人教版高中生物选修三13基因工程的应用学案.docx

1.3　基因工程的应用 【导学目标】 1.举例说出基因工程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。 【自主学习】 一、植物基因工程硕果累累 植物基因工程技术主要用于提高农作物的 能力、改良农作物的品质、利用植物生产 等方面。 二、动物基因工程及基因工程药物 1.动物基因工程应用的几个方面 项目应用　　 基因来源或处理 成果 提高动物的生长速度　 外源 基因 转基因绵羊、转基因鲤鱼 改善畜产品的品质　 基因 转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少 转基因动物生产药物　 药用 基因＋ 蛋白基因的启动子 乳腺生物反应器 转基因动物作器官移植的供体　　 抑制或除去 基因 结合 培育出没有 的转基因克隆猪器官 2.基因工程药物 (1)方式：利用基因工程培育“ ”来生产药品。 (2)成果：利用“工程菌”可生产细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 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： 基因治疗和 基因治疗。 3．成果：将腺苷酸脱氨酶基因导入患者的淋巴细胞，治疗 。
思考交流 通过基因治疗的患者体内是否还存在与该病有关的缺陷基因？
正误判断 1．基因工程育种与传统育种相比并无优势。( ) 2．通过植物基因工程可以减少农药的使用量。( ) 3．利用乳腺生物反应器生产的蛋白质与天然的蛋白质不同。( ) 4．所有遗传病都可以通过基因治疗彻底治好。( ) 【合作探究】 1．基因检测与基因治疗的比较 目的基因的作用 备注 基因 检测 制作相应 ，利用 原理，快速、准确地检测人类某种疾病 临床应用阶段 基因 治疗 把 的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，可分为 和 两种方法 仅处于初期的临床试验阶段，仍有许多问题和困难制约该技术的开展 2. 两种基因治疗途径的比较 　　途径 比较　　 体外基因治疗 体内基因治疗 不 同 点 方法
特点 操作复杂，但效果可靠 方法较简单，但效果难以控制 相同点 都是将外源基因导入靶细胞，以纠正 基因.
例1 继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答下列问题： (1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是________________。 (2)进行基因转移时，通常要将外源基因转入________中，原因是____________________________。 (3)通常采用____________技术检测外源基因是否插入到小鼠的基因组。 (4)在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的________细胞中特异表达。 【答案】　(1)显微注射法 (2)受精卵(或早期胚胎)　受精卵(或早期胚胎细胞)具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中表达 (3)DNA分子杂交 (4)膀胱上皮 【达标检测】 课堂达标 1．下列转基因植物与所选用的目的基因对应错误的是(　　) A．抗虫棉――Bt毒蛋白基因 B．抗病毒转基因烟草――几丁质酶基因 C．抗盐碱和抗旱植物――调节细胞渗透压的基因 D．耐寒的番茄――抗冻基因 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 3．21世纪被认为是生物学的世纪，目前基因芯片可以在很短的时间内观察到病变细胞，并分析出是因哪个基因变异而引起的疾病。以下与基因芯片有关的叙述中，不正确的是(　　) A．利用基因芯片可以进行基因鉴定 B．利用基因芯片可以改造变异基因 C．利用基因芯片可以检测变异基因 D．基因芯片技术能识别碱基序列 4．“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的新细胞株系 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．从自然界中选取的能迅速增殖的菌类 5．近年来基因工程的发展非常迅速，科学家可以用DNA探针和外源基因导入的方法进行遗传病的诊断和治疗，下列做法不正确的是 (　　) A．用DNA探针检测镰刀型细胞贫血症 B．用DNA探针检测病毒性肝炎 C．用导入外源基因的方法治疗半乳糖血症 D．用基因替换的方法治疗21三体综合征 6．番茄营养丰富，是人们喜爱的一类果蔬。但普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐储藏。为满足人们的生产、生活需要，科学家们通过基因工程技术，培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种。操作流程如下图，请回答下列问题。 抗软化番茄的培育过程示意图 (1)过程①需要的工具酶有_____________________。 (2)构建基因表达载体时，除了要在重组DNA中插入外源基因外，还需要有___________________________。 (3)提取目的基因采用的限制性核酸内切酶的识别序列和切点是―↓GATC―。在目的基因的两侧各有1个酶的切点，请画出目的基因两侧被限制酶切割后形成的黏性末端的过程示意图。 (4)在番茄新品种的培育过程中，将目的基因导入受体细胞的方法叫做________________。目的基因能在植物体内稳定遗传的关键是___________________________。 (5)从图中可见，mRNA1和mRNA2的结合直接导致了______无法合成，最终使番茄获得了抗软化的性状。 课外强化 1．转基因技术在植物品种改良方面应用广泛，其中一项基因工程就是改造CO2固定酶。其目的是(　　) A．提高光合作用效率 B．延长果实的储藏期 C．培育新作物品种 D．提高植物的抗性 2．抗病毒转基因植物所采用的基因，使用最多的是(　　) ①病毒外壳蛋白基因　　　②几丁质酶基因 ③抗毒素合成基因　　　　④病毒的复制酶基因 A．①②③　　　　　 B．③④ C．②③④ D．①④ 3.转基因食品已大量进入我们的日常生活，如转基因西红柿、转基因草莓等，涉及的问题甚至关系到国家之间的贸易竞争，上图为“霸占中国市场的转基因大豆油”的部分图示。下列关于转基因大豆的叙述不正确的是(　　) A．培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因 B．目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵，也可以是体细胞 C．转基因大豆的种植过程中减少了农药等的使用量，生产成本更低 D．固氮菌的固氮基因也是必需的目的基因之一 4．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细胞 A．①②③④ B．①③④ C．②③④ D．①②④ 5．科学家将含有人的α－抗胰蛋白酶基因的DNA片段注射到羊的受精卵中，由该受精卵发育的羊能分泌含α－抗胰蛋白酶的奶。这一过程不涉及(　　) A．DNA按照碱基互补配对原则自我复制 B．DNA以其一条链为模板合成RNA C．RNA以自身为模板自我复制 D．按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质 6．1976年，美国的H・Boyer教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转入大肠杆菌体内，并获得表达，这是人类第一次获得的转基因生物。上述的“表达”是指该基因在大肠杆菌体内(　　) A．能进行DNA的复制 B．能进行转录 C．能合成人的生长激素 D．能控制合成人的生长抑制素释放因子 7．下列不属于利用基因工程技术制取的药物是(　　) A．从大肠杆菌体内制取白细胞介素 B．在酵母菌体内获得干扰素 C．利用青霉菌获取青霉素 D．在大肠杆菌内获得胰岛素 8．某研究小组进行了甲型H1N1流感病毒的疫苗研制工作，下图为他们前期研究工作的简要操作流程图： (1)实验步骤①所代表的反应过程是________；在步骤②之间扩增H基因常采用的方法是________________________________________________________________________ ________。 (2)步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用的酶是______________________________。 (3)构建重组表达载体时，一般需要将H基因与载体结合，常用作基因工程载体的是________；在检测受体细胞中是否已经导入目的基因时，常常要借助载体上________的表达。 (4)某志愿者接种甲型H1N1流感病毒的疫苗后，第15天感染甲型H1N1流感病毒，则体内________细胞将迅速增殖分化形成________细胞，从而产生大量抗体；当该病毒侵入人体细胞后所引起的免疫反应是________与宿主细胞紧密接触并使其裂解。 (5)机体能合成数百万种特异性抗体，抗体种类如此多的原因是其结构中的 ________________________________________________________________________。

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