2024_2025学年高中生物专题1基因工程3基因工程的应用学案新人教版选修3.doc
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基因工程的应用
一、植物基因工程的成果
1.植物基因工程的应用领域:
(1)提高农作物的抗逆实力。
(2)改良农作物的品质。
(3)利用植物生产药物等。
2.抗虫转基因植物:
(1)方法:从某些生物中分别出具有杀虫活性的基因,将其导入作物中。
(2)目的基因:主要是Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。
(3)成果:转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻等。
(4)意义:削减化学农药的运用,降低生产成本,削减环境污染,降低对人体健康的危害。
3.抗病转基因植物:
(1)方法:将抗病基因导入植物中。
(2)目的基因。
①抗病毒基因:病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因。
②抗真菌基因:几丁质酶基因和抗毒素合成基因。
(3)成果:抗烟草花叶病毒的转基因烟草,抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。
(4)意义:能获得用常规育种方法很难培育出的抗病毒新品种。
4.抗逆转基因植物:
作物种类
目的基因
抗盐碱、抗干旱作物
调整细胞渗透压基因
耐寒作物
鱼的抗冻蛋白基因
抗除草剂作物
抗除草剂基因
5.利用转基因改良植物的品质:
富含赖氨酸的转基因玉米、转基因延熟番茄、开变异花的转基因矮牵牛。
二、动物基因工程的应用
应用
基因来源或处理
成果
提高动物的生长速度
外源生长激素基因
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,乳糖含量降低
用转基因动物生产药物
药用蛋白基因+乳腺蛋白基因的启动子
乳腺生物反应器或乳房生物反应器
用转基因动物作器官移植的供体
抑制抗原确定基因的表达或设法除去抗原确定基因
结合克隆技术,培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官
三、基因工程药物
1.来源:转基因工程菌。
2.成果:细胞因子、抗体、疫苗、激素等。
3.作用:预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病、类风湿等疾病。
四、基因治疗
1.概念: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.方法:
(1)体外基因治疗:从病人体内获得某种细胞,进行培育,在体外完成基因转移,筛选出胜利转移的细胞扩增培育,最终重新输入患者体内。
(2)体内基因治疗:干脆向人体组织细胞中转移基因。
3.成果:将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的淋巴细胞中,治疗复合型免疫缺陷症。
4.现状:
(1)处于初期临床试验阶段。
(2)存在着技术、伦理道德、平安性等方面的诸多困难。
1.目的基因只能来源于微生物。 (×)
【分析】目的基因既可以来源于细菌等微生物,也可来源于高等的植物、动物等生物。
2.利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品,如人的血清白蛋白,这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中。 (×)
【分析】利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品,是将目的基因导入动物的受精卵而不是乳腺细胞。
3.来自苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因只能应用于棉花。 (×)
【分析】Bt毒蛋白能杀死多种有害昆虫,而对哺乳动物无害,因而广泛用于多种转基因植物,如棉花、水稻等。
4.转基因生物的目的基因来自不同的物种,可见,基因工程可以打破物种间的生殖隔离。 (√)
5.由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可干脆应用。 (×)
【分析】大肠杆菌是原核生物,没有内质网、高尔基体,无法对分泌蛋白进行加工修饰,合成的干扰素无生物活性,须要进一步加工,不能干脆应用。
一、基因工程的应用
1.转基因植物生产过程图解(以抗虫棉生产过程为例):
2.转基因动物生产过程图解(以转基因牛生产过程为例):
3.转基因微生物生产过程图解(以可生产干扰素的酵母菌的培育过程为例):
【易错提示】
转基因作物中的目的基因的两点提示
(1)目的基因并非都来自微生物:目的基因都是来自其他生物的能表现出优良性状的外源基因,并不都是来自细菌、病毒等微生物,如抗冻蛋白基因来自鱼类。
(2)留意“抗虫”和“抗病”的区分,二者可以分别通过害虫接种和病毒接种来进行个体水平的检测。
【选修对接必修】对接必修2:基因的表达
(1)目的基因对性状的限制:有的目的基因通过限制蛋白质的合成,干脆限制生物的某种性状,这反映了基因与性状的干脆关系;有的目的基因通过限制酶的合成来限制代谢,进而限制生物的性状,这体现的是基因和性状的间接关系。
(2)生物的表现型=基因型+环境。基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间相互作用,精细地调控着生物体的性状。
为增加油菜种子的含油量,探讨人员尝试将从陆地棉基因库中获得的酶D基因与位于拟南芥叶绿体膜上的转运肽基因相连,导入油菜细胞并获得转基因油菜品种。酶D基因、转运肽基因所含三种限制酶(ClaⅠ、SacⅠ、XbaⅠ)的切点如图甲所示。请回答下列问题。
(1)用限制酶_____