专题(2) 基因工程

1、.：.；专题2 基因工程课 题：细胞专题复习教学重点：各种生物膜系统在构造和功能上的联络； 植物组织培育和植物体细胞杂交； 了解植物组织培育技术的根本原理和方法步骤； 单克隆抗体及其运用。课时安排：两课时 教学过程：知识要点提炼 线粒体外膜氨基酸 温表 蛋白质成蛋 白 熟质 细胞膜 概念 提问P69 联 通A、生 直接联通：核膜 内质网 细胞膜 物 构造上的联络 联通 转 变 联通 膜 高尔基体 系 小泡联络：内质网 高尔基体 细胞膜 统 方法：同位素示踪法功能上的联络 投影图43 核糖体 内质网 高尔基体 释 翻 译 加 工 进一步加工 放 运输 运 输 供 能 线粒体研讨意义 实际上：阐明

2、细胞的生命活动规律； 实际上 工业上：模拟生物膜淡化海水、处置重金属离子污染。 农业上：生物膜与抗寒、抗旱、耐盐机理； 医学上：人工合成膜资料替代人体病变器官透析型人工肾讨论 高尔基体膜在厚度和化学组成上介于内质网膜和细胞膜之间，由此阐明什么问题？构造上的关系：(小泡)内质网 高尔基体 细胞膜；膜的组成成分可以从内质网转移到高尔基体膜，再转移到细胞膜。植物细胞工程植物细胞原生质体杂种细胞 杂种植株细胞工程概述提问 提问：P、721 植物细胞的全能 受精卵最强；生殖细胞卵最高体细胞。B、 表现条件：离体形状+适宜外界条件。 脱分化 再分化 移栽 外植体 愈伤组织 试管苗 植物体植物组织培育 表现

3、全能性 芽、根运用：快速繁衍，培育无菌植物，消费药物、食品添加剂等。 定义：提问P、73下2 脱壁 交融 组织培育 植物体细胞的杂交 步骤： 酶解法 诱导剂 优点：抑制远缘杂交不亲和的妨碍。 讨论以普通小麦和黑麦为资料，设计两种培育小黑麦的方法，并比较优劣。*植物组织培育技术方法步骤消毒灭菌C、S 原理：植物细胞具有全能性。 制培育基、器材 接种室甲醛、KMnO4熏蒸；来苏水喷洒； 接种室、接种箱 紫外灯。 接种箱甲醛、KMnO4熏蒸；紫光灯。接种者：肥皂洗手洒精棉擦拭。外植体：NaClOag无菌水无菌滤纸。 恒温箱：70%洒精消毒； 切1Cm1Cm有构成层，切口接触培育基；接种无菌区操作 封

4、口贴标签注明 三层纸封盖瓶口，用线绳扎紧。 2328、14d； 恒温箱 培育 察看外植体生长情况点状乳白色或黄色小体 继续培育：愈伤组织生芽培育生根培育试管苗。讨论为什么说组织培育获得的是无菌植株？动物细胞工程器官组织单个细胞细胞株细胞系杂交 瘤细胞细胞群抗体常用技术手段简介提问 取材动物胚胎、出生不久的幼龄动物器官或组织。动物细胞培育 培育基与植培育比：液/固；葡萄糖/蔗糖；动物血清/植物激素 胰蛋白酶 原代 细 传代 遗传物 胞 培育 群 培育 质改动 原理同植物细胞交融，诱导交融方法类似。 动物细胞交融 诱导剂常用灭活的病毒。P、78图49 最重要用途制备单克隆抗体。 概念单个B 细胞群

5、 化学性质单一、特异性强抗体。 B细胞 单克隆抗体 诱导交融 继续培育于 体外培育 制备： 选择性培育基 体内培育 骨髓瘤 选 择 细胞 运用 疾病的诊断、治疗、预防。优点特异性强，灵敏度高。 实例：治疗癌症生物导弹单克隆抗体+抗癌药物讨论简述杂交瘤细胞的特性B特异性抗体；骨髓瘤细胞快速繁衍。三、学生质疑与辨析 二、练习与稳定 现代生物工程技术是一项开展迅速、效果神奇的，高新技术，为处理人类面临的粮食、资源与能源，环境与安康等艰苦问题开辟了新的途径，蕴藏着宏大的经济潜力和社会效益。近代生物工程的中心本质上是基因工程，详细地说，基因工程就是把种生物的主要遗传物质DNA分子的片段提取出来，在体外进

6、展切割，彼此搭配，重新“缝合，再引入到另一种生物的活细胞内，使两者的遗传物质结合起来，以改动其遗传构造，发明新物种或新种类。基因工程是目前社会普遍关注的热点，而且与中学教学亲密相关，应和了新的高考试题以现实生活特别是社会热点和最新高科技进展中的有关实际问题和实践问题立意命题的特点，表达了以最新的科技信息高起点，调查学生的根底知识和才干低落点的调查方式。 1.基因工程操作的主要步骤 (1)目的基因的制备：目的基因就是基因工程所要转移的基因或人工合成所需基因。分别目的基因首先要确定目的基因在组织中的DNA分子上的位置.然后运用有切割作用的限制内切酶切割DNA分子而获得。 (2)重组DNA：在体外条

7、件下，把目的基因与某一载体衔接在起，构成杂种DNA分子。目前采用的载体主要是细菌质粒、某些噬菌体和病毒。如今流行的转基因技术是在生物本身基因组中插入外源基因，完成 DNA重组。 (3)重组DNA的表达：重组得到的DNA杂种分子，在适宜条件下复制增殖并使日的基因在载体组织中经过控制蛋白质的合成而得以表达，从而表达目的基因原来控制的性状。 2人类基因组方案HGP 每个人类体细胞中的细胞核中包含分别父本和母本的两套染色体。基因组就是每套染色体上的全部基因，基因组包括全部遗传特征。人类基因组方案 (HGP)的目的就是绘制四张图，每张图均涉及人类一套染色体的常染色体和性染色体。详细情况如下：两张图的染色

8、体陈列都标明人类全部大约10万个基因的位置(其中一张图用遗传单位表示基因间的间隔 ；另一张图用棱苷酸数目表示基因间的间隔 )；一张图显示染色体上全部DNA约30亿个碱基对的陈列顺序，还有一张是基因转录图。(1)合成的该胰岛素含有51个氨基酸，由二条肽链组成，那么决议它的合成的基因至少应合有碱基个，假设核苷酸的平均分子量为300，那么与胰岛素分子对应的mRNA的分子量应为_；假设氨基酸的平均分子量为90，该胰岛素的分子量约为_。 (2)不同生物间基因移植胜利，阐明生物共有_套_，从进化的角度看，这些生物具有_。 (3)某个DNA分子被“嫁接上或“切割掉某个基因，实践并不影响遗传信息的表达功能。这

9、阐明 _ (4)该工程运用于实际，将给农业、医药等诸多领域带来革命，目前已获得了许多成就，请他列举他所知道的或他所想象运用该工程的三个详细实例：_ 解析： (1)根据基因(DNA)上的碱基数：mRNA碱基数：氨基酸数=6:3:1，所以，该基因中至少应含有碱基数306个；该mRNA的分子量为513300=459000。根据肽键数=基酸数-肽链数，所以合成该胰岛素时，构成的肽键数等于失去的水分子数：51-2=49；那么胰胰岛素的分子量为5l90-4918=3708。 (2)胰岛素基因移植人大肠杆菌，并在大肠杆菌体内得以表达产生了胰岛素，阐明生物中的遗传密码都是一样的。从进化论的角度看，这也阐明这些

10、生物有着共同的原始祖先。 3由于基因是遗传效应的DNA片段。 (4)将抗病毒基因嫁接到水稻体中，构成抗病毒水稻新种类；将人的血型基因移人猪体内，培育人血的猪；将干扰素基因移入细菌体内，培育出能产生干扰素的细菌。 例2：随着料学技术的开展，化学农药的产量和种类逐年添加。但害虫的抗药性也不断加强，对农作物危害依然很严重，如近年来，棉铃虫在我国大面积迸发成灾，呵斥经济损失每年达100亿元以上，针对这一情况，江苏农科院开展“转基因抗虫棉的科技攻关研讨，胜利地将抗虫基因导入棉花细胞中，得到的棉花新种类同意正式启动。目前参与方案的有美、英、日、德，法、中六田的科学家。2000年6月26日已公布了人类基因组

11、草图，整个方案估计于2003年全部完成。 3.基因工程是把双刃剑 基因工程具有重要的实际意义。(1)在农业上，利用基因工程进展特异基因的转移，培育高产、优质、抗病的沈良植物新种类，如经过转基因发明抗病、抗虫、抗旱、抗除草剂、抗污染的植物新类型，经过固氮基因的转移，处理肥料问题等。(2)在工业上，基因工程在抗生素工业中已初步显示出宏大潜力，把产生抗生素的遗传基因移植到发酵时间短，又易于培育的某些细菌细胞中，必将大大提高抗生素的产量。假设家蚕产生丝蛋白的遗传物质转移到细菌中，使细菌合成丝蛋白，那么将在发酵罐中获得蚕丝，使整个蚕丝消费工业化。 (3)在医药上胰岛素的基因工程早已获得胜利。基因药物已成

12、为世界市场上最大宗的生物技术产品。(4) 1990年美国利用转基因技术将正常酶导人基因缺陷组.织得以表达，首例基因治疗胜利。1991年我国基因疗法治疗血友病胜利。(5)转基因动物为人类器官移植提供广泛的前景等。(6)对研讨生物进化有重要意义等。 然而，基因工程也会给人类带来严重的灾难。如基因工程可以制造超级细菌、超级杂草等，战争狂人、恐惧主义者可制造出难以制服的病原体、生物毒剂即生物武器，进展讹诈和大规模消灭人类的生物战争；转基因动植物的出现引发物种入侵，有能够破坏原有的生态平衡，对原有物种产生要挟；还有转基因食品平安问题；人类基因组方案的研讨引发新的伦理、社会、哲学方面的思索等， 4.解题技

13、巧分析 例1：1978年美国科学家利用工程技术，将人类胰岛基因拼接到大肠杆菌的DNA分子中，然后经过大肠杆菌的繁衍，生户出了人类胰岛素。请回答： (1)上诱人类胰岛素的合成是在二处进展的，其决议氨基酸陈列顺序的mRNA的模板是由_基对棉铃虫的毒杀效果高达80%以上。请回答以下问题： (1)害虫抗药性的加强是_的结果。 (2)“转基固抗虫棉抗害虫的遗传信息传送过程可以表示为_。(3)该项科技成果在环境维护上的重要作用是 _ (4)科学家们预言，此种“转基因抗虫棉独立种植假设干代以后，也将出现不抗虫的植株，此景象来源于_。 解析：(1)农药对害虫抗药性的变异进展定向的选择，使抗药性强的个体生存下来

14、，经过逐代积累，使害虫的抗药性得以加强。 (2)基因是生物性状的内在控制要素，基因对生物性状的控制可经过中心法那么来表达： DNA(基因)RNA蛋白质 (3)该项科技成果在环境维护上的重要作用是减少农药对环境的污染，维护生态平衡 (4)此种“转基因抗虫棉独立种植假设干代以后，也将出现不抗虫的植株，阐明基因发生了变化，此景象来源于基因突变。 例3：1999年启动的人类基因组方案(HGP)，历经艰苦和竞争，在2000年6月26日宣布；人类基因组方案草图曾经绘就，所公布的人类基因组草图包含人体 90%以上的碱基对的位置信息。HGP的目的是：为人类基因组的30亿个碱基对准确测序，识别各个基因在染色体上

15、的位置及各DNA片段的功能，弄清每种基因所控制合成的蛋白质及其作用。 人类基因组蕴含着人类生老病死的绝大多数遗传信息，读出它将为认识人类进化、种族血缘、寿命衰老、疾病诊断和治疗等景象找到金钥匙。 科学家声称；“基因是未来医学的根底他们希望尽快找出致病基因，开发出药物并及时加以治疗。目前科学家已能对确定的基因进展治疗和开展其他任务。如血友病是由于患者血液内短少一种称为凝血因而导致的出血性疾病，严重时可致患者死亡。这是一种遗传病，病根就在于基因缺陷，以美国为例，全美凝血因子的年需求量为120g。过去这120 g凝血因子需求,1.20106L血浆中提取，以每人献血120ml计，就需求600万名献血者

16、提供血浆才干满足。但目前这样的病人只需经过喝一种牛奶就能到达治疗的效果。 根据上迷资料回答以下问题： (1)“人类基因组方案需求测定人类的24条染色体的基因和碱基序列。指出是哪34条染色体?为什么不是测定23条染色体或46条? (2)可以治疗血友病的牛奶是怎样获得的? (3)彻底治疗血友病的方法是什么? (4)他以为完成“人类基因组方案有什么重要意义? 解析：(1)主要从人类体细胞染色体组成上来思索；人的体细胞中含有2个染色体组，共23对(即46条)染色体，其中22对常染色体与1对性染色体，人类的性染色体为XY型，由于Y染色体很短，与X染色体有同源部分，也有不同源部分，所以X染色体与Y染色体具

17、有不同的基因，其碱基顺序不同。那么测定的是22条常染色体阳x、Y两条性染色体。缘由是X与Y染色体具有不同的基因和碱基顺序，而同源染色体之间一样位置上定位的基因一样或为等位基因，无需再测。 (2)利用基因工程，从人身上得到产生凝血因子(一种蛋白质)的基因，然后经过转基因技术，使奶牛带有人体的这基因，并能使奶牛在产奶时产生凝血因子。 (3)进展基因治疗，即对血友病患者的不正常基因(致病基因)进展“修补，使其成为正常的基因。 (4)要从“人类基因组方案对生命科学研讨、对入类医疗卫生任务、对社会经济的开展等多方面去思索，分析这项研讨任务的意义。例如：在医药卫生上，对人类疾病的诊断和治疗意义艰苦，基因组

18、研讨在基因诊断、基因治疗、器官移植、遗传病的早期诊断和治疗上将发扬作用。此外，在药物合成的研制上，将会出现新的基因药品。因此研讨的意义是：有利于疾病的诊断和治疗：有利于研讨生物的进化；有利于研讨基因表达的调控机制。 例4：阅读以下信息，回答有关问题； 信息一：正在此间进展的结合国有关基因工程的谈判今天终于达成一项名为(结合国生物平安性议定书)的协议。这项协议对范围广泛的一系列食品、动物饲料和药物作出规定。协定规定的主要内容有： (一)出口商品和进口商品在进展基因改性的生物活体(包括植物种于、动物甚至微生物)出口贸易时，必需达成明确的协议。 (二)要求买卖双方至少要提供某些证明，并根据类似于世界贸易组织内部协定的文件制定各方的义务。 (三)要求出口商声明货物中能否包含任何基因改性成分，但无需加以详细阐明。 (四)协议旨在防止环境遭到破环。 信息二：据估计：在1999年全世界在3.99107hm2的农田种植了基因工程作物。 (1)他怎样了解基因工程的内涵? (2)谈谈他对信息一第四项内容的初步了解并单一例阐明。 (3)从生物工程技术开展趋势看，信息二阐明了什么？ 解析：此题经过对有关媒体音讯的引见，涉及