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1、第3課時 基因工程的應用,第一章 基因工程,選修3 現(xiàn)代 生物技術專題,,一、基因工程與遺傳育種,,二、基因工程與疾病治療、生態(tài)環(huán)境保護,,達標檢測,內容索引,一、基因工程與遺傳育種,1.轉基因植物 (1)轉基因農作物 ①抗 ，如轉基因煙草。 ②抗害蟲，如轉基因棉花。 ③抗植物 (耐貯存)，如轉基因番茄。 (2)轉基因 ：改變花卉的顏色。 2.轉基因動物 (1)具有多種優(yōu)良的 ，如轉基因鼠、牛、羊。 (2)加快 速度，如轉基因鼠、魚、豬。 (3)具有 能力，如轉基因雞、牛。,新知導學,除草劑,病毒,花卉,遺傳性狀,生長,抗病,探究1——圖示解讀 完善下圖，體會轉基因植物

2、的優(yōu)點：,互動探究,外源基因,農桿菌,,1.過程,重組DNA,目的基因,2.培育轉基因植物應用了哪些技術？,答案 轉基因技術、植物組織培養(yǎng)技術。,3.轉基因植物的培育原理有哪些？,答案 基因重組、植物細胞的全能性。,4.外源基因與Ti質粒連接需要什么酶？,答案 限制性核酸內切酶和DNA連接酶。,5.轉基因植物的培育優(yōu)點有哪些？,答案 培育優(yōu)點,,①所需時間較短 ②克服遠緣親本難以雜交的缺陷,答案,6.傳統(tǒng)育種方法的不足：培育新品種所需時間 ，而且 親本難以雜交。,較長,遠緣,探究2——理性思維 填寫下列轉基因動物的過程，思考回答相關問題：,1.轉基因動物的含義：轉入了 的動物。 2.轉基因

3、動物的培育優(yōu)點： 。,重組DNA,受精卵,外源基因,省時、省力,3.基因工程技術與傳統(tǒng)育種技術的區(qū)別,親緣關系,分子,個體,準確預期,長,例1 (2017河西區(qū)一模)如圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關敘述，正確的是 A.①、②的操作中使用了限制性核酸內切酶和DNA聚合酶 B.③→④過程利用了膜的結構特性，顯微鏡下觀察③細胞的Ti質粒是篩選 標志之一 C.應用DNA探針技術，可檢測④細胞中目的基因是否表達 D.一般情況下⑤只要表現(xiàn)出抗蟲性狀，就表明植株發(fā)生了可遺傳變異,答案,解析,√,解析 ①、②的操作表示形成重組DNA分子，該過程中使用了限制性核酸內切酶和DNA連接酶，A項錯

4、誤； 光學顯微鏡下無法觀察到質粒，該基因工程可以利用個體水平進行鑒定，即植株的葉片是否具有抗蟲效果，B項錯誤； 檢測④細胞中目的基因是否表達需要利用抗原—抗體雜交技術或個體水平的檢測，C項錯誤； 一般情況下⑤只要表現(xiàn)出抗蟲性狀，就表明植株發(fā)生了可遺傳變異，D項正確。,例2 下圖表示轉基因動、植物的培育過程。據(jù)圖分析下列有關敘述正確的是 A.在獲得目的基因的過程中，需要使用限制性核酸內切酶和DNA連接酶等 工具酶 B.受體細胞A、B一定均為受精卵 C.目的基因導入受體細胞A中通常用顯微注射法 D.將目的基因導入受體細胞B時常使用大腸桿菌作為工具去侵染植物細胞,答案,解析,√,解析 獲得目的基因

5、的過程中，需要使用限制性核酸內切酶，不需要DNA連接酶，A錯誤； 一般受體細胞A為受精卵，受體細胞B為受精卵或體細胞，B錯誤； 將目的基因導入動物細胞通常用顯微注射法，C正確； 將目的基因導入受體細胞B時，常用土壤農桿菌作為工具去侵染植物細胞，D錯誤。,轉基因動物、植物及微生物的培養(yǎng)流程,二、基因工程與疾病治療、生態(tài)環(huán)境保護,1.基因工程藥物 用 方法制造的“工程菌”，可以高效率地生產各種藥品，如胰島素、干擾素和乙肝疫苗等。 2.基因治療 (1)概念：基因治療是向 中引入正常功能的基因，以糾正或補償基因的缺陷，達到治療的目的。 (2)原理：正?；驅氩∪梭w內細胞并且表達產物發(fā)揮作用

6、。,新知導學,基因工程,目標細胞,克隆人體正常的腺苷酸脫氨酶基因(ada),有缺陷的__________,培養(yǎng)、轉化,―――→,患者的 癥狀緩解,患者的 ________,―→,― ― ― →,注射,T淋巴細胞可以產生 ___________________,(3)成功的首例： 癥的臨床基因治療。治療過程如下圖：,重度免疫缺陷,T淋巴細胞,骨髓組織,腺苷酸脫氨酶(ADA),研究人員將腺苷酸脫氨酶基因轉入患者的什么細胞？為什么不能轉入其他的體細胞？,答案 T淋巴細胞。腺苷酸脫氨酶是人體免疫系統(tǒng)發(fā)揮正常功能所必需的，T淋巴細胞中具有這種酶(ADA)才能使患者的免疫功能得到修復。,思考,答案,3

7、.生態(tài)環(huán)境保護 (1)為了解決廢塑料污染問題：利用 發(fā)酵和 生產聚羥基烷酯，用于合成可降解的生物塑料。 (2)為了清除石油污染：改造分解石油的細菌，提高其 的能力。 (3)利用轉基因微生物吸收環(huán)境中的 ，降解 和處理____ 。,細菌,轉基因植物,分解石油,重金屬,有毒化合物,工業(yè),廢水,基因治療是對致病基因進行修復嗎？,答案 基因治療是將人的正?；蚧蛴兄委熥饔玫幕蛲ㄟ^一定方式導入人體靶細胞，以正?；虍a物掩蓋有缺陷基因產物達到治療疾病的目的。受體細胞一般為體細胞而不是受精卵，基因治療后只有一部分細胞含有正?；颉；蛑委煕]有影響原有基因，所以細胞中兩

8、種基因同時存在。,思考,答案,例3 有關基因工程的成果及應用的說法中，正確的是 A.用基因工程方法培育的抗蟲植物也能抗病毒 B.基因工程在畜牧業(yè)上的應用主要是培育體型巨大、品質優(yōu)良的動物 C.基因工程在農業(yè)上的應用主要是培育高產、穩(wěn)產、品質優(yōu)良和具有抗 逆性的農作物 D.目前，在發(fā)達國家，基因治療已用于臨床實踐,答案,解析,√,解析 運用基因工程方法培育的抗蟲植物只能防御害蟲，不能抵抗病毒；基因工程在畜牧業(yè)上應用的主要目的是用于改善畜牧產品的品質；基因治療目前處于初期的臨床試驗階段。,例4 《人類基因治療》報道，在美國佛羅里達大學基因治療中心接受基因治療的三名遺傳性失明患者都重新獲得了一定的

9、視力，并且沒有嚴重的副作用。基因治療是指 A.把健康外源基因導入有基因缺陷的細胞中，達到治療疾病的目的 B.對有缺陷的細胞進行修復，從而使其恢復正常，達到治療疾病的目的 C.運用人工誘變方法，使有基因缺陷的細胞發(fā)生基因突變，從而恢復正常 D.運用基因工程技術，把有缺陷的基因切除，達到治療疾病的目的,√,解析 基因治療只是將正常的基因導入病人體內，使該基因的表達產物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的，而細胞中的缺陷基因并未修復，和正?；蛲瑫r存在，基因治療也不是切除病變基因或誘發(fā)其突變，因而B、C、D的說法都不符合基因治療的概念。,答案,解析,基因工程與遺傳育種,,,轉基因植物 轉基因動物,基因工

10、程與疾病治療,,基因工程藥物： 、干擾素、 疫苗,基因治療：重度免疫缺陷 癥(ADA基因發(fā)生了突變,基因工程與生態(tài)環(huán)境保護,胰島素,乙型肝炎,學習小結,達標檢測,1.采用基因工程技術將人凝血因子基因導入山羊受精卵，培育出了轉基因羊。但是，人凝血因子只存在于該轉基因羊的乳汁中。下列有關敘述，正確的是 A.如果人凝血因子基因的核苷酸序列已知，可用人工合成的方法獲得該 目的基因 B.人體細胞中凝血因子基因進入羊受精卵細胞后，其傳遞和表達不再遵 循中心法則 C.在該轉基因羊體內，人凝血因子基因存在于乳腺細胞中，而不存在于 其他體細胞中 D.人凝血因子基因開始轉錄后，DNA聚合酶以DN

11、A分子的一條鏈為模板 合成mRNA,答案,解析,√,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,解析 基因的表達包括轉錄和翻譯，基因的傳遞和表達遵循中心法則；轉基因羊體內人凝血因子基因存在于羊所有體細胞中；人凝血因子基因開始轉錄后，RNA聚合酶以DNA分子的一條鏈為模板合成mRNA。,2.目前人類利用基因工程的方法成功培育出轉基因抗蟲棉，以下說法正確的是 A.抗蟲基因與質粒結合后直接進入棉花的葉肉細胞表達 B.抗蟲基因導入棉花葉肉細胞后，可通過傳粉、受精的方法，使抗蟲性 狀遺傳下去 C.標記基因的作用是鑒別受體細胞中是否含有目的基因 D.轉基因抗蟲棉經(jīng)過種植，棉鈴蟲不會產生抗性，這樣可以有效消

12、滅棉 鈴蟲,答案,解析,√,1,2,3,4,5,解析 蘇云金芽孢桿菌的毒蛋白基因與質粒結合后需用農桿菌轉化法導入棉花的葉肉細胞，不能直接進入棉花的葉肉細胞表達，A項錯誤； 葉肉細胞是體細胞，其基因不能通過有性生殖進行遺傳，可以通過植物組織培養(yǎng)技術，使抗蟲性狀遺傳下去，B項錯誤； 構建好的重組DNA分子中必須含有標記基因，以便于確定目的基因是否進入受體細胞內，C項正確； 棉鈴蟲抗性的產生是基因突變的結果，但抗蟲棉的自然選擇會使棉鈴蟲的抗性基因頻率升高，D項錯誤。,1,2,3,4,5,3.(2016溫州中學期末)據(jù)報道，深圳某生物制品公司將人的乙肝抗原基因導入酵母菌，生產出的乙型肝炎疫苗致使嬰兒

13、接種后發(fā)生疑似預防接種異常反應，并已出現(xiàn)死亡病例。下列關于此乙肝疫苗的說法正確的是 A.乙肝抗原基因可從酵母菌基因文庫中獲得 B.轉基因酵母菌生產乙肝疫苗的理論基礎之一是生物共用一套遺傳密碼 C.轉基因過程中用到的質粒是一種類似于染色體上鏈狀DNA的遺傳物質 D.將乙肝抗原基因導入酵母菌時用CaCl2處理酵母菌，可增大細胞膜的通 透性,√,答案,解析,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,解析 乙肝抗原基因應從乙肝病毒中獲得，A錯誤； 乙肝病毒的基因能在酵母菌中表達出乙肝病毒的蛋白質是因為生物共用一套遺傳密碼，B正確； 質粒是位于細胞質中的環(huán)狀DNA，C錯誤； 用CaCl2處理酵母菌，可增

14、大細胞壁的通透性，D錯誤。,解析 抗軟化番茄的培育常用質粒作載體，將目的基因(抗多聚半乳糖醛酸酶基因)與質粒結合形成重組DNA分子，利用含重組DNA分子的土壤農桿菌去感染普通番茄，從而獲得抗軟化番茄。,4.番茄營養(yǎng)豐富，是人們喜愛的一類蔬菜。普通番茄細胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制細胞產生多聚半乳糖醛酸酶，該酶能破壞細胞壁，使番茄軟化，不耐貯藏?？茖W家通過基因工程將一種抗多聚半乳糖醛酸酶基因導入番茄細胞，獲得了抗軟化番茄。下列關于培育抗軟化番茄的敘述中，錯誤的是 A.載體常用質粒 B.受體細胞是番茄細胞 C.目的基因為多聚半乳糖醛酸酶基因 D.目的基因的表達延緩了細胞的軟化,√,答案,解析

15、,1,2,3,4,5,5.(2017浙江9＋1高中聯(lián)盟期中節(jié)選)如圖表示運用基因工程技術生產胰島素的三條途徑。據(jù)圖結合所學知識回答下列問題： (1)為了便于將含有目的基因的細胞篩選出來，所選擇的質粒上應該具有________基因。,1,2,3,4,5,答案,解析,標記,解析 基因工程所用質粒上具有標記基因，能夠用于篩選含有目的基因的受體細胞。,(2)培育轉基因羊的過程中，科研人員通過感染或__________技術將重組質粒M轉移到受體細胞A中，受體細胞A應該是________細胞。,1,2,3,4,5,答案,解析,顯微注射,受精卵,解析 將目的基因導入動物細胞，采用的方法為顯微注射法，受體細胞

16、為受精卵。,(3)受體細胞B應該是萵苣的________(填“體細胞”“卵細胞”或“受精卵”)，導入該細胞后，需對該細胞進行培養(yǎng)，經(jīng)________過程形成愈傷組織，以適當配比的________________ _______誘導愈傷組織，直到再生出新植株。,1,2,3,4,5,答案,解析,體細胞,脫分化,營養(yǎng)物質和生長,解析 由于植物細胞具有全能性，因此受體細胞B應該是萵苣的體細胞，導入該細胞后，需對該細胞進行培養(yǎng)，經(jīng)脫分化過程形成愈傷組織，以適當配比的營養(yǎng)物質和生長調節(jié)劑誘導愈傷組織，直到再生出新植株。,調節(jié)劑,(4)過程⑥常用的方法是用________來處理大腸桿菌，使其易于接納重組質粒M。,1,2,3,4,5,答案,解析,氯化鈣,解析 將目的基因導入微生物細胞中常用的方法是用氯化鈣來處理，使其易于吸納重組質粒M。,