高中生物 1.3基因工程的应用配套课件 浙科版选修3.ppt

第三节基因工程的应用 一 基因工程与遗传育种1 基因工程育种优点所需时间 克服 不亲和的障碍 2 转基因生物是指转入了 的生物 3 转基因植物实例 抗虫植物 抗逆植物 营养价值高的植物 4 转基因动物实例 的转基因鼠 猪 具有 能力的转基因鸡和牛 较短 远缘杂交 外源基因 抗病植物 抗除草剂植物 生长速度加快 抗病 点拨 1 抗病植物能抵抗病毒 细菌等病原体的侵染 但不能抵抗害虫的取食 2 培育转基因生物 目的基因可能是控制该性状的结构蛋白基因 也可能是与该性状有关的某种酶的基因 二 基因工程与疾病治疗1 基因工程药物研制利用基因工程 培育转基因生物 利用转基因生物生产出各种 的药品 如 干扰素 等 高质量 低成本 胰岛素 乙型肝炎疫苗 蛋白质 治疗胰岛素依赖型糖尿病 从猪和羊的胰腺中提取 通过基因工程技术利用大肠杆菌生产 糖蛋白 治疗病毒性肝炎和肿瘤 从人血液中提取 通过人白细胞干扰素基因在受体细胞中的克隆和表达获取 蛋白质 预防乙型肝炎 无 通过基因工程技术利用酵母菌或哺乳动物细胞生产 2 基因治疗 1 含义 向 中引入正常功能的基因 以纠正或补偿 达到 的目的 2 实例 重度免疫缺陷症的基因治疗 目标细胞 基因的缺陷 治疗 t淋巴细胞的腺苷酸脱氨酶基因 有缺陷的t淋巴细胞 正常腺苷酸脱氨酶基因 体内的t淋巴细胞产生腺苷酸脱氨酶 许多正常t淋巴细胞 患者骨髓组织中 培养转化 正常t淋巴细胞 三 基因工程与生态环境保护1 利用 和 生产生物可降解的新型塑料 2 改造 提高分解石油的能力 3 生产 吸收环境中的重金属 降解有毒化合物和处理工业废水 细菌发酵 转基因植物 分解石油的细菌 转基因微生物 基因工程与遗传育种1 转基因动植物的区别 2 基因工程育种和传统杂交育种的比较 提取 重组 导入 筛选 表达 即提取目的基因 形成重组dna分子 重组dna分子导入受体细胞 筛选含有目的基因的受体细胞 目的基因的表达 杂交 自交 筛选 先通过两个具有不同优良性状的纯种杂交得到f1 然后再将f1自交 人工筛选获取所需品种 异源dna 基因 重组 基因重组 可以按人的意愿改造生物 克服远缘杂交不亲和的障碍 目的性强 科技含量高 操作简便 技术复杂 操作繁琐 育种时间长 高考警示钟 1 乳腺生物反应器受生物性别的限制 若从动物尿液中提取目的基因产物则不受性别影响 2 转基因抗虫植物与转基因抗病植物不是一劳永逸的 种植一段时间后 害虫或病原体可能对它们产生抗性 典例训练1 如图表示科学家通过基因工程培育抗虫棉时 从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因 放入 棉花细胞中与棉花的dna分子结合起来而发挥作用的过程示意图 请据图回答下列有关问题 1 图中科学家在进行 操作时 要用同一种 分别切割载体和目的基因 载体的粘性末端与目的基因dna片段的粘性末端就可通过 而结合 2 图中的 是导入目的基因的受体细胞 经培养 筛选获得一株有抗虫特性的转基因植株 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中 仍具有抗虫特性的植株占总数的 原因是 3 将上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后 往往有很多植株不再具有抗虫性 原因是 要想获得纯合子 常采用的方法是 4 科学家最初在做抗虫棉实验时 虽然用一定的方法已检测出棉花的植株中含有抗虫基因 但让棉铃虫食用棉的叶片时 棉铃虫并没有被杀死 这说明 科学家在研究的基础上 又一次对棉花植株中的抗虫基因进行了修饰 然后再让棉铃虫食用棉的叶片 结果食用的第2天棉铃虫就死亡了 解题指南 1 考查实质 本题考查了运用基因工程来培育抗虫棉的过程 2 解题关键 1 明确f1中出现不抗虫植株的原因 2 明确目的基因成功导入不一定表达出相应性状的原因 解析 1 重组质粒时 用同一种限制性核酸内切酶去切割目的基因和载体 会得到相同的粘性末端 用dna连接酶能把载体的粘性末端与目的基因dna片段的粘性末端结合起来 2 棉花是二倍体 如果该植株含有一个携带目的基因的dna片段 可以把它看作是杂合子 而且抗虫性状为显性性状 该转基因植株 杂合子 自交f1中 抗虫植株 普通植株 3 1 即仍具有抗虫特性的植株占总数的3 4 原因是雌 雄配子各有1 2含抗虫基因 受精时雌 雄配子随机结合 3 将上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后 每一代都有性状分离 会有很多植株不再具有抗虫性 要想得到纯合子 常采用连续自交 逐代淘汰 直到不再发生性状分离为止 4 让棉铃虫食用棉的叶片时 棉铃虫并没有被杀死 说明在棉花植株中虽然已经检测到抗虫基因 但是抗虫基因没有在植株中表达 没有表现出抗虫性 答案 1 限制性核酸内切酶碱基互补配对 2 3 4雌 雄配子各有1 2含抗虫基因 受精时雌雄配子随机结合 3 发生性状分离连续自交 4 抗虫基因没有在植株中表达 变式训练 下列关于转基因植物的叙述 不正确的是 a 受体细胞用植物的受精卵或体细胞均可b 害虫也会对抗虫植物产生抗性c 培育转基因植物常通过土壤农杆菌转化法d 植物基因工程的目的是培育抗虫和抗病植物 解析 选d 植物基因工程除培育抗虫植物和抗病植物外 还有培育抗逆性植物 改良植物品质的目的 基因治疗1 原理利用正常基因纠正或补偿基因的缺陷 即把正常基因导入患者体内 使该基因的表达产物发挥功能 从而达到治疗疾病的目的 而原有缺陷基因一般不作处理 2 现状技术还不成熟 许多试验尚未成功 许多理论和技术问题有待解决 高考警示钟 1 基因治疗并非把健康的外源基因导入患者的所有细胞中 而只是导入某些功能细胞中 且是体细胞 2 基因治疗目前只是处于初期的临床试验阶段 在临床上未开展 未实现这方面的治疗 典例训练2 基因治疗是指 a 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b 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c 把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中 达到治疗疾病的目的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 解题指南 1 考查实质 基因治疗的本质 2 解题关键 明确基因治疗的实质是使正常基因在细胞内表达 而不是替换缺陷基因 解析 选c 人工诱变和自然突变一样 具有不定向性 很难使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常 变式训练 腺苷酸脱氨酶 ada 基因缺陷症是一种免疫缺陷症 对患者采用基因治疗的方法是 取出患者的t淋巴细胞 进行体外培养时转入正常ada基因 经过培养 转化后 再将这些t淋巴细胞注射入患者体内 使其免疫功能增强 能正常生活 下列有关叙述中 正确的是 a 正常ada基因替换了患者的缺陷基因b 正常ada基因通过控制ada的合成来影响免疫功能c t淋巴细胞需在体外培养至能无限增殖时再注射入患者体内 保证体内有足量的携带正常基因的t淋巴细胞d 体外培养t淋巴细胞时可以通过显微注射技术将正常的ada基因直接导入t淋巴细胞 解析 选b 基因治疗是将正常的基因导入到有基因缺陷的细胞中 正常的ada基因可以控制合成正常的ada来影响免疫功能 能无限增殖的t淋巴细胞已发生癌变 不能注射到患者体内 向受体细胞导入目的基因时 必须先将目的基因和载体结合 1 利用基因工程培育抗虫作物的直接优点是 a 减少虫害的发生b 害虫不会产生抗性c 减少农药的用量d 作物不会染病 解析 选a 利用基因工程培育的抗虫作物 对害虫具有一定的抗性 减少了虫害的发生 减少了农药的用量属于间接优点 种植抗虫作物较长时间后 害虫可能会出现抗性 抗虫作物只能减少虫害 对细菌 病毒等造成的病害不起作用 2 利用外源基因在受体细胞中表达 可生产人类所需的产品 下列选项中能说明目的基因完成表达的是 a 棉花细胞中检测到载体上的标记基因b 山羊乳腺细胞中检测到人生长激素的基因c 大肠杆菌中检测到人胰岛素基因的mrnad 酵母菌细胞中提取到人的干扰素 解析 选d 目的基因的检测与鉴定分为三步 第一步 检测转基因生物染色体的dna上是否插入了目的基因 用的是dna杂交技术 题中的a b选项只检测到这一步 不能说明目的基因完成表达 第二步 检测目的基因是否转录出了mrna 用的是rna杂交技术 题中的c选项检测到了这一步 但还不能说明目的基因完成表达 第三步 检测目的基因是否翻译成蛋白质 可以用抗原 抗体杂交技术 题中的d选项检测到这一步 能说明目的基因完成表达 故d正确 3 2012 杭州模拟 基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质 下列叙述不正确的是 a 常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒b dna连接酶和rna聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶c 可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒d 导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达 解析 选b 构建重组质粒必需的工具酶是限制性核酸内切酶和dna连接酶 rna聚合酶在形成rna时起到连接核糖核苷酸间的化学键的作用 4 下表有关基因表达的选项中 不可能的是 解析 选d 哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核 所以也就没有血红蛋白基因的表达 血红蛋白基因的表达发生在逐渐成熟的红细胞中 5 萤火虫能发光是因为萤火虫体内可以通过荧光素酶催化某化学反应 如果荧光素酶存在于植物体内 也可使植物体发光 一直以来荧光素酶的唯一来源是从萤火虫腹部提取 但加利福尼亚大学的一组科学家成功地通过转基因工程实现了将荧光素酶基因导入大肠杆菌体内 并在大肠杆菌体内生产荧光素酶 请你根据已有的知识回答下列有关问题 1 在此转基因工程中 目的基因是 2 将此目的基因导入大肠杆菌体内需要载体的帮助 选取载体的时候必须考虑的是 a 能够在宿主细胞内复制并稳定保存b 具有特定的限制性核酸内切酶切点c 具有与目的基因相同的碱基片段d 具有某些标记基因 3 在此转基因工程中 是由质粒作为载体的 在将体外重组dna导入大肠杆菌体内之前通常要用 处理大肠杆菌 目的是 4 与杂交育种 诱变育种相比 通过基因工程来培育新品种的主要优点是 和 解析 1 根据题意 在此转基