生物中圖版學案：第三單元第二章第四、五節(jié)轉基因生物和轉基因食品人類基因組計劃

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第四節(jié)轉基因生物和轉基因食品第五節(jié)人類基因組計劃1．簡述基因工程的基本原理。2．舉例說出基因工程在農業(yè)、醫(yī)藥等領域的應用。3．關注轉基因生物和轉基因食品的安全性。4．關注人類基因組計劃及其意義。一、轉基因生物和轉基因食品1．重組DNA技術（1）按照人們的需要,將外源的DNA片段或人工合成的基因在生物體外與載體進行拼接，形成重組DNA分子后導入受體細胞中,使新的基因在受體細胞內表達，產生出人類所需要的物質或得到新的生物性狀。（2）重組DNA技術的步驟①獲取目的基因:常用的方法有利用限制性內切酶從目的基因所在的生物的體細胞中直接提取，或利用信使RNA逆轉錄等方法人工合成。②體外重組DNA分子：常用的載體有細菌的質?；虿《綝NA。③重組DNA分子導入受體細胞：將重組DNA分子通過顯微注射等方法導入受體細胞。④篩選和鑒定:通過一定的手段篩選和鑒定出含有目的基因并且能夠表達所需遺傳性狀或所需基因產物的受體細胞。(3）優(yōu)點：實現了種間遺傳物質的轉移;獲得具有新性狀并穩(wěn)定地遺傳給后代的個體。2．轉基因生物和轉基因食品(1）轉基因生物：由于目的基因的導入，引起原有遺傳物質組成改變的生物。（2）轉基因食品：用轉基因生物生產或制造的食品、食品原料以及食品添加劑等。(3）轉基因生物可能帶來的風險主要表現在：①造成遺傳多樣性的降低。②產生超級病毒。③對地球化學循環(huán)產生重要影響.（4)對于轉基因食品安全性的評價主要集中在環(huán)境安全性和食用安全性兩個方面.二、人類基因組計劃1．基因組和人類基因組（1）基因組是指一個單倍體細胞核中、一個細胞器（如線粒體、葉綠體）中或一個病毒中所包含的全部DNA（或RNA）分子的總稱?；蚪M可分為核基因組、線粒體基因組、葉綠體基因組、病毒基因組等。通常所說的基因組是指核基因組.（2）人類基因組是指人的所有遺傳信息的總和，包括核基因組和線粒體基因組。通常情況下，人類基因組一般是指核基因組,即22條常染色體、一條X染色體和一條Y染色體上所具有的全部DNA分子.思考：果蠅的體細胞中有8條染色體，它的一個基因組的組成是怎樣的？提示：果蠅的基因組是由3條常染色體、一條X染色體和一條Y染色體上所具有的全部DNA分子組成的。2．人類基因組計劃概述（1）1990年，國際人類基因組計劃正式啟動，美國、德國、日本、英國、法國、中國等國家正式加入這一計劃，中國承擔了1％的測序任務，即3號染色體上的3000萬個堿基對，中國是參與此研究的唯一一個發(fā)展中國家。（2)人類基因組計劃最初的目標是，通過國際合作，用15年的時間，測定人類基因組DNA的全部核苷酸序列，繪制成精細的DNA序列圖，定位約10萬個基因,并對其他生物進行類似研究。終極目標是:闡明人類基因組全部DNA序列，識別基因,建立儲存這些信息的數據庫,開發(fā)數據分析工具以及研究人類基因組計劃實施所帶來的倫理、法律和社會問題.(3）后基因組是在基因組的基礎上，研究所有基因的表達、調控與功能，闡明執(zhí)行生命活動的全部蛋白質的表達規(guī)律和生物功能。（4）意義。①對于人類疾病的預防、診斷及治療方式都會有全新的改變。②極大地促進了生命科學領域一系列基礎研究的發(fā)展。1．轉基因技術中獲取目的基因的方法方法過程直接分離法供體細胞中的DNAeq\o(→，\s\up7（限制酶）)DNA片段eq\o（→，\s\up7（運載體))受體細胞→DNA片段擴增eq\o（→，\s\up7(找出））目的基因細胞→目的基因人工合成逆轉錄法mRNAeq\o(→,\s\up7（逆轉錄)）單鏈DNAeq\o(→，\s\up7(合成））雙鏈DNA直接合成從已知蛋白質的氨基酸序列，推測出目的基因的核苷酸序列，再通過化學方法直接合成目的基因2．基因重組與轉基因技術的比較比較項目基因重組轉基因技術不同點概念在生物體有性生殖過程中，控制不同性狀的基因重新組合按照人們的意愿,把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造,然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀重組方式同一物種的不同基因不同物種的不同基因繁殖方式有性生殖無性生殖變異大小小大意義是生物變異的來源之一，對生物進化有重要意義使人類有可能按照自己的意愿直接、定向地改造生物的遺傳性狀，培育出新品種相同點都實現了不同基因間的重新組合，都能使生物產生變異3．基因、基因組和人類基因組基因是DNA(脫氧核糖核酸）分子上具有遺傳效應的特定核苷酸序列的總稱,是具有遺傳效應的DNA分子片段.基因組是指生物體DNA分子所攜帶的全部遺傳信息，它包括核基因組、線粒體基因組和葉綠體基因組等。而染色體是遺傳物質(基因）的載體，基因在染色體上呈線性排列。通常情況下，基因組一般是指核基因組。人類核基因組大約有3萬～3.5萬個基因，約32億個堿基對。人類體細胞的細胞核中含有46條染色體（23對同源染色體）.但人類屬于XY型性別決定類型，而X、Y為異型的同源染色體，其上所含的遺傳信息有所不同，所以人類基因組計劃研究的是24條染色體，即22條常染色體和X、Y性染色體,而不是46條或23條。對人類基因組的研究,就是要發(fā)現所有人類基因并搞清其在染色體上的位置,破譯人類全部遺傳信息，使人類第一次在分子水平上全面地認識自我.4．核基因組與染色體組比較含義研究對象表示方法（以人為例）核基因組一個單倍體細胞核中所包含的全部DNA(或RNA）基因22(常)＋X、Y染色體組一組形態(tài)大小各不相同的染色體，或二倍體配子中的全部染色體染色體22(常）＋X或22（常)＋Y題型一基因工程原理的應用【例1】下表有關基因表達的選項中，不可能的是（）?；虮磉_的細胞表達產物A細菌抗蟲蛋白基因抗蟲棉葉肉細胞細菌抗蟲蛋白B人酪氨酸酶基因正常人皮膚細胞人酪氨酸酶C動物胰島素基因大腸桿菌工程菌細胞動物胰島素D兔血紅蛋白基因兔成熟紅細胞兔血紅蛋白解析：抗蟲棉葉肉細胞中存在細菌抗蟲蛋白基因，細菌抗蟲蛋白基因能夠表達產生細菌抗蟲蛋白;正常人皮膚細胞中含有人酪氨酸酶基因,人酪氨酸酶基因能夠表達產生人酪氨酸酶；大腸桿菌工程菌細胞存在動物胰島素基因，動物胰島素基因能夠表達產生動物胰島素；兔成熟紅細胞中無細胞核，所以無兔血紅蛋白基因,不能表達產生兔血紅蛋白。答案：D反思領悟：不同種生物的基因通過轉基因技術發(fā)生轉移并且在另一物種中成功表達，說明不同物種共用一套密碼子，共用一套轉運RNA；說明各種生物之間有或遠或近的親緣關系.題型二抗蟲棉的培育【例2】采用轉基因技術的方法培育抗蟲棉，下列導入目的基因的做法正確的是（）。①將毒素蛋白注射到棉受精卵中②將編碼毒素蛋白質的DNA序列，注射到棉受精卵中③將編碼毒素蛋白的DNA序列，與質粒重組，導入細菌，用該細菌感染棉的體細胞，再進行組織培養(yǎng)④將編碼毒素蛋白的DNA序列，與細菌質粒重組，用花粉管通道法使其進入受精卵A．①②B．②③C．③④D．①④解析:轉基因技術操作分為目的基因的提取、目的基因與運載體結合、重組DNA導入受體細胞、篩選和鑒定共四個步驟。答案：C反思領悟：轉基因技術的核心是重組DNA的構建,目的基因必須與運載體結合才能進入受體細胞中，進一步完成表達。1（2011·湖南湘潭二模）下列關于轉基因生物與環(huán)境安全的敘述錯誤的是（）。A．重組的微生物在降解污染物的過程中可能產生二次污染B．種植抗蟲棉可以減少農藥的使用量，對環(huán)境沒有任何負面影響C．如果轉基因花粉中有毒蛋白或過敏蛋白，可能會通過食物鏈傳遞到人體內D．轉基因生物所帶來的環(huán)境安全問題在今后有可能得到解決答案:B2人類的染色體組和人類的基因組的研究對象各包括哪些染色體？（）①46條染色體②22條常染色體＋X染色體或22條常染色體＋Y染色體③22條常