三同步辅导与检测13基因工程的应用

1、第3节基因工程的应用基因工程 预习提纲一、植物基因工程硕果累累提高农作物的_能力、改良农作物的_、利用植物生产_等。1抗虫转基因植物(1)方法：从某些生物中分离出具有_，将其导入作物中，使其具有抗虫性。(2)杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、_抑制剂基因、_抑制剂基因、植物凝集素基因等。抗逆品质药物杀虫活性的基因蛋白酶淀粉酶(3)成果：抗虫棉、抗虫水稻等。(4)意义：减少_的使用，降低生产成本，减少环境污染，降低了对人体健康的损害。2抗病转基因植物(1)植物的病原微生物：_、_和细菌等。(2)方法：将_导入植物中，使其具有抗病特性。(3)抗病基因种类a抗病毒基因：病毒_基因和病毒的复制酶基因。b抗

2、真菌基因：_基因和抗毒素合成基因。农药病毒真菌抗病基因外壳蛋白几丁质酶(4)成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。3其他抗逆转基因植物(1)方法：将_基因导入植物，获得抗逆作物。(2)抗逆基因：调节细胞_的基因，提高作物抗盐碱、抗干旱；鱼的_基因使作物耐寒；抗除草剂基因使作物抗除草剂。(3)成果：抗盐抗旱烟草、耐寒番茄、抗除草剂玉米等。抗逆渗透压抗冻蛋白4利用转基因改良植物的品质(1)我国科学家将富含赖氨酸的_导入玉米，获得的转基因玉米中赖氨酸的含量比对照组提高30%。(2)我国科学家将控制番茄_的基因导入番茄，获得了转基因延熟番茄。蛋白质编码基因 果实成熟二、动

3、物基因工程前景广阔1提高动物的生长速度(1)基因：外源_基因。(2)成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。2改善畜产品的品质(1)优良基因：_基因。(2)成果：转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少。生长激素肠乳糖酶三、基因工程药物异军突起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。自主检测1.基因治疗是将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。从变异角度分析这属于( )A基因突变 B染色体变异C基因重组 D不遗传的变异2可用作抗虫转基因植物的目的基因有( )A蛋白酶抑制剂 BBt毒蛋白基因C抗毒素合成基因 D抗冻蛋白基因 CB3.关

4、于应用基因工程治疗人类遗传病的叙述，不正确的是( )A基因治疗可以有效地改善患者的生理状况，其操作对象是基因B进行基因治疗时，基因的受体细胞是受精卵C基因治疗并不是对患者体内细胞的缺陷基因改造D基因治疗时可只对患者部分细胞输入正常基因B4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B5“工程菌”是指( )A用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因突变，得到高效表达的菌类细胞株系B用遗传工程

5、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从自然界中选择能迅速增殖的菌类C6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A利用基因工程生产转基因生物(或目的基因产物)1转基因植物(1)生产过程图解(以抗虫棉生产过程为例)(2)成果类别目的基因成果抗虫转基因植物Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因等 抗虫棉等抗病转基因植物抗病毒基因抗烟草花叶病毒的转基因烟草抗逆转基因植物耐寒基因等耐寒冷的烟草和番茄等转基因改良植物品质控制果实成熟基因转基因延熟番茄与花青素代谢有关的基因转基因牵牛花目的基因载体2.转

6、基因动物(1)生产过程图解(以转基因牛生产过程为例)(2)成果(或前景)类别目的基因过程或成果提高动物的生长速度外源生长激素基因转基因鲤鱼改善畜产品的品质乳糖酶基因将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使转基因奶牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大降低类别目的基因过程或成果用转基因动物生产药物药用蛋白基因乳腺生物反应器用转基因动物作器官移植的供体器官供体基因将器官供体基因组导入某种调节因子，抑制抗原决定基因的表达基因工程药物如控制胰岛素合成的基因胰岛素、抗体等3.转基因微生物。(1)生产过程图解(以可生产干扰素酵母菌的培育过程为例) 大量可生产干扰素的酵母菌干扰素基因质粒(2)应用：利用基因工程培育“工程菌”

7、来生产药品，是基因工程的低成本高效益的工程产业，可以通过转基因培育的工程菌生产人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素、白细胞介素、干扰素、乙肝疫苗等。 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：(1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是_。(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了小鼠的基因组。(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。跟乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器有何优势？

8、_。解析：在基因工程中，若受体细胞是动物细胞，常采用显微注射的方法导入目的基因。若要使小鼠膀胱上皮细胞合成人的生长激素，在进行基因转移时，当作受体细胞的通常是受精卵，其原因是受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中得到表达。检测目的基因是否插入到受体细胞的基因组，通常采用的是DNA分子杂交技术。乳腺生物反应器生产药物受生物发育期和性别影响，而膀胱生物反应器则不受其影响。答案：(1)显微注射(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表达(3)DNA分子杂交(核酸探针)(4)膀胱上皮处于不同生长发育时期的雌雄动物均可生产药物变式迁移1为扩大可耕地

9、面积，增加 粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的 开发利用备受关注。我国科学家应 用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品 系。(1)获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性核酸内切酶作用于上图中的_处，DNA连接酶作用于_处。(填“a”或“b”)(2)将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和_。(3)由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用_技术，该技术的核心是_和_。(4)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的_作探针进行分子杂交检测，又要用_方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。解析：(1)限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷链上相邻两脱氧核

10、苷酸之间的3,5磷酸二酯键，即a处，只不过前者是断裂，后者是形成。(2)将重组DNA分子导入植物受体细胞常用的方法有农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法。(3)将含有目的基因的水稻细胞培养成植株的技术是植物组织培养，其核心是脱分化和再分化。(4)基因工程检测包括目的基因的检测和目的基因是否转录出mRNA的检测，两者都用放射性标记的目的基因(耐盐基因)作为探针检测，而鉴定属于个体水平，需要一定浓度盐水浇灌进行实验。答案：(1)aa(2)基因枪法(花粉管通道法)(3)植物组织培养脱分化(去分化)再分化(4)耐盐基因(目的基因)一定浓度盐水浇灌(移栽到盐碱地中)点评：(1)基因工程育种相对于传统杂交

11、育种的比较杂交育种转基因育种原理基因重组异源DNA(基因)重组处理方法杂交自交筛选。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提装导检选。目的基因的提取，装入运载体，导入受体细胞，目的基因的检测与鉴定，筛选出符合要求的新品种优点使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即“集优”目的性强、育种周期短、克服远缘杂交不亲和的障碍，可培育出高产、优质或具有特殊用途的动植物品种缺点育种时间长技术复杂、工作量大、操作繁琐应用用纯种高杆抗病小麦与矮杆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦转基因向日葵豆、转基因超级绵羊、转基因超级鲤鱼等(2)动物基因工程中，一般是将目的基

12、因导入受精卵或卵细胞(需与精子结合进一步形成受精卵)中；但在一定条件下也可导入体细胞中，直接获得含目的基因的动物细胞，或进一步通过核移植技术和胚胎移植技术获得含目的基因的克隆动物。(3)利用基因工程只能生产蛋白质类的药物，而不能生产其他成分的药物。因为目的基因的表达产物为蛋白质，而非其他物质。基因治疗1原理：基因治疗是把正常基因导入病人体内有基因缺陷的细胞中，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的手段。2过程：基因治疗有体外基因治疗和体内基因治疗两种途径，其中体外基因治疗过程如右图： 3.注意：基因治疗并非把健康的外源基因导入患者的全部细胞，而只是导入某些

13、功能细胞中，且是体细胞。例如对于白血病的基因治疗主要就是给患者的造血干细胞导入正常基因。不可遗传，治疗好的患者后代仍有可能患病。 科学家们对一位缺乏腺苷酸脱氨酶基因而患严重复合型免疫缺陷症的美国女孩进行基因治疗，其方法是首先将患者的淋巴细胞取出做体外培养，然后用逆转录病毒将正常腺苷酸脱氨酶基因转入人工培养的淋巴细胞中，再将这些转基因淋巴细胞回输到患者体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。(1)基因治疗是把健康的_导入有_的细胞中，以达到治疗疾病的目的。(2)在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作工具中的_。此基因工程中的目的基因是_，目的基因的受体细胞是_。(3)将转

14、基因白细胞多次回输到患者体内后，免疫能力趋于正常，是由于白细胞中能合成_。(4)下图甲所示的方法是从_的DNA中直接分离出基因，图乙所示的方法是用_方法人工合成基因。解析：该题主要考查了基因治疗的步骤及提取目的基因的方法。图甲表示用限制酶将供体细胞的DNA切成许多片段，然后将片段通过载体转入到不同的受体细胞，从中找到目的基因。图乙表示用目的基因转录成的信使RNA为模板，逆转录成互补的单链DNA，再合成双链DNA，从而获得目的基因。答案：(1)外源基因基因缺陷(2)载体(或基因的运输工具)腺苷酸脱氨酶基因白细胞(3)腺苷酸脱氨酶(4)供体细胞逆转录基础巩固1能够使植物表达动物蛋白的育种方法是(

15、)A单倍体育种B杂交良种C基因工程育种 D多倍体育种解析：考查基因工程育种的优点。基因工程育种是指将目的基因导入受体细胞并使其表达的技术手段。能克服远缘杂交不亲和的障碍，从而使动物基因在植物细胞中表达(植物基因在动物细胞中表达)。答案：C2.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C3.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载体黏性末端的碱基对连接起来蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供依据受精卵是理想的受体A. B.C. D.解析：基因工程可将控制特定性状的外源基因导入受体细胞，从而定向改造生物的性状，而且此过程不受亲缘关系远近的制约，即克服远缘杂交不亲和的障碍。在基因工程操作程序中，所用的DNA连接酶连接的不是目的基因与载体黏性末端的碱基对，而是目的基因与载体的DNA两条链的骨架。即核苷酸与磷酸的连接，也就是说，DNA连接酶只能催化断开的DNA双链重新形成磷酸二酯键，由蛋白质中的氨基酸序列可推知相应的m