w-第1章 第2节 基因工程的应用 导学案3 打印.doc

知识改变命运，学习成就未来 高二生物选修3 导学提纲33-1-2 基因工程的应用 导学案【学习过程】一、动物基因工程应用： 动物基因工程是20世纪80年代开始发展起来的，它从诞生那天起，就在动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等很多方面显示了广阔的应用前景。1提高抗病能力：提高动物对疾病的抗性，是动物品种改良的一个重要方面。现在已经培育出 的转基因猪和 的转基因兔等。2提高产品产量： 动物的成功培育，为提高产品产量奠定了基础。如转基因鲑鱼明显大于野生鲑鱼。3改善产品品质：在某些方面转基因动物的产品品质明显改善。如有些人会对乳糖过敏或消化不良，但在转基因牛乳腺细胞中有 ，生产的牛奶中无乳糖。4生产药用蛋白：乳腺是公认的生产药用蛋白的理想器官。将 转入牛等泌乳动物的体内，乳腺就成了“反应器”，能大量生产药用蛋白。【拓展】5用转基因动物作器官移植的供体：目前，科学家正试图利用基因工程的方法对猪的器官进行改造，采用的方法是将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。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( )该技术将导致定向变异 DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来 受精卵是理想的受体 蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料A B C D二、植物基因工程应用： 植物基因工程技术主要用于 （如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等），以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。1提高植物的光合作用效率：改造光合作用中起关键作用的 ，能提高植物对CO2的固定效率，还能通过增强植物对光能的吸收与转化效率来提高光合作用效率，提高作物的产量。2延长果实的储藏期：乙烯是催熟果实的一种激素，在其形成过程中需要乙烯形成酶。通过基因工程可以获得能 的植物新品种，这些转基因植物的果实既保持了原有的品质，又延长了储藏期。3提高植物次生代谢产物的效率：通过基因工程可以提高植物次生代谢产物的产率。例如，将产碱杆菌的有关基因转入拟南芥，转基因拟南芥会产生大量的用于生产可降解塑料的物质，对消除白色污染有重大意义。4提高植物的抗性：将苏云金杆菌 转入植物，使转基因植物（如烟草）具有杀虫能力，害虫在取食含有杀虫蛋白的植物后会中毒死亡。【拓展】（1）用于杀虫的基因主要是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。例如，我国转基因抗虫棉就是转入Bt毒蛋白基因培育出来的，它对棉铃虫具有较强的抗性。（2）抗病转基因植物所采用的基因，使用最多的是病毒外壳蛋白（CP）基因和病毒的复制酶基因；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。（3）由于盐碱和干旱对农作物的危害与细胞内渗透压调节有关，目前科学家们正在利用一些可以调节细胞渗透压的基因，来提高农作物的抗盐碱和抗干旱的能力，这在烟草等植物中已获得了比较明显的成果。【拓展】5改良植物的品质：（1）科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因，导入植物中，或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。例如，我国科学家将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米，获得的转基因玉米中赖氨酸的含量比对照提高30%。（2）番茄含有丰富的维生素，但不耐储存。我国科学家将控制番茄果实成熟的基因导入番茄，获得转基因延熟番茄。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、基因工程在医学实践中的应用： 基因工程和人类健康的关系十分密切，突出表现在基因诊断和基因治疗方面。1 基因诊断与基因治疗：基因诊断是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常（如遗传病患者的基因缺陷）或携带病原体（如乙肝病毒）等。基因治疗是指利用正常基因 或 缺陷基因的治疗方法，这是治疗遗传病的最有效的手段。阅读课本24页【分析】该操作中目的基因为 ，受体细胞是 ，逆转录病毒的作用是相当于 。【拓展】1994年美国科学家利用经过修饰的腺病毒作载体，成功地将治疗遗传性囊性纤维化病的正常基因转入患者肺组织中。这种直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法叫做体内基因治疗。值得一提的是，无论哪一种基因治疗，目前都处于 。【拓展】2基因工程药物的生产：自20世纪80年代初，第一种基因工程药物重组人胰岛素投放市场以来，利用转基因工程菌生产的药物已有60多种。这些药物包括细胞因子、抗体、疫苗、激素等。例如我国自己生产的白细胞介素2、干扰素、乙肝疫苗等。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【典例解析】 不属于基因工程方法生产的药物是 A干扰素B白细胞介素 C青霉素D乙肝疫苗【解析】 基因工程生产的药物有胰岛素、干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、人造血液代用品、乙肝疫苗等。而青霉素是发酵工程的产品之一。课堂练习1、切取某动物合成生长激素的基因，用某种方法将此基因转移到鲇鱼的受精卵中，从而鲇鱼比同类个体大34倍，此项研究遵循的原理是( )A基因突变，DNARNA蛋白质 B基因工程，DNAtRNA蛋白质C细胞工程，DNARNA蛋白质 D基因重组，DNARNA蛋白质2下列各项不属于基因工程在实际中的应用的是( )A转基因抗虫棉的培育成功 B利用DNA探针检测饮用水中有无病毒C培育工程菌使之能产生胰岛素 D将C4植物细胞内的叶绿体移入C3植物细胞内3有关基因工程的成果及应用的说法正确的是( )A用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒B基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养体型巨大、品质优良的动物C基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物D目前，在发达国家，基因治疗已用于临床实践4、运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中，培育出转基因抗虫的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白，对菜青虫有显著抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减少农药使用，保护农业生态环境。根据以上信息，下列叙述正确的是（ ）A、Bt基因的化学成分是蛋白质 B、Bt基因中有菜青虫的遗传物质 C、转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt基因 D、转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物5基因工程培育的“工程菌”通过发酵工程生产的产品，不包括( )A白细胞介素一2B干扰素 C聚乙二醇 D重组乙肝疫苗6、利用基因工程技术将生长激素基因导入绵羊体内，转基因绵羊生长速率比一般的绵羊提高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7、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8、基因治疗是人类疾病治疗的一种崭新手段，下列有关叙述中不正确的是（ ）A、基因治疗可使人类遗传病得到根治 B、基因治疗是一种利用基因工程产品治疗人类疾病的方法C、以正常基因替换致病基因属于基因治疗的一种方法 D、基因治疗的靶细胞可以是体细胞和生殖细胞9、干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液中提取，每升人血中只能提取0.5g，所以价格昂贵。美国加利福尼亚的某生物制品公司用如下方法生产干扰素。如下图所示：从上述方式中可以看出该公司生产干扰素运用的方法是( )A 个体间的杂交 B基因工程 C细胞融合 D器官移植10下列有关基因工程技术的应用中，对人类不利的是( )A制造“工程菌”用于药品生产 B创造“超级菌”分解石油、DDTC重组DNA诱发受体细胞基因突变 D导人外源基因替换缺陷基因11“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的细胞株系D从自然界中选取的能迅速增殖的菌类12生产上培育无子番茄、青霉素高产菌株、杂交培育矮秆抗锈病小麦、抗虫棉的培育原理依次是( )生长素促进果实发育 染色体变异 基因重组基因突变基因工程A BC D（多选）13、用现代生物技术培育生物新品种，其优越性在于( )A克隆技术可以快速繁育优良性状的家畜 B现代转基因技术可迅速改变生物的基因组成C现代生物技术迅速使新品种形成群落 D现代生物技术可克服远缘杂交不亲和的障碍课后巩固14治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是（ ）A口服化学药物 B注射化学药物C. 采用基因疗法替换致病基因 D.利用辐射或药物诱发致病基因突变15上海医学遗传研究所成功培育出第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，使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16在基因诊断技术中，所用的探针DNA分子中必须存在一定量的放射性同位素，后者的作用是 （ ）A为形成杂交的DNA分子提供能量 B引起探针DNA产生不定向的基因突变C. 作为探针DNA的示踪元素 D增加探针DNA的分子量1775年，科学家用基因工程的方法创造出了一种能分解石油的“超级细菌”，下列关于此种细菌的说法正确的 A.与一般细菌相比它体积特别巨大 B.它是现在唯一能分解石油的细菌C.它同时能分解石油中的四种烃类 D.与一般细菌相比，它繁殖速度极快18下说法正确的是 （ ）A所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B质粒是基因工程中惟一的运载体C运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接D基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复19、（05江苏）能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是A单倍体育种 B杂交育种 C基因工程育种 D多倍体育种20下列育种需要使用生物工程技术的是（多选）( ) A.高产青霉素菌株 B.能分泌含抗体的乳汁的母牛 C.生长较快的鲤鲫鱼 D.利于贮藏的白菜甘蓝21下列关于基因工程成果的概述，正确的是（多选）( )A.在医药卫生方面，主要用于诊断治疗疾病 B.在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物C.在畜牧养殖业上培育出了体型巨大、品质优良的动物 D.在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化创新应用训练干扰素是治疗癌症的重要物质，人血液中每升只能提取005 mg干扰素，因而其价格昂贵，平民百姓用不起。但美国有一家公司用遗传工程方法合成了价格低廉、药性一样的干扰素，其具体做法是：（1）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的 ，并使之与一种叫质粒的DNA结合，然后移植到酵母菌内，从而让酵母素来 。（2）酵母菌能用方式繁殖，速度很快，所以能在较短的时间内大量生产。利用这种方法不仅产量高，并且成本较低。（3）科学家陈炬在这方向也作出了突出贡献，他成功地把人的干扰素基因嫁接到了烟草的DNA分子上，其物质基础和结构基础是 。（4）烟草具有了抗病毒能力，这表明烟草体内产生了 ，由此可见，烟草和人体合成蛋白质的方式是，从进化的角度来考虑，证明了人和植物的起源。5【疑难点拨】一、植物基因工程成果1抗虫转基因植物优点：减小生产成本，减少环境污染2抗病转基因植物3其他抗逆转基因植物：抗逆基因：调节渗透压的基因（使植物细胞渗透压升高以适应盐碱或干旱环境）、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因。作用：以提高植物对环境适应能力。4利用转基因改良植物的品质举例：将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高植物氨基酸含量。二、动物基因工程1用于提高动物生长速度（生长激素基因） 2用于改善畜产品的品质3用转基因动物生产药物（乳腺生物反应器）优点：产量高；质量好；成本低；易提取。 缺点：只能是雌性个体在泌乳期时才行。提示：乳腺蛋白基因的启动子是一种特异性表达的启动子；受体细胞为受精卵。有些可以导入膀胱壁细胞，从尿液中提取。4用转基因动物作器官移植的供体原理：使移植器官的没有抗原，就不会发生免疫排斥反应方法：将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，可设法除去抗原决定基因。5基因工程药品三、基因治疗1概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效手段。2种类：体外基因治疗和体内基因治疗。3原理：遗传病患者一般缺少正常基因，所以导入正常基因后，使其表达，即可对病情起到缓解作用。提示：受体细胞一般为体细胞而不是受精卵，基因治疗后只有一部分细胞含有正常