三同步輔導與檢測13基因工程的應用

1、第3節(jié)基因工程的應用基因工程 預習提綱一、植物基因工程碩果累累提高農作物的_能力、改良農作物的_、利用植物生產_等。1抗蟲轉基因植物(1)方法：從某些生物中分離出具有_，將其導入作物中，使其具有抗蟲性。(2)殺蟲基因種類：Bt毒蛋白基因、_抑制劑基因、_抑制劑基因、植物凝集素基因等?？鼓嫫焚|藥物殺蟲活性的基因蛋白酶淀粉酶(3)成果：抗蟲棉、抗蟲水稻等。(4)意義：減少_的使用，降低生產成本，減少環(huán)境污染，降低了對人體健康的損害。2抗病轉基因植物(1)植物的病原微生物：_、_和細菌等。(2)方法：將_導入植物中，使其具有抗病特性。(3)抗病基因種類a抗病毒基因：病毒_基因和病毒的復制酶基因。b抗

2、真菌基因：_基因和抗毒素合成基因。農藥病毒真菌抗病基因外殼蛋白幾丁質酶(4)成果：抗煙草花葉病毒的轉基因煙草和抗病毒的轉基因小麥、甜椒、番茄等。3其他抗逆轉基因植物(1)方法：將_基因導入植物，獲得抗逆作物。(2)抗逆基因：調節(jié)細胞_的基因，提高作物抗鹽堿、抗干旱；魚的_基因使作物耐寒；抗除草劑基因使作物抗除草劑。(3)成果：抗鹽抗旱煙草、耐寒番茄、抗除草劑玉米等?？鼓鏉B透壓抗凍蛋白4利用轉基因改良植物的品質(1)我國科學家將富含賴氨酸的_導入玉米，獲得的轉基因玉米中賴氨酸的含量比對照組提高30%。(2)我國科學家將控制番茄_的基因導入番茄，獲得了轉基因延熟番茄。蛋白質編碼基因 果實成熟二、動

3、物基因工程前景廣闊1提高動物的生長速度(1)基因：外源_基因。(2)成果：轉基因綿羊、轉基因鯉魚。2改善畜產品的品質(1)優(yōu)良基因：_基因。(2)成果：轉基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少。生長激素腸乳糖酶三、基因工程藥物異軍突起1方式：利用基因工程培育“ _”來生產藥品。2成果：利用“工程菌”可生產細胞因子、抗體、疫苗、激素等。自主檢測1.基因治療是將健康的外源基因導入有基因缺陷的細胞中，達到治療疾病的目的。從變異角度分析這屬于( )A基因突變 B染色體變異C基因重組 D不遺傳的變異2可用作抗蟲轉基因植物的目的基因有( )A蛋白酶抑制劑 BBt毒蛋白基因C抗毒素合成基因 D抗凍蛋白基因 CB3.關

4、于應用基因工程治療人類遺傳病的敘述，不正確的是( )A基因治療可以有效地改善患者的生理狀況，其操作對象是基因B進行基因治療時，基因的受體細胞是受精卵C基因治療并不是對患者體內細胞的缺陷基因改造D基因治療時可只對患者部分細胞輸入正常基因B4上海醫(yī)學遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶白蛋白的轉基因牛，他們還研究出一種可大大提高基因表達水平的新方法，使轉基因動物乳汁中的藥物蛋白含量提高30多倍。轉基因動物是指( )A提供基因的動物B基因組中增加外源基因的動物C能產生白蛋白的動物D能表達基因信息的動物B5“工程菌”是指( )A用物理或化學方法誘發(fā)菌類自身某些基因突變，得到高效表達的菌類細胞株系B用遺傳工程

5、的方法，把相同種類不同株系的菌類通過雜交得到的新細胞株系C用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達的菌類細胞株系D從自然界中選擇能迅速增殖的菌類C6要徹底治療白化病必須采用( )A基因治療 B醫(yī)學手術C射線照射 D一般藥物A利用基因工程生產轉基因生物(或目的基因產物)1轉基因植物(1)生產過程圖解(以抗蟲棉生產過程為例)(2)成果類別目的基因成果抗蟲轉基因植物Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因等 抗蟲棉等抗病轉基因植物抗病毒基因抗煙草花葉病毒的轉基因煙草抗逆轉基因植物耐寒基因等耐寒冷的煙草和番茄等轉基因改良植物品質控制果實成熟基因轉基因延熟番茄與花青素代謝有關的基因轉基因牽牛花目的基因載體2.轉

6、基因動物(1)生產過程圖解(以轉基因牛生產過程為例)(2)成果(或前景)類別目的基因過程或成果提高動物的生長速度外源生長激素基因轉基因鯉魚改善畜產品的品質乳糖酶基因將腸乳糖酶基因導入奶?；蚪M，使轉基因奶牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大降低類別目的基因過程或成果用轉基因動物生產藥物藥用蛋白基因乳腺生物反應器用轉基因動物作器官移植的供體器官供體基因將器官供體基因組導入某種調節(jié)因子，抑制抗原決定基因的表達基因工程藥物如控制胰島素合成的基因胰島素、抗體等3.轉基因微生物。(1)生產過程圖解(以可生產干擾素酵母菌的培育過程為例) 大量可生產干擾素的酵母菌干擾素基因質粒(2)應用：利用基因工程培育“工程菌”

7、來生產藥品，是基因工程的低成本高效益的工程產業(yè)，可以通過轉基因培育的工程菌生產人胰島素、細胞因子、抗體、疫苗、激素、白細胞介素、干擾素、乙肝疫苗等。 繼哺乳動物乳腺生物反應器研發(fā)成功后，膀胱生物反應器的研究也取得了一定進展。最近，科學家培育出一種轉基因小鼠，其膀胱上皮細胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。請回答：(1)將人的生長激素基因導入小鼠受體細胞，常用方法是_。(2)進行基因轉移時，通常要將外源基因轉入_中，原因是_。(3)通常采用_技術檢測外源基因是否插入了小鼠的基因組。(4)在研制膀胱生物反應器時，應使外源基因在小鼠的_細胞中特異表達。跟乳腺生物反應器相比，膀胱生物反應器有何優(yōu)勢？

8、_。解析：在基因工程中，若受體細胞是動物細胞，常采用顯微注射的方法導入目的基因。若要使小鼠膀胱上皮細胞合成人的生長激素，在進行基因轉移時，當作受體細胞的通常是受精卵，其原因是受精卵具有全能性，可使外源基因在相應組織細胞中得到表達。檢測目的基因是否插入到受體細胞的基因組，通常采用的是DNA分子雜交技術。乳腺生物反應器生產藥物受生物發(fā)育期和性別影響，而膀胱生物反應器則不受其影響。答案：(1)顯微注射(2)受精卵(或早期胚胎)受精卵(或早期胚胎細胞)具有全能性，可使外源基因在相應組織細胞表達(3)DNA分子雜交(核酸探針)(4)膀胱上皮處于不同生長發(fā)育時期的雌雄動物均可生產藥物變式遷移1為擴大可耕地

9、面積，增加 糧食產量，黃河三角洲等鹽堿地的 開發(fā)利用備受關注。我國科學家應 用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品 系。(1)獲得耐鹽基因后，構建重組DNA分子所用的限制性核酸內切酶作用于上圖中的_處，DNA連接酶作用于_處。(填“a”或“b”)(2)將重組DNA分子導入水稻受體細胞的常用方法有農桿菌轉化法和_。(3)由導入目的基因的水稻細胞培養(yǎng)成植株需要利用_技術，該技術的核心是_和_。(4)為了確定耐鹽轉基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標記的_作探針進行分子雜交檢測，又要用_方法從個體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。解析：(1)限制性核酸內切酶和DNA連接酶的作用部位都是脫氧核苷鏈上相鄰兩脫氧核

10、苷酸之間的3,5磷酸二酯鍵，即a處，只不過前者是斷裂，后者是形成。(2)將重組DNA分子導入植物受體細胞常用的方法有農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法。(3)將含有目的基因的水稻細胞培養(yǎng)成植株的技術是植物組織培養(yǎng)，其核心是脫分化和再分化。(4)基因工程檢測包括目的基因的檢測和目的基因是否轉錄出mRNA的檢測，兩者都用放射性標記的目的基因(耐鹽基因)作為探針檢測，而鑒定屬于個體水平，需要一定濃度鹽水澆灌進行實驗。答案：(1)aa(2)基因槍法(花粉管通道法)(3)植物組織培養(yǎng)脫分化(去分化)再分化(4)耐鹽基因(目的基因)一定濃度鹽水澆灌(移栽到鹽堿地中)點評：(1)基因工程育種相對于傳統(tǒng)雜交

11、育種的比較雜交育種轉基因育種原理基因重組異源DNA(基因)重組處理方法雜交自交篩選。先通過兩個具有不同優(yōu)良性狀的純種雜交得到F1，然后再將F1自交，人工篩選獲取所需品種提裝導檢選。目的基因的提取，裝入運載體，導入受體細胞，目的基因的檢測與鑒定，篩選出符合要求的新品種優(yōu)點使位于不同個體上的多個優(yōu)良性狀集中于一個個體上，即“集優(yōu)”目的性強、育種周期短、克服遠緣雜交不親和的障礙，可培育出高產、優(yōu)質或具有特殊用途的動植物品種缺點育種時間長技術復雜、工作量大、操作繁瑣應用用純種高桿抗病小麥與矮桿不抗病小麥培育矮稈抗病小麥轉基因向日葵豆、轉基因超級綿羊、轉基因超級鯉魚等(2)動物基因工程中，一般是將目的基

12、因導入受精卵或卵細胞(需與精子結合進一步形成受精卵)中；但在一定條件下也可導入體細胞中，直接獲得含目的基因的動物細胞，或進一步通過核移植技術和胚胎移植技術獲得含目的基因的克隆動物。(3)利用基因工程只能生產蛋白質類的藥物，而不能生產其他成分的藥物。因為目的基因的表達產物為蛋白質，而非其他物質?；蛑委?原理：基因治療是把正常基因導入病人體內有基因缺陷的細胞中，使該基因的表達產物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的，這是治療遺傳病的最有效的手段。2過程：基因治療有體外基因治療和體內基因治療兩種途徑，其中體外基因治療過程如右圖： 3.注意：基因治療并非把健康的外源基因導入患者的全部細胞，而只是導入某些

13、功能細胞中，且是體細胞。例如對于白血病的基因治療主要就是給患者的造血干細胞導入正?；?。不可遺傳，治療好的患者后代仍有可能患病。 科學家們對一位缺乏腺苷酸脫氨酶基因而患嚴重復合型免疫缺陷癥的美國女孩進行基因治療，其方法是首先將患者的淋巴細胞取出做體外培養(yǎng)，然后用逆轉錄病毒將正常腺苷酸脫氨酶基因轉入人工培養(yǎng)的淋巴細胞中，再將這些轉基因淋巴細胞回輸?shù)交颊唧w內，經過多次治療，患者的免疫功能趨于正常。(1)基因治療是把健康的_導入有_的細胞中，以達到治療疾病的目的。(2)在基因治療過程中，逆轉錄病毒的作用相當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_，目的基因的受體細胞是_。(3)將轉

14、基因白細胞多次回輸?shù)交颊唧w內后，免疫能力趨于正常，是由于白細胞中能合成_。(4)下圖甲所示的方法是從_的DNA中直接分離出基因，圖乙所示的方法是用_方法人工合成基因。解析：該題主要考查了基因治療的步驟及提取目的基因的方法。圖甲表示用限制酶將供體細胞的DNA切成許多片段，然后將片段通過載體轉入到不同的受體細胞，從中找到目的基因。圖乙表示用目的基因轉錄成的信使RNA為模板，逆轉錄成互補的單鏈DNA，再合成雙鏈DNA，從而獲得目的基因。答案：(1)外源基因基因缺陷(2)載體(或基因的運輸工具)腺苷酸脫氨酶基因白細胞(3)腺苷酸脫氨酶(4)供體細胞逆轉錄基礎鞏固1能夠使植物表達動物蛋白的育種方法是(

15、)A單倍體育種B雜交良種C基因工程育種 D多倍體育種解析：考查基因工程育種的優(yōu)點。基因工程育種是指將目的基因導入受體細胞并使其表達的技術手段。能克服遠緣雜交不親和的障礙，從而使動物基因在植物細胞中表達(植物基因在動物細胞中表達)。答案：C2.有關基因工程的成果及應用的說法正確的是( )A.用基因工程方法培育的抗蟲植物也能抗病毒B.基因工程在畜牧業(yè)上應用的主要目的是培養(yǎng)體型巨大、品質優(yōu)良的動物C基因工程在農業(yè)上的應用主要是培育高產、穩(wěn)產、品質優(yōu)良和具有抗逆性的農作物D目前，在發(fā)達國家，基因治療已用于臨床實踐C3.科學家已能運用基因工程技術，讓羊合成并由乳腺分泌抗體，相關敘述中正確的是( )該技術將導致定向變異DNA連接酶把目的基因與載體黏性末端的堿基對連接起來蛋白質中的氨基酸序列可為合成目的基因提供依據(jù)受精卵是理想的受體A. B.C. D.解析：基因工程可將控制特定性狀的外源基因導入受體細胞，從而定向改造生物的性狀，而且此過程不受親緣關系遠近的制約，即克服遠緣雜交不親和的障礙。在基因工程操作程序中，所用的DNA連接酶連接的不是目的基因與載體黏性末端的堿基對，而是目的基因與載體的DNA兩條鏈的骨架。即核苷酸與磷酸的連接，也就是說，DNA連接酶只能催化斷開的DNA雙鏈重新形成磷酸二酯鍵，由蛋白質中的氨基酸序列可推知相應的m