资源描述
栏目导引,新知初探思维启动,要点突破讲练互动,知能演练轻巧夺冠,专题,1,基因工程,1,3,基因工程的应用,学习导航,1.,举例说出基因工程的应用及取得的丰硕成果。,重点,2.,了解基因工程的进展。,3.,了解基因工程在农业和医疗等方面的应用。,难点,新知初探思维启动,一、植物基因工程的成果,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。,抗逆,品质,药物,1.,抗虫和抗病转基因植物,抗虫转基因植物,抗病转基因植物,基因种类,_,基,因、蛋白酶抑制剂基因,、,_,基,因、植物凝集素基因等,抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因和病毒,的,_,基,因,抗真菌基因：几丁质酶基因,和,_,基,因,成果,棉、玉米、马铃薯、番茄等,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,意义,减少化学农药的使用，降低生产成本，减少环境污染等,Bt,毒蛋白,淀粉酶抑制剂,复制酶,抗毒素合成,2.,抗逆转基因植物,(1),抗逆基因：调节,_,的基因使作物抗碱、抗旱；鱼的,_,基因使作物耐寒；抗除草剂基因使作物抗除草剂。,(2),成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。,细胞渗透压,抗冻蛋白,3.,利用转基因改良植物的品质,(1),优良基因：必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和与植物花青素代谢有关的基因。,(2),成果：富含赖氨酸的转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。,想一想,1,基因工程育种的主要优点有哪些？,【,提示,】,基因工程育种最大的优点是目的性强，克服了远缘杂交不亲和的障碍。,二、动物基因工程的前景,应用,项目,基因来源,成果,提高动物的生长速率,外,源,_,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,_,含,量少,转基因动物生产药物,药,用,_,基,因乳腺蛋白基因,的,_,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,_,基,因,利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官,生长激素,乳糖,蛋白,启动子,抗原决定,三、基因工程药物,1.,药物来源：转基因的,“,_,”,。,2.,成果：重组人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。,四、基因治疗,1.,概念：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。,工程菌,正常基因,2.,类型：,_,基因治疗和,_,基因治疗。,3.,成果：将腺苷酸脱氨酶基因导入患者的淋巴细胞，治疗,_,。,想一想,2,基因治疗的实质是利用外源基因替换了原基因本身，还是替换了原基因的功能？,【,提示,】,替换了原基因的功能。,体内,体外,复合型免疫缺陷症,要点突破讲练互动,要点一植物基因工程的成果,1.,抗虫转基因植物,在抗虫害方面，迄今研究的最多并取得成效的有两类基因，即苏云金芽孢杆菌的杀虫蛋白基因,(Bt,毒蛋白基因,),以及从豇豆等作物中分离的蛋白酶抑制剂基因。抗虫棉、抗虫番茄、抗虫烟草都已获得了成功。既减少了杀虫剂的使用，又保护了环境。,2.,抗病转基因植物,引起植物生病的微生物主要有病毒、真菌和细菌等。抗病转基因植物所采用的基因，使用最多的是病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；抗真菌转基因植物中可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因。多种抗病毒植株已培育成功并开始进行田间试验、栽培。,3.,抗逆转基因植物,(1),针对盐碱、干旱、低温、涝害等不利环境条件而培育的抗盐碱、耐旱、耐寒、抗涝的农作物新品种。主要方法是在有关植物中转入调节细胞渗透压的基因。,(2),针对与农作物竞争的杂草而培育的抗除草剂的植物。将抗除草剂基因导入大豆、玉米等作物，喷洒除草剂时，杀死田间杂草而不损伤作物。,4.,利用转基因改良植物的品质,利用转基因改良植物品质,可以有以下途径：,(1),直接导入控制该性状的结构蛋白基因；,(2),导入与该性状有关的某种酶的基因。,金茶花是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病，降低观赏价值。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因的方法培育出了抗枯萎病的新品种。请据图回答问题。,例,1,(1),将,连接到,上并形成,，常用到的酶有,_,。,(2),图中,除了含有,以外，还应有,_,。,(3),经检测，被,侵染的金茶花叶片细胞具备了抗病性，这说明,已经,_,。欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用的技术是植物组织培养，依据的理论基础是,_,。,(4),通过转基因方法获得的抗病金茶花，将来产生的配子中是否一定含有抗病基因？,_,。,【,解析,】,(1),实现目的基因与运载体的结合需用同一种限制酶切割，产生相同的黏性末端，通过,DNA,连接酶连接在一起，形成基因表达载体。,(2),基因表达载体的组成应包括：启动子、终止子、标记基因、目的基因等。,(3),金茶花叶片细胞具备了抗病性，这说明目的基因已经表达，欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用的技术是植物组织培养技术,其理论基础是植物细胞的全能性。,(4),由于产生配子时，基因会发生分离，所以获得的转基因性状不一定能随着配子传递下去。,【,答案,】,(1),限制性核酸内切酶和,DNA,连接酶,(2),启动子、标记基因、终止子,(3),表达植物细胞的全能性,(4),不一定,变式训练,(2012,石家庄二中高二检测,),人类利用基因工程的方法成功培育出转基因抗虫棉，以下说法正确的是,(,),A,苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因与质粒结合后直接进入棉花的叶肉细胞表达,B,抗虫基因导入棉花叶肉细胞后，可通过传粉、受精的方法使抗虫性状遗传下去,C,标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因,D,转基因抗虫棉种植时棉铃虫不会产生抗性,可以有效消灭棉铃虫,解析：选,C,。,A,项中苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因与质粒结合，导入棉花叶肉细胞后，需要经过检测、鉴定后，才能实现成功表达；,B,项中抗虫棉在形成配子时，基因会发生分离,不一定能将抗虫性状完全地遗传下去；,D,项中转基因抗虫棉种植时，棉铃虫食用后可大量死亡，但同时使棉铃虫的抗性得到不断的加强，不可能彻底地消灭棉铃虫。,要点二动物基因工程的应用及基因工程药物,1.,乳腺,(,房,),生物反应器,(1),原理：应用重组,DNA,技术和转基因技术，将目的基因转移到尚未分化的动物胚胎细胞,(,或受精卵,),中，经胚胎移植，得到能在乳腺中表达转基因产品的个体,其乳腺组织可分泌生产,“,目的产品,”,如具有药用价值的蛋白，这些蛋白进入乳汁中,再通过回收含转基因蛋白的动物乳汁，就可以提取有重要药用价值的生物活性蛋白。,(2),操作过程,2.,生物反应器与工程菌在实际应用中的比较,比较项目,动物乳腺反应器,大肠杆菌生产系,基因结构,与人类基因结构相同，使克隆基因相对简单,与人类基因结构有差异,基因产物,与天然蛋白质完全相同,由于缺少内质网、高尔基体等细胞器，合成的蛋白质可能不存在生物活性,产物提取,存在乳汁中，易于提取,从细胞中提取分离，相对复杂,生产设备,农业生产,提纯设备,成本低,工业生产,精良的生产设备,成本高,特别提醒,从乳腺生物反应器中提取蛋白质,受体细胞所在个体必须是雌性的，若从尿液中提取目的基因的产物则不受此限制。,继哺乳动物乳腺反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，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,_,。,例,2,(2),将目的基因导入动物细胞时，通常要将外源基因导入,_,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,_,细胞中进行特异性表达。,【,解析,】,(1),将目的基因,(,人生长激素基因,),导入动物细胞,(,小鼠受体细胞,),的常用方法是显微注射技术。,(2),在哺乳动物细胞中，受精卵或早期胚胎具有全能性，外源基因在相应的组织细胞中更容易表达，因此，在动物细胞工程中，常将受精卵或早期胚胎细胞作为受体细胞。,(3),检测目的基因,(,人生长激素基因,),是否插入了转基因动物染色体的,DNA(,小鼠基因组,),上的方法是,DNA,分子杂交技术。,(4),由题中信息可知，人生长激素基因在小鼠的膀胱上皮细胞内进行了特异性表达。,【,答案,】,(1),显微注射技术,(2),受精卵,(,早期胚胎细胞,),受精卵,(,或早期胚胎,),具有全能性,可使外源基因在相应的组织细胞中表达,(3)DNA,分子杂交,(4),膀胱上皮,互动探究,(1),上述过程的原理是什么？,(2),为何将目的基因导入膀胱上皮细胞更方便,?,【,提示,】,(1),基因重组。,(2),不受雌雄个体的限制。,【,拓展提升,】,乳房生物反应器与膀胱生物反应器,乳房生物反应器是利用转基因动物的乳汁生产药用蛋白，而膀胱生物反应器是利用转基因动物的尿液生产药用蛋白,二者的优点是：收集药用蛋白比较容易，且不必对动物造成伤害。但乳房生物反应器需是处于生殖期的雌性动物才可生产药用蛋白，而膀胱生物反应器则是任何生长期的雌雄动物均可生产。,要点三基因治疗,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,3.,途径,途径,比较,体外基因治疗,体内基因治疗,不同点,方法,从患者体内获得某种细胞,体外完成基因转移,筛选、细胞扩增,输入体内,直接向患者体内组织细胞中转移基因,特点,操作复杂，但效果可靠,方法较简单，但效果难以控制,相同点,都是将外源基因导入靶细胞，以纠正缺陷基因，目前两种方法都处于临床试验阶段,特别提醒,基因治疗并非把健康的外源基因导入患者的所有细胞中，而只是导入某些功能细胞中。,4.,基因检测与基因治疗的比较,基因检测,基因治疗,目的基因的作用,制作相应探针，利用,DNA,分子杂交原理，快速、准确地检测疾病,导入有基因缺陷的细胞中，替换相应基因的功,能,治,疗遗传病,现状,临床应用阶段,临床试验阶段,(2012,湛江一中高二质检,),基因治疗是人类疾病治疗的一种崭新手段，下列有关叙述中不正确的是,(,),A,基因治疗是治疗人类遗传病的最有效的手段,B,基因治疗是一种利用基因工程产品治疗人类疾病的方法,例,3,C,以正常基因替换致病基因属于基因治疗的一种方法,D,基因治疗的靶细胞可以是体细胞和生殖细胞,【,解析,】,基因治疗是指将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用，从而达到治疗疾病目的的生物医学新技术。,【,答案,】,B,变式训练,下列与基因诊断有关的一组物质是,(,),A,蛋白质、核酸,B,放射性同位素、蛋白质,C,荧光分子、核酸,D,放射性同位素、糖类,解析：选,C,。基因诊断是用放射性同位素,(,如,32,P),、荧光分子等标记的,DNA,分子作探针，利用,DNA,分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的，因此与基因诊断有关的物质是同位素、荧光分子标记的核酸。,
展开阅读全文