基因工程及其应用(第2课时).doc

第六章 第2节 基因工程及其应用（第2课时）天河中学 黄建欢【教学目标】1、举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用2、关注转基因生物和转基因食品的安全性【教学重点】基因工程的安全性问题【教学难点】转基因生物与转基因食品的安全性【自主探究】学点2 基因工程的应用 一、基因工程与育种1基因工程与农作物育种成果：利用基因工程，获得 、 和 的农作物，培育出具有 的作物新品种。与杂交育种和诱变育种相比的优点是：克服 障碍；抗虫基因作物抗虫棉：抗虫基因来源于 。其他抗虫作物： 、 等。实例优点：不仅减少了 ，大大降低了 ， 而且还减少了 。其他转基因作物： 、 、 等。2转基因动物：科学家利用基因工程方法培育出 、 等多种转基因动物，人们可从中获得所需要的多种优良品质，如 、 、 、 等。二、基因工程与药物研制：1优点： 、 。2实例：化学本质： 胰岛素 生理作用：降低 。分泌不足引起的重要生理疾病是 。干扰素：是治疗癌症的药物，它必须从人血中提取，每升人血只能提取O05/4g，所以价格昂贵。现在美国加利福尼亚的基因公司利用基因工程生产干扰紊，即从人的淋巴细胞中取出 ，使它同细菌 相结合，然后移植到酵母菌体内，让酵母菌 ，酵母菌繁殖速度很快，能大量生产 但提高了产量，也降低了成本。其他基因工程药物： 、 、 等。三、基因工程与环境保护利用基因工程产生的“ ”是把三种假单孢杆菌中能分解不同烃类化合物的基因同时“移入”到另外一种假单孢杆菌的细胞内，使之具有分解四种烃类化合物的功能。学点3 关注转基因生物和转基因食品的安全性如何理解基因工程是把双刃剑?1基因工程的开发对发展 、 、 等均有直接的关系，其研究成果将使人类生活发生革命性变化。2事物总是一分为二的，基因工程可以给人类带来福音，也能带来 。如战争狂人、恐怖主义者可制造难以制服的 ，进行讹诈和大规模毁灭人类的生物战争；转基因动、植物的出现引发物种入侵，有可能破坏原有的 ，对原有物种产生威胁；转基因食品安全问题等等。【例题精析】在植物基因工程中，用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体，把目的基因重组入Ti质粒上的TDNA片段中，再将重组的TDNA插入植物细胞的染色体DNA中。（1）科学家在进行上述基因操作时，要用同一种 分别切割质粒和目的基因，质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过 而黏合。（2）将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞，经培养、筛选获得一株有抗除草剂特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的TDNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交F1代中，仍具有抗除草剂特性的植株占总数的 ，原因是 。（3）种植上述转基因油菜，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”。如果把目的基因导入叶绿体DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是 . 。解析：本题考查基因工程与分离定律。（1）同一种限制性内切酶能在相应基因上切出相同的黏性末端，再通过碱基互补配对而黏合。（2）该性状是显性性状，母本又是杂合子，因此在自交后代中，具有抗除草剂特性的植株占总数的3/4，这是因为减数分裂形成生殖细胞时，产生两种雌雄配子且雌雄配子随机结合。（3）叶绿体遗传是细胞质遗传，其特点之一是母系遗传，目的基因不会通过花粉传递而在下一代中显现出来。答案：（1）限制性内切酶 碱基互补配对 （2）3/4 雌雄配子各有1/2含抗除草剂基因；受精时，雌雄配子随机结合 （3）叶绿体遗传表现为母系遗传，目的基因不会通过花粉传递而在下一代显现出来。【反馈练习】基础题1下列关于基因工程技术的叙述，正确的是（）A重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体B所有限制酶都只能识别同一种按规定的核苷酸序列C选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细胞繁殖快D只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达2质粒是基因工程最常用的运载体，它的主要特点是（）能自主复制 不能自主复制 结构很小 蛋白质 环状RNA分子环状DNA 能“友好”地“借居”A. B. C. D.31993年，我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源（ ）A.普通棉花的基因突变 B.棉铃虫变异形成的致死基因C.寄生在棉铃虫体内的线虫 D.苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因4下列关于基因治疗的说法正确的是（）A基因治疗只能治疗一些遗传病B基因治疗的主要方法是让患者口服一些健康的外源基因。C基因治疗的主要原理是修复患者的基因缺陷D基因治疗在发达国家已成为一种常用的临床治疗手段5切取牛的生长激素和人的生长激素基因，用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中，从而获得了“超级鼠”，此项技术遵循的原理是 ( )A.基因突变：DNARNA蛋白质B.基因工程：RNARNA蛋白质C.细胞工程：DNARNA蛋白质D.基因重组：DNARNA蛋白质6.治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是（ ）A口服化学药物 B注射化学药物C.利用辐射或药物诱发致病基因突变 D.采用基因疗法替换致病基因7控制细菌的抗药性、固氮、抗生素基因存在于（ ）A.核区 B.线粒体 C.质粒 D.核糖体8基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 （ ）A人工合成基因 B目的基因与运载体结合C将目的基因导入受体细胞 D目的基因的检测和表达9下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是 我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻 我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉 我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒 我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛A B C D10不属于基因工程方法生产的药物是（ ）A.干扰素 B.白细胞介素 C.青霉素 D.乙肝疫苗【答案】17 C C DC D D C 810 C B C拓展题11据调查,随着化学农药的产量和品种逐年增加,害虫的抗药性也不断增强,危害很严重,如近年来,棉铃虫在我国大面积爆发成灾,造成经济损失每年达100亿元以上.针对这种情况,我国科学工作者经研究发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死,而此毒蛋白对人畜无害。通过科技攻关，我国科技工作者已成功地将该毒蛋白基因导入到棉花植株内并成功实现表达。由于棉铃虫吃了新品种“转基因抗虫棉”植株后会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，取得了很好的经济效益。请据上述材料回答下列问题：（1）害虫抗药性的增强是 的结果。（2）“转基因”抗虫棉新品种的培育应用了 新技术。（3）在培养转基因抗虫棉新品种过程中，所用的基因的“剪刀”是 ，基因的针线是 ，基因的运载工具是 。（4）将毒蛋白转入棉花植株内的操作步骤是 _(5)”转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可以表示为 (6)该科技成果在环保上的重要作用是 【答案】（1）自然选择 （2）基因工程 （3）限制性内切酶 DNA连接酶 运载体(4)提取目的基因,苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因 将目的基因毒蛋白基因与运载体结合 将目的基因导入棉花植株目的基因的监测和表达(5)抗虫基因RNA毒蛋白(6)减少农药对环境的污染、保护生态平衡12已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但能不断分裂增殖，将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇促融，获得杂种细胞。请回答：（1）试管中除融合的杂种细胞外，还有 种融合细胞。（2）设计一方法（不考虑机械方法），从培养液中分离出杂种细胞，并说原理。方法： 原理： 细胞株人染色体编号12345678A株B株C株（3）将分离出的杂种细胞在不同条件下继续培养，获得A、B、C三细胞株。各细胞株内含有的人染色体如有表（“”有，“”无）测定各细胞株中人体所具有的五种酶的活性。结果是：B株有a酶活性；A、B、C株均有b酶活性；A、B株有c酶活性；C株有d酶活性；A、B、C株均无e酶活性。若人基因的作用不受鼠基因影响，则支配a、b、c、d和e酶合成的基因依次位于人的第 、 、 、 和 号染色体上。【答案】（1）2 （2）培养液中加入氨基嘌呤，收集增殖的细胞 加入氨基嘌呤后，使D合成途径阻断，仅有D合成途径的骨髓瘤细胞及其彼此融合的细胞就不能增殖，但人淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂种细胞中可以利用淋巴细胞中的S途径合成DNA而增殖（3）6 1 2 7 8