高中生物 精講優(yōu)練課型 專題1 基因工程 1.3 基因工程的應(yīng)用同課異構(gòu)課件 新人教版選修3.ppt

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1.3 基因工程的應(yīng)用,一、植物基因工程的成果 1.植物基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域： (1)提高農(nóng)作物的_________。 (2)改良_____________。 (3)利用植物_________等。,抗逆能力,農(nóng)作物的品質(zhì),生產(chǎn)藥物,2.抗蟲轉(zhuǎn)基因植物： (1)方法：從某些生物中分離出具有_______________，將其 導(dǎo)入作物中。 (2)目的基因：Bt毒蛋白基因、_______抑制劑基因、_______ 抑制劑基因、植物凝集素基因等。 (3)成果：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻等。 (4)意義：減少_________的使用，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境 污染，降低對(duì)人體健康的危害。,殺蟲活性的基因,蛋白酶,淀粉酶,化學(xué)農(nóng)藥,3.抗病轉(zhuǎn)基因植物： (1)方法：將_________導(dǎo)入植物中。 (2)目的基因。 ①抗病毒基因：病毒_________基因和病毒的復(fù)制酶基因。 ②抗真菌基因：_________基因和抗毒素合成基因。 (3)成果：抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草，抗病毒的轉(zhuǎn)基因 小麥、甜椒、番茄等。 (4)意義：能獲得用常規(guī)育種方法很難培育出的_________ _____。,抗病基因,外殼蛋白,幾丁質(zhì)酶,抗病毒新,品種,4.抗逆轉(zhuǎn)基因植物： 抗逆轉(zhuǎn)基因植物的類型及其所需目的基因(連線),,,,5.利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)： 實(shí)例一：,將必需氨基酸含量多的_____ ___________導(dǎo)入植物中； 改變相關(guān)氨基酸_________中 某種_______的活性,獲得,某種氨基酸含量大大 提高的轉(zhuǎn)基因作物,,,蛋白,質(zhì)編碼基因,合成途徑,關(guān)鍵酶,實(shí)例二： 將控制番茄_______________ 導(dǎo)入番茄 實(shí)例三： 將與植物_________________ _____導(dǎo)入矮牽牛獲得,獲得,,,轉(zhuǎn)基因延熟番茄,轉(zhuǎn)基因矮牽牛,獲得,,,果實(shí)成熟的基因,花青素代謝有關(guān)的,基因,二、動(dòng)物基因工程的應(yīng)用,生長(zhǎng)激素,腸乳糖酶,蛋白,乳腺,器官移植,抗原決定基因,克隆技術(shù),免疫排斥反應(yīng),三、基因工程藥物 1.來源：_____________。 2.成果：細(xì)胞因子、_____、_____、激素等。 3.作用：預(yù)防和治療人類腫瘤、心血管疾病、_______、 各種傳染病、_______、類風(fēng)濕等疾病。,轉(zhuǎn)基因工程菌,抗體,疫苗,遺傳病,糖尿病,四、基因治療 1.概念：把_________導(dǎo)入病人體內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā) 揮功能，達(dá)到治療疾病的目的。 2.方法： (1)體外基因治療：從病人體內(nèi)獲得_________，進(jìn)行培養(yǎng)，在 體外完成_________，篩選出成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞_________，最后 重新_____________。 (2)體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細(xì)胞中_________。,正?；?某種細(xì)胞,基因轉(zhuǎn)移,擴(kuò)增培養(yǎng),輸入患者體內(nèi),轉(zhuǎn)移基因,3.實(shí)質(zhì)：正常基因的表達(dá)掩蓋病變基因的表達(dá)，達(dá)到治療疾病 的目的。 4.成果：將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入患者的_________中，治療 復(fù)合型免疫缺陷癥。,淋巴細(xì)胞,【微點(diǎn)撥】 1.抗蟲基因?yàn)槭裁床荒芸共《?、?xì)菌和真菌？ 提示：因?yàn)槊糠N基因都有特定的結(jié)構(gòu)和功能，具有專一性。抗蟲基因只能抗蟲。 2.轉(zhuǎn)基因育種與傳統(tǒng)育種方法相比較有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 提示：(1)目的性強(qiáng)，定向改造生物性狀。 (2)克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。 (3)育種周期短。,3.培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，為什么不選用體細(xì)胞而選用受精卵作為受體細(xì)胞？ 提示：動(dòng)物已分化的體細(xì)胞全能性受到限制，而受精卵分化程度低，全能性容易表達(dá)。 4.基因工程藥物與傳統(tǒng)意義上的藥物有什么區(qū)別？ 提示：基因工程藥物生產(chǎn)效率高、針對(duì)性強(qiáng)、成本低、價(jià)格便宜。 5.治療遺傳病最有效的手段是什么？ 提示：基因治療。,1.目前，植物基因工程技術(shù)不能應(yīng)用于以下哪個(gè)方面( ) A.提高農(nóng)作物的抗逆性 B.生產(chǎn)某些天然藥物 C.改良農(nóng)作物的品質(zhì) D.作器官移植的供體,【解析】選D。植物基因工程的主要成果表現(xiàn)在三個(gè)方面，即提高農(nóng)作物的抗逆能力、改良農(nóng)作物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物；動(dòng)物基因工程則主要應(yīng)用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度、改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)、利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體等方面。兩者都可用來生產(chǎn)藥物。D項(xiàng)為動(dòng)物基因工程技術(shù)的重要應(yīng)用。,2.下列轉(zhuǎn)基因植物與所選用的目的基因?qū)?yīng)錯(cuò)誤的是( ) A.抗蟲棉——Bt毒蛋白基因 B.抗病毒轉(zhuǎn)基因煙草——幾丁質(zhì)酶基因 C.抗鹽堿和抗旱植物——調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因 D.耐寒的番茄——抗凍基因 【解析】選B?？共《巨D(zhuǎn)基因植物所采用的基因，常使用病毒外殼蛋白基因和病毒的復(fù)制酶基因。幾丁質(zhì)酶基因及抗毒素合成基因一般用作抗真菌轉(zhuǎn)基因植物的目的基因，故選項(xiàng)B錯(cuò)。,3.能夠使植物體表達(dá)動(dòng)物蛋白的育種方法是( ) A.單倍體育種 B.雜交育種 C.基因工程育種 D.多倍體育種 【解析】選C。要讓動(dòng)物蛋白在植物體內(nèi)表達(dá)，必須將控制動(dòng)物蛋白合成的相關(guān)基因?qū)胫参锛?xì)胞中并讓其表達(dá)，因此需要通過基因工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)。,4.轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以改良動(dòng)物品種，生產(chǎn)人類需要的藥用蛋白。下列符合生產(chǎn)藥用蛋白的是( ) A.養(yǎng)殖轉(zhuǎn)生長(zhǎng)激素基因鯉魚 B.養(yǎng)殖抗口蹄疫病毒轉(zhuǎn)基因兔 C.養(yǎng)殖轉(zhuǎn)乳糖酶基因牛 D.從牛乳汁中獲得人血清白蛋白 【解析】選D。轉(zhuǎn)基因工程可以利用某些特定的外源基因在哺乳動(dòng)物體內(nèi)的表達(dá)，從這些動(dòng)物的乳腺細(xì)胞中獲得人類所需要的各類物質(zhì)，如激素、血清白蛋白等。,5.下列屬于用基因工程方法生產(chǎn)的藥物是( ) ①干擾素 ②白細(xì)胞介素 ③青霉素 ④乙肝疫苗 A.①②③ B.①②③④ C.①②④ D.②③④ 【解析】選C。用基因工程生產(chǎn)的藥物都是蛋白質(zhì)類的，通過基因工程生產(chǎn)的藥物有胰島素、干擾素、白細(xì)胞介素、生長(zhǎng)激素、血清白蛋白、腫瘤壞死因子、乙肝疫苗等。青霉素是經(jīng)誘變育種方法培育出高產(chǎn)青霉素菌種，然后再通過發(fā)酵工程生產(chǎn)的。,6.若利用基因工程技術(shù)培育能固氮的水稻新品種，其在環(huán)保上的重要意義是( ) A.減少氮肥的使用量，降低生產(chǎn)成本 B.減少氮肥的使用量，節(jié)約能源 C.避免氮肥使用過多引起環(huán)境污染 D.改良土壤結(jié)構(gòu) 【解析】選C。利用基因工程技術(shù)培育能固氮的水稻新品種，可以減少氮肥的使用量，避免造成水體富營(yíng)養(yǎng)化等。,7.科學(xué)家已能運(yùn)用基因工程技術(shù)，讓羊的乳腺細(xì)胞合成并分泌抗體。下列相關(guān)敘述中不正確的是( ) A.該技術(shù)將導(dǎo)致定向變異 B.DNA連接酶把目的基因與載體的黏性末端的堿基對(duì)連接起來 C.蛋白質(zhì)中的氨基酸可為合成目的基因提供資料 D.受精卵是理想的受體,【解析】選B。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的黏性末端的堿基對(duì)，而是目的基因與載體DNA兩條鏈的骨架，即脫氧核糖與磷酸的連接，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(zhì)中的氨基酸序列可推知相應(yīng)的mRNA中的核苷酸序列，進(jìn)而可推測(cè)相應(yīng)基因中的脫氧核苷酸序列，從而可以用化學(xué)合成方法人工合成目的基因。轉(zhuǎn)基因羊的乳腺細(xì)胞及全身所有的組織細(xì)胞均來自受精卵的有絲分裂，遺傳物質(zhì)都與受精卵完全相同，而受精卵體積較大，操作較容易，也能保障發(fā)育成的個(gè)體所有細(xì)胞都含有外源基因。,一、植物基因工程的應(yīng)用,【易錯(cuò)提醒】 有關(guān)Bt毒蛋白的兩點(diǎn)提醒 (1)本身不具有毒性：Bt毒蛋白基因控制合成的毒蛋白本身沒有毒性，只有被害蟲攝食進(jìn)入消化道被消化分解為多肽后才具有毒性。 (2)發(fā)揮抗蟲作用的機(jī)理：Bt毒蛋白水解成的多肽與害蟲的腸上皮細(xì)胞的特異性受體結(jié)合，導(dǎo)致其細(xì)胞膜穿孔，細(xì)胞腫脹裂解而使害蟲死亡。,1.(2014青島高二檢測(cè))運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)的育種方法，將抗菜青蟲的Bt基因轉(zhuǎn)移到優(yōu)質(zhì)油菜中，培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲的油菜品種，這一品種在生長(zhǎng)過程中能產(chǎn)生特異的殺蟲蛋白，對(duì)菜青蟲有顯著抗性，能大大減輕菜青蟲對(duì)油菜的危害，提高油菜產(chǎn)量，減少農(nóng)藥作用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。根據(jù)以上信息，下列敘述正確的是( ) A.Bt基因的化學(xué)成分是蛋白質(zhì) B.Bt基因中有菜青蟲的遺傳物質(zhì) C.轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜能產(chǎn)生殺蟲蛋白是由于Bt基因在其體內(nèi)得以表達(dá)的結(jié)果 D.轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜產(chǎn)生的殺蟲蛋白是無機(jī)物,【解題關(guān)鍵】解答本題的關(guān)鍵點(diǎn)： (1)明確Bt基因的本質(zhì)是DNA，Bt基因的表達(dá)產(chǎn)物殺蟲蛋白屬于有機(jī)物。 (2)知道Bt基因表達(dá)能產(chǎn)生抗蟲效果。 【解析】選C。Bt基因也被稱為Bt毒蛋白基因，在該基因指導(dǎo)下表達(dá)出的蛋白質(zhì)對(duì)害蟲有毒害作用，能夠殺死害蟲，但對(duì)哺乳動(dòng)物無害。該基因來自蘇云金芽孢桿菌。把該基因通過基因工程手段導(dǎo)入植物體內(nèi)可培育成抗蟲植物，減少農(nóng)藥的使用量，既增加了農(nóng)作物產(chǎn)量，也保護(hù)了環(huán)境。,2.(2013寧波高二檢測(cè))抗病毒轉(zhuǎn)基因植物成功表達(dá)后，以下說法正確的是( ) A.抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以抵抗所有病毒 B.抗病毒轉(zhuǎn)基因植物對(duì)病毒的抗性具有局限性或特異性 C.抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以抗害蟲 D.抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以穩(wěn)定遺傳，不會(huì)變異,【解題關(guān)鍵】解答本題需要明確以下兩點(diǎn)： (1)抗病毒轉(zhuǎn)基因植物的培育原理和過程：將外源抗病毒基因?qū)胫参锸荏w細(xì)胞，并使其成為受體(細(xì)胞)遺傳物質(zhì)的一部分，因而與轉(zhuǎn)基因植物原有遺傳物質(zhì)一樣，具有遺傳性和變異性。 (2)基因表達(dá)產(chǎn)物及其特點(diǎn)：某抗病毒基因合成的毒蛋白只能抗特定的某種病毒，而不能抗所有病毒，更不能抗害蟲。,【解析】選B?？共《巨D(zhuǎn)基因植物是將外源抗病毒基因?qū)胫参锸荏w細(xì)胞，并使抗病毒基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，然后通過組織培養(yǎng)，獲得抗病毒轉(zhuǎn)基因植物。由于外源抗病毒基因具有特異性，因而其表達(dá)產(chǎn)物具有特異性或局限性，只能抵抗某種或某類病毒，不可能抵抗所有病毒，更不能抗害蟲，故選項(xiàng)B正確，而選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤。目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，可以隨受體內(nèi)的自身遺傳物質(zhì)穩(wěn)定遺傳，也會(huì)同自身遺傳物質(zhì)一樣發(fā)生變異。,二、乳腺生物反應(yīng)器與基因治療 1.乳腺生物反應(yīng)器： (1)操作過程：,(2)主要用途：生產(chǎn)多肽類藥物、工程疫苗、抗體、營(yíng)養(yǎng)品等。 (3)乳腺生物反應(yīng)器與工程菌生產(chǎn)藥物的區(qū)別：,2.基因治療： (1)過程：,(2)途徑：,(3)基因診斷與基因治療的比較：,【易錯(cuò)提醒】 正?；驔]有改變病變基因的表達(dá)途徑 在基因治療的過程中，正?；?、病變基因都可以表達(dá)，由于正?；虻谋磉_(dá)掩蓋了病變基因的表達(dá)，使病人表現(xiàn)正常，最終達(dá)到治療疾病的目的。,1.(2014蚌埠高二檢測(cè))采用基因工程技術(shù)將人凝血因子基因?qū)肷窖蚴芫?，培育出了轉(zhuǎn)基因羊。但是人凝血因子只存在于該轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中，以下有關(guān)敘述正確的是( ) A.人體細(xì)胞中凝血因子基因的堿基對(duì)數(shù)目小于凝血因子氨基酸數(shù)目的3倍 B.可用顯微注射技術(shù)將含有人凝血因子基因的DNA分子導(dǎo)入山羊的受精卵 C.在該轉(zhuǎn)基因羊中，人凝血因子基因只存在于乳腺細(xì)胞，而不存在于其他體細(xì)胞中 D.人凝血因子基因開始轉(zhuǎn)錄時(shí)，在DNA連接酶的催化下以DNA的一條鏈為模板合成mRNA,【解題關(guān)鍵】解答本題需明確兩個(gè)方面： (1)基因中堿基對(duì)數(shù)目與其控制合成的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的關(guān)系。 (2)只有羊的乳汁中含有人凝血因子是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。,【解析】選B。凝血因子基因含有啟動(dòng)子和終止子，所以凝血因子基因的堿基對(duì)數(shù)目大于凝血因子中氨基酸數(shù)目的3倍，A項(xiàng)錯(cuò)誤。動(dòng)物基因工程中，常用顯微注射技術(shù)，將含有目的基因的重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞，B項(xiàng)正確。因?yàn)閷⒛康幕驅(qū)氲氖鞘芫?，所以轉(zhuǎn)基因羊的體細(xì)胞中都含有人凝血因子基因，C項(xiàng)錯(cuò)誤?；虻霓D(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶，不需要DNA連接酶，D項(xiàng)錯(cuò)誤。,2.《人類基因治療》報(bào)道，在美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)基因治療中心接受基因治療的三名遺傳性失明患者都重新獲得了一定的視力，并且沒有嚴(yán)重的副作用。基因治療是指( ) A.把健康外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的 B.對(duì)有缺陷的細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)、修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常，達(dá)到治療疾病的目的 C.運(yùn)用人工誘變方法，使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因突變，從而恢復(fù)正常 D.運(yùn)用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，達(dá)到治療疾病的目的,【解題關(guān)鍵】解答本題注意突破以下兩點(diǎn)： (1)正確理解基因治療的原理。 (2)注意基因治療和基因診斷的區(qū)別?；蛟\斷是在DNA水平上分析檢測(cè)某一基因，從而對(duì)特定的疾病進(jìn)行診斷。,【解析】選A?；蛑委熤皇菍⒄５幕?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的，而細(xì)胞中的缺陷基因并未修復(fù)，和正?；蛲瑫r(shí)存在，基因治療也不是切除病變基因或誘發(fā)其突變，因而B、C、D的說法都不符合基因治療的概念。,【互動(dòng)探究】 (1)題1中，乳汁中含人凝血因子的轉(zhuǎn)基因羊稱為什么？ 提示：乳腺(或乳房)生物反應(yīng)器。 (2)題1中對(duì)培育成功的轉(zhuǎn)基因羊有性別要求嗎？為什么？ 提示：有。必須是雌性個(gè)體，否則導(dǎo)入的基因不能表達(dá)。,【方法規(guī)律】基因治療的分析 (1)原理：將正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，治療疾病。 (2)方法：體外基因治療和體內(nèi)基因治療。 (3)受體細(xì)胞：特殊功能的體細(xì)胞。 (4)基因治療不是修復(fù)、切除缺陷基因。,