基因3．成果：将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的34__________中，治疗复合型免疫缺陷症。4．现状(1)处于初期临床试验阶段。(2)存在着技术、伦理道德、安全性等方面的诸多困难。淋巴细胞1．判断下列叙述的正误。(1)目的基因只能来源于微生物。()(2)基因工程可以实现基因在不同物种间的转移，人们可以定向选育新品种。()(3)来自苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因只能应用于棉花。()(4)转基因生物的目的基因来自不同的物种，可见，基因工程可以打破物种间的生殖隔离。()×√×√(5)利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中。()(6)基因治疗的主要方法是让患者口服一些健康的外源基因。()(7)将抗毒素合成基因导入植物体内可达到抗真菌的效果。()(8)利用基因工程生产乙肝疫苗时，目的基因存在于人体B淋巴细胞的DNA中。()××√×2．下列关于“基因探针”的叙述，正确的是()A．基因探针的工作原理是碱基互补配对B．基因探针是一小段具有随机脱氧核苷酸序列的单链DNAC．基因探针既可以检测核酸分子，又可以检测特定的蛋白质D．基因探针以其双链形式发挥作用，其放射性或荧光标记便于检测解析：选A基因探针的工作原理是碱基互补配对，A正确；基因探针是一小段具有特定核苷酸序列的单链DNA或RNA，B错误；基因探针只可以检测核酸分子，不可以检测特定的蛋白质，C错误；基因探针以其单链形式发挥作用，其放射性或荧光标记便于检测，D错误。3．(2019·龙岩期末)下列关于基因治疗说法正确的是()A．基因治疗是治疗疾病的新途径，其利用的是转基因技术B．基因治疗的主要方法是让患者口服一些健康的外源基因C．基因治疗的主要原理是修复患者的基因缺陷D．基因治疗在发达国家已成为一种常用的治疗手段解析：选A基因治疗是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗目的，基因治疗是治疗疾病的新途径，其利用的是转基因技术，A正确；口服的基因在消化道中被分解，不能起作用，B错误；基因治疗的主要原理是：将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，而不是修复患者的基因缺陷，C错误；基因治疗目前只是处于初期的临床试验阶段，D错误。解疑难、提能力课堂探究探究点一|动、植物基因工程的应用|核心探究|1．植物基因工程的应用外源基因类型及举例成果举例抗虫转基因植物抗虫基因：Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等抗虫水稻、抗虫棉、抗虫玉米外源基因类型及举例成果举例抗病转基因植物(1)抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因；(2)抗真菌基因：几丁质酶基因、抗毒素合成基因抗病毒烟草、抗病毒小麦、抗病毒番茄、抗病毒甜椒抗逆转基因植物抗逆基因：调节细胞渗透压的基因、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因抗盐碱和抗干旱的烟草、抗寒番茄、抗除草剂的大豆和玉米外源基因类型及举例成果举例改良品质的转基因植物优良性状基因：提高必需氨基酸含量的蛋白质编码基因、控制番茄成熟的基因、与植物花青素代谢有关的基因高赖氨酸玉米、耐储存番茄、新花色矮牵牛2.动物基因工程的应用目的基因作用受体生物说明提高动物生长速度生长激素基因促进生长，提高生长速率鲤鱼、绵羊不能导入生长素基因转基因动物生产药物(乳腺生物反应器)药用蛋白基因通过分泌的乳汁来生产所需要的药品牛、山羊已生产出的药品有抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α­抗胰蛋白酶等目的基因作用受体生物说明转基因动物作器官移植的供体抗原决定基因①抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因；②不能合成相应抗原猪选择猪的器官作人器官替代品的原因：①其内脏构造、大小、血管分布与人的极为相似；②体内隐藏的致病病毒要远远少于灵长类动物[特别提醒]Bt毒蛋白基因来自苏云金芽孢杆菌，我国转基因抗虫棉就是通过转入Bt毒蛋白基因培育出来的；抗虫作物能抗虫，但不能抗病毒、细菌、真菌等。动物基因工程一个重要作用是改善畜产品的品质，而不是为了生产体型巨大的个体。3.三种转基因生物的生产过程(1)转基因植物生产过程图解(以抗虫棉生产过程为例)(2)转基因动物生产过程图解(以转基因牛生产过程为例)(3)转基因微生物生产过程图解（以可生产干扰素的酵母菌的培育过程为例）[易错易混]转基因作物中目的基因的三个易错点(1)目的基因并非都来自微生物：目的基因都是来自其他生物的能表现出优良性状的外源基因，并不都是来自细菌、病毒等微生物，如抗冻蛋白基因来自鱼类。(2)目的基因对性状的控制：有的目的基因控制蛋白质的合成，直接控制生物的某种性状，这反映了基因与性状的直接关系；有的目的基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物的性状，这体现的是基因和性状的间接关系。(3)注意“抗虫”和“抗病”的区别，二者可以分别通过害虫接种和病毒接种来进行个体水平的检测。|探究演练|1．(2019·唐山期中)下列有关动物基因工程的说法，错误的是()A．动物基因工程技术可以提高动物的生长速度B．将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低C．用转基因动物作为器官移植的供体时，导入的是调节因子，不是目的基因，因此无法抑制抗原的合成D．利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要药品的生产问题解析：选C转基因动物作为器官移植的供体时，导入的调节因子也属于目的基因，可抑制抗原的合成。2．如图是某转基因抗虫棉培育流程图，下列有关分析错误的是()A．Bt毒蛋白基因的获取需要限制酶B．①过程所依据的理论基础之一是DNA分子结构的相似性C．Bt毒蛋白基因与农杆菌Ti质粒重组需用DNA聚合酶D．④过程依据的原理是植物细胞的全能性解析：选C目的基因(Bt毒蛋白基因)的获取需要限制酶，A正确；DNA分子结构都是相似的，所以目的基因才能与Ti质粒(DNA)重组，B正确；目的基因与载体重组需要用到DNA连接酶，C错误；④过程需采用植物组织培养技术，依据的原理是植物细胞的全能性，D正确。3．干扰素是治疗癌症的药物，主要成分是糖蛋白，传统的生产方法是从人血液中提取，每300L人血中只能提取到1mg，所以价格昂贵。如图是采用基因工程的方法生产干扰素的相关示意图，试分析回答下列问题。(1)从人的淋巴细胞中获取____________，使它同质粒相结合，然后导入到酵母菌体内，让酵母菌________________。(2)适宜条件下，转基因酵母菌通过____________的方式繁殖，速度很快，能大量产生________，不但提高了产量，也降低了成本。(3)中国某青年科学家成功地把人的干扰素基因重组到烟草的染色体DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力，试分析：①人的基因之所以能导入到烟草细胞内，其物质基础是______________。②烟草有了抗病毒能力，这表明烟草体内产生了________。这个事实说明，人和植物共用一套____________________，蛋白质合成方式________________。解析：(1)通过基因工程构建“工程菌”生产干扰素的方法是：从淋巴细胞中获取干扰素基因，与质粒结合形成重组质粒，将重组质粒导入酵母菌细胞内，并通过检测与鉴定得到转基因酵母菌，然后通过培养该酵母菌，使之合成大量干扰素。(2)适宜条件下转基因酵母菌能进行出芽生殖，迅速繁殖菌体，同时也能大量产生干扰素。(3)由于人和烟草的DNA结构基本相同，所以能进行基因的重组；同时所有生物共用一套遗传密码，蛋白质合成方式基本相同，因此烟草体内可以产生干扰素。答案：(1)干扰素基因合成干扰素(2)出芽生殖干扰素(3)①DNA结构基本相同②干扰素遗传密码基本相同探究点二|乳腺生物反应器与基因治疗|核心探究|一、乳腺生物反应器1．含义：乳腺生物反应器是指使外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白。2．操作过程3．乳腺生物反应器与工程菌生产药物的区别比较内容乳腺生物反应器工程菌含义指让外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系比较内容乳腺生物反应器工程菌受体基因结构与人类基因结构差