5基因工程的应用导学案及练习

1、高二生物选修三新授课学案课题：1.3基因工程的应用班级：姓名：【学习目标】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。 【课前预习】1 .植物基因工程技术主要用于提高农作物的 能力，以及改良农作物的 和利用植物生产 等方面。抗虫转基因植物所利用的杀虫基因主要有 、淀粉酶抑制剂基因和植物凝集素基因等；抗病转基因植物所采用的基因，最多的是_,抗真菌植物所使用的基因有 。转基因可以改良植物品质，所利用的优良基因有必需氨基酸的 基因、控制番茄果实 的基因和与植物有关的基因，已培育成转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。2 .将外源

2、 基因导入动物体内可以提高动物的生长速度；将 基因导入奶牛基因组，使乳汁中乳糖含量大大降低；将药用 基因与乳腺蛋白基因的 等调控组件 重组在一起，导入哺乳动物的受精卵中，培育出转基因动物，通过转基因动物分泌的 生产所需要的药品， 因而称为 ;将器官供体基因组导入 某种调节因子，以 的表达，或设法，再结合克隆技术，培育出没有 的转基因克隆猪器官，用于器官移植。3 .工程菌是指用基因工程的方法，使 得到 的菌类细胞株系。利用转基因工程菌可以生产 等药物，用来预防和治疗 等疾病。基因治疗 是把 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。基因治疗包括 基因治疗和 基因治疗，对美

3、国一名患有严重复合型免疫缺陷症女孩 的基因治疗属于 基因治疗。【课堂探究】探究一、植物基因工程硕果累累转基因生物目的基因目的基因来源抗虫棉Bt毒蛋白基因苏云金芽胞杆菌抗真菌立枯丝核菌的烟草几丁质酶基因和抗毒素合成基因植物和微生物等抗盐碱和干旱作物调节细胞渗透压的基因动物、植物、微生物耐寒的番茄抗冻蛋白基因鱼抗除草剂大豆抗除草剂基因细菌等赖氨酸含量高的玉米富含赖氨酸的蛋白质编码基因植物增强甜味的水果甜味基因植物等例1.下列有关转基因植物的说法错误的是（）A.用基因工程培育的抗虫植物也能抗病毒B.可以克服远缘杂交的障碍C.比传统育种所需要的时间短D.可用来培育高产、稳产、耐贮存的作物1高二生物选修

4、三新授课学案探究二、动物基因工程前景广阔项目应用基因来源成果提高动物的生长速度外源生长激素基因转基因绵羊、转基因鲤鱼改善畜产品的品质肠乳糖酶基因转基因牛分泌的乳汁中乳糖 含里大大减低转基因动物生产药物药用蛋白基因+乳腺蛋白基 因的启动子乳腺生物反应器转基因动物作器官移植的供 体抑制或除去抗原决定基因利用克隆技术培育没有免疫 排斥反应的猪器官例2.科学家培养的转基因奶牛乳腺细胞能够合成并分泌人的凝血因子，这是动物乳房作为生物反应器研究的重大进展。下列叙述正确是（）A.在该转基因牛中，人凝血因子基因只存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中B. “提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的

5、人的凝血因子基因C.人凝血因子基因开始转录后，DNA聚合酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNAD.转基因奶牛需要进入泌乳期才能批量生产人的凝血因子探究三、基因工程药物异军突起1 .工程菌是指,利用微生物作为目的基因的受体细胞的优点2 .最早生产第一种基因工程药物是 ，我国已能生产 等近20种基因工程药物。干扰素的化学本质是 ,能利用大肠杆菌生产干扰素吗？ 。例3.下列关于构建人胰岛素基因表达载体并导入大肠杆菌的叙述，正确的是（）A.表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得B.有关的DNA聚合酶能识别并结合到启动子区域从而驱动转录C.人胰岛素基因与基因探针能通过磷酸二酯键结合而形

6、成杂交带D.含目的基因的大肠杆菌表达出来的胰岛素不一定有生物学活性探究四、基因治疗曙光初照2.基因治疗的原理及过程（1）原理：利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法，即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。（2）过程：载体+正常基因一重组 DNA导入离体细胞一注入人体产生正常的蛋白质例4、基因治疗是指（）A.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B.对有缺陷的基因进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的C.运用人工的方法，把有缺陷的基因导入病变的细胞D.运用一定的技术手段，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的课后巩固练习 班级

7、：姓名：)B.生产生长快且肉质好的转基因鲤鱼C.运用转基因技术修复人类的遗传基因D.利用大肠杆菌细胞获得重组人干扰素1.下列关于基因工程应用的叙述，不正确的是( A.培育抗烟草花叶病毒的转基因烟草52.下表有关基因表达的选项中，不可能的是()基因表达的细胞表达产物A细菌抗虫蛋白基因抗虫棉叶肉细胞细菌抗虫蛋白B人酪氨酸酶基因正常人皮肤细胞人酪氨酸酶C动物胰岛素基因大肠杆菌工程菌细胞动物胰岛素D兔血红蛋白基因兔成熟红细胞兔血红蛋白3.下列有关基因工程的应用，错误的是()A .基因治疗是把正常基因导入病人体内并发挥功能而达到治疗目的B .可将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因启动子等重组构建乳腺生物反应器C

8、.可通过促进抗原决定基因的表达培育没有免疫排斥的克隆器官D.植物基因工程技术可以提高农作物的抗逆能力，改良品质4.科学家将人的生长素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达,过程如右图。据图回答：合成人生长截索基因的KNA4量服葡|转硒细窗|注=_ IIIIIIIIIII精福/吉霹基因四环索抗ft基因为目的基因与质粒3的结合点(1)过程表示的是采取 的方法来获取目的基因。(2)图中过程用人工方法，使体外重组的DNA分子转移到受体细胞内。一般将受体大肠杆菌用 处理，以增大的通透性，使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞。(3)检测大肠杆菌B是否导入了质粒或重组质粒，可将

9、大肠杆菌放在含有 的培养基上培养,理由是。(4)如果把已经导入了普通质粒 A或重组质粒的大肠杆菌， 放在含有四环素的培养基上培养，能够正常生长的是,原因是。5 .请根据以下材料回答相关问题:“金色大米”(含有3一胡萝卜素.它呈现金黄色泽)的培育流程如图所示.请回答下列问题。(已知基因I基因n均为抗性基因，限制酶I的识别序列和切点是一 GJ GATO。限制酶n的识别序列和切点是一 J GATCH)。GGATCC导,水箱细电”一赛群注:基因1、11均可作为标记基因厂表示限制性葡仅有 )的祇别序列放大*1信使RX* ，日的基因GATC(1)此图中a、b所示获得目的基因的方法是DNACATG(2)培育

10、“金色大米”的基因工程操作四步曲中，其核心是 。图中c的目 的基因的首端必须含有 。(3)据图分析，在构建 c的过程中，目的基因用 进行了切割，结果使目的基因具 有 个游离的磷酸基团。用 DNA连接酶将目的基因与质粒进行连接时，DNA连接酶对所连接的DNAB端碱基序列是否有专一性要求？ 。(4)检验重组载体导人能否成功需要利用 作为标记基因。(5)如果把基因工程技术应用于疾病治疗，那么建立“批量生产药物的工厂”乳腺生物反应器，目的基因导入的受体细胞是 ,该细胞的性染色体组成应为 。6 .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。下图是转基因抗

11、虫油菜的培育过程图解，据图分析：目的基因昔入了表达载体(1) Bt基因插入Ti质粒后，不能影响 Ti质粒的 。将目的基因导入受体细胞的方 法有很多种，该题涉及的是 。(2)已知转基因油菜中杀虫蛋白只结合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体，使细胞膜穿孔，肠 细胞裂解，昆虫死亡。而该杀虫蛋白对人类的风险相对较小，原因是人类肠上皮细胞。 Bt基因在油菜细胞中遗传信息的传递情况为 0(3)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，而且还能，保护农业生态环境。【课前预习】答案1 .抗逆品质药物 Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因病毒外壳蛋白基

12、因和病毒的复制酶 基因几丁质酶基因和抗毒素合成基因蛋白质编码成熟花青素代谢2 .生长激素肠乳糖酶蛋白启动子乳汁乳腺生物反应器或乳房生物反应器抑制抗原 决定基因除去抗原决定基因免疫排斥反应3 .外源基因高效表达细胞因子、抗体、疫苗激素肿瘤、心血管疾病、遗传病、传染病、糖尿病、类风湿正常基因体内体外体外【课堂探究】探究三、1.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繁殖快、多为单细胞、遗传物相对质少2.重组人胰岛素白细胞介素 -2、干扰素、乙肝疫苗糖蛋白能例 1 4: A D D A课后巩固练习答案1-4: C D C C5. （1）人工合成（反转录法）（2） Ca2+（3）氨茉青霉素；导入质粒的大肠杆菌体内含有抗氨茉青霉素基因，该基因表达使大肠杆菌具有抗氨茉青霉素的能力（3）导入普通质粒的大肠杆菌；导入普通质粒的大肠杆菌，其四环素抗