基因工程的應(yīng)用(1)

1、第二節(jié)基因工程的應(yīng)用基因工程的應(yīng)用(1)學(xué)習(xí)目標(biāo)：舉例說(shuō)出基因工程在動(dòng)物方面的應(yīng)用。舉例說(shuō)出基因工程在植物方面的應(yīng)用。課前導(dǎo)學(xué)：一、基因工程的應(yīng)用(一)運(yùn)用基因工程培育動(dòng)植物新品種1.基因工程在動(dòng)物方面的應(yīng)用:應(yīng)用外源基因成果提高抗病能力外源抗性基因轉(zhuǎn)基因抗因抗豬和轉(zhuǎn)基兔。提高產(chǎn)品產(chǎn)量外源_基因轉(zhuǎn)基因畦魚(yú)。改善產(chǎn)品品質(zhì)乳糖酶基因含有中無(wú)。酶轉(zhuǎn)基因牛的牛奶生產(chǎn)藥用蛋白外源_基因轉(zhuǎn)基因牛的乳腺就成了 能大量生產(chǎn)藥用蛋白?！?,， ,2.基因工程在植物方面的應(yīng)用:應(yīng)用實(shí)現(xiàn)途徑提高植物的光合作用 效率通過(guò)改造酶，提高植物對(duì)CO2的固定效率；還能通過(guò)增強(qiáng)植物對(duì)光能的來(lái)提高作物產(chǎn)量。延長(zhǎng)果實(shí)的儲(chǔ)藏期通過(guò)基

2、因工程獲得能抑制基因的植物新品種，又延長(zhǎng)了儲(chǔ)藏期。提高植物次生代謝產(chǎn) 物的產(chǎn)率通過(guò)工程提高植物的產(chǎn)率。提高植物的抗性將基因轉(zhuǎn)入植物，使轉(zhuǎn)基因植物(如煙草等)具有殺蟲(chóng)能力，植物的抗性還包括抗除草劑、抗?jié)澈涂果}等。3.轉(zhuǎn)基因生物的優(yōu)點(diǎn):轉(zhuǎn)基因生物的概念：轉(zhuǎn)基因生物是指基因工程技術(shù)導(dǎo)入培育出的、能將新性狀穩(wěn)定地遺傳給后代的基因工程生物。優(yōu)點(diǎn)：能打破常規(guī)育種難以突破的,使生物之間的遺傳 物質(zhì)相互重組和轉(zhuǎn)移成為可能?；蚬こ趟幬锂愜娡黄穑阂话阌没蚬こ痰姆椒?，使藥物蛋白基因在轉(zhuǎn)基因的工程菌得 到高效表達(dá)的菌類(lèi)細(xì)胞株系。成果有：大量生產(chǎn)細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等貴重藥物。質(zhì)疑探究：“乳腺生物反應(yīng)器”、“

3、膀胱生物反應(yīng)器”有何優(yōu)點(diǎn)？如何通過(guò)基因工程技術(shù)獲得“乳腺生物反應(yīng)器”生物?常規(guī)育種方法有哪些？為什么會(huì)存在物種之間的界限?抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物的應(yīng)用有何優(yōu)點(diǎn)?例題精講：采用基因工程技術(shù)將人的凝血因子基因?qū)肷窖蚴芫?，培育出了轉(zhuǎn)基因羊，但是，人凝血因子只存在與該轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中。以下有關(guān)敘述中，正確的是 （）人體細(xì)胞中凝血因子基因編碼區(qū)的堿基對(duì)數(shù)目等于凝血因子氨基酸數(shù)目的3倍可用顯微注射技術(shù)將含有人凝血因子基因的重組DNA分子導(dǎo)入羊的受精卵在該轉(zhuǎn)基因羊中，人凝血因子基因只存在與乳腺細(xì)胞，而不存在于其他體細(xì)胞中人凝血因子基因轉(zhuǎn)錄依賴于DNA連接酶以DNA分子中的一條鏈為模板合成mRNA下圖表示科學(xué)家通

4、過(guò)基因工程培育抗蟲(chóng)棉時(shí)，從蘇云金芽抱桿菌中提取抗蟲(chóng)基因開(kāi)始，到“放 入”棉花細(xì)胞中與棉花的DNA分子整合起來(lái)而發(fā)揮作用的過(guò)程示意圖。請(qǐng)回答：目的基因四環(huán)素抗性基因（1）要產(chǎn)生圖中的II，首先應(yīng)使用 酶同時(shí)切割抗蟲(chóng)基因所在的DNA和運(yùn)載體。切割完成后，再采用 酶將載體與該抗蟲(chóng)基因連接得到重組DNA（圖中的II），該基因表達(dá)酶對(duì)所連接的DNA兩端堿基序列是否有專(zhuān)一性要求？ 質(zhì)粒的黏性末端與目的基因DNA片段的黏性末端就可通過(guò)而黏合。連接產(chǎn)物至少有種環(huán)狀DNA分子，它們分別是。目的基因插入治質(zhì)粒后，不能影響質(zhì)粒的。把重組DNAII導(dǎo)人圖中棉花細(xì)胞III的途徑是：先將得到的重組DNA分子導(dǎo)人土壤農(nóng)桿菌

5、，然 后用該土壤農(nóng)桿菌去棉花細(xì)胞I。獲得了含有抗蟲(chóng)基因的棉花細(xì)胞I后，可以通過(guò)圖中的步驟，把該細(xì)胞培育成含有抗蟲(chóng)基 因的棉花。步驟依賴的生物工程技術(shù)為。只有抗蟲(chóng)基因表達(dá)后，才能使含有抗蟲(chóng)基因的棉花抗蟲(chóng)。請(qǐng)用箭頭表示出抗蟲(chóng)基因遺傳信息 的表達(dá)過(guò)程。種植上述轉(zhuǎn)基因油菜，它所攜帶的目的基因可以通過(guò)花粉傳遞給近緣物種，造成“基因污染”。 TOC o 1-5 h z 如果把目的基因?qū)巳~綠體DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是。反饋矯正： 抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物具有的優(yōu)點(diǎn)()減少農(nóng)藥的使用，保護(hù)環(huán)境B.損害人體健康C.增加了生產(chǎn)成本D.抗病毒感染轉(zhuǎn)達(dá)基因技術(shù)可以改良動(dòng)物品種，生產(chǎn)人類(lèi)需要的藥用蛋白質(zhì)。下列與

6、生產(chǎn)藥用蛋白目的相符合的是()A.養(yǎng)殖黑心生長(zhǎng)激素基因畦魚(yú)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下圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的操作過(guò)程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖作答。重復(fù)進(jìn)行 人胰島素大腸桿菌-人胰島素人胰島細(xì)胞胰島素圖中基因工程的基本過(guò)程可以概括為“四步曲”：即能否利用人的皮膚細(xì)胞來(lái)完成過(guò)程？為什么？ 過(guò)程必需的酶 酶，過(guò)程必需的酶是酶。若A中共有a個(gè)堿基對(duì)，其中鳥(niǎo)嘌吟有b個(gè)，則過(guò)程連續(xù)進(jìn)行4次，至少需提供胸腺嘧嗟 個(gè)。 在利用AB獲得C的過(guò)程中，必須用 切割A(yù)和B，使它們產(chǎn)生，再 加入，才可形成C。為使過(guò)程更易進(jìn)行，可用 (藥劑)處理D。遷移創(chuàng)新：上海醫(yī)

7、學(xué)遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶人白蛋白基因的轉(zhuǎn)基因牛。他們還研究出一種可 以大大提高基因表達(dá)水平的新方法，使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳汁中的藥物蛋白含量提高30多倍，標(biāo)志著 我國(guó)轉(zhuǎn)基因研究向產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)又邁進(jìn)了一大步?！稗D(zhuǎn)基因動(dòng)物”是指()A.提供基因的動(dòng)物B.基因組中導(dǎo)入了外源基因的動(dòng)物C.能產(chǎn)生白蛋白的動(dòng)物D.能表達(dá)基因信息的動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)在植物品種改良方面應(yīng)用廣泛，其中一項(xiàng)基因工程是改造CO2固定酶。其目的是 A.提高光合作用效率 B.延長(zhǎng)果實(shí)儲(chǔ)藏期C.培養(yǎng)新作物品種 D.提高植物的抗性 應(yīng)用基因工程育種區(qū)別于誘變育種的特點(diǎn)是()A.能夠產(chǎn)生新基因B.能夠定向地改造生物C.操作簡(jiǎn)便易行D.不需要對(duì)處

8、理對(duì)象進(jìn)行篩選 TOC o 1-5 h z 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.避免氮肥過(guò)多引起環(huán)境污染。.改良土壤結(jié)構(gòu) 下列關(guān)于基因工程應(yīng)用的敘述中，錯(cuò)誤的是（） 提高植物的抗性B.提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)品產(chǎn)量 提高植物的光合作用效率D.保護(hù)生物多樣性，維持生態(tài)平衡 下列各項(xiàng)應(yīng)用中不屬于基因工程的是（）A.轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的培育成功B.將C植物葉綠體移入C植物體內(nèi)使光合效率提高43培育工程菌生產(chǎn)胰島素D.利用DNA探針檢測(cè)飲用水中有無(wú)病毒科學(xué)家通過(guò)基因工程的方法，能使大腸桿菌產(chǎn)生人的胰島素。以下敘述

9、中，錯(cuò)誤的是A-人工合成的胰島素基因與天然的胰島素基因堿基序列不一定相同（）B-目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不一定能表達(dá)DNA連接酶和限制性內(nèi)切酶都是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶不同的限制性內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒產(chǎn)生的黏性末端一定不能互補(bǔ)配對(duì)切取某動(dòng)物合成生長(zhǎng)激素的基因，用某種方法將此基因轉(zhuǎn)移到鲇魚(yú)的受精卵中，從而鲇魚(yú)比同類(lèi)個(gè)體大34倍，此項(xiàng)研究遵循的原理是（）A.基因突變，DNA-RNA 蛋白質(zhì)B.基因工程，DNA-tRNA 蛋白質(zhì)C.細(xì)胞工程，DNA-RNA 蛋白質(zhì)D.基因重組，DNA-RNA-蛋白質(zhì)基因工程是在現(xiàn)代生物學(xué)、化學(xué)和工程學(xué)基礎(chǔ)上建立和發(fā)展起來(lái)的，并有賴于微生物學(xué)理論 和技術(shù)的發(fā)展運(yùn)用

10、?；蚬こ袒静僮髁鞒倘缦聢D，請(qǐng)據(jù)圖分析回答：（1）圖中A是；在基因工程中，需要在 酶的作用下才能完成剪接過(guò)程。（2） 在下圖基因工程的操作過(guò)程中，可以遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的步驟有（用 圖中序號(hào)表示）。（3） 從分子水平分析不同種生物之間的基因移植成功的主要原因是，也說(shuō)明了不同生物共用一套。（4）研究中發(fā)現(xiàn)，番茄體內(nèi)的蛋白酶抑制劑對(duì)害蟲(chóng)的消化酶有抑制作用，導(dǎo)致害蟲(chóng)無(wú)法消化 食物而被殺死，人們成功地將番茄的蛋白酶抑制劑基因?qū)胗衩左w內(nèi)，玉米獲得了與番茄相似 的抗蟲(chóng)性狀，玉米這種變異的來(lái)源?？茖W(xué)家在某種植物中找到了抗枯萎病的基因，并用基因工程的方法將該基因?qū)虢鸩杌ㄈ~片細(xì)胞的染色體DNA上，經(jīng)組織

11、培養(yǎng)長(zhǎng)成的植株具備了抗病性，這說(shuō)明10.科學(xué)家通過(guò)基因工程方法，將蘇云金芽抱桿菌的Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入普通棉株細(xì)胞內(nèi)，并成 功實(shí)現(xiàn)了表達(dá)，從而培育出了能抗棉鈴蟲(chóng)的棉花植株一抗蟲(chóng)棉。其過(guò)程大致如圖所示：色體D麗中培養(yǎng)1抗岌棉(1)基因工程的操作程序主要包括的五個(gè)步驟是: 、 、 。Ti質(zhì)粒是農(nóng)桿菌中的一種質(zhì)粒，其上有T-DNA，把目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA中是利用T-DNA的特點(diǎn)。Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入普通棉株細(xì)胞內(nèi)并成功實(shí)現(xiàn)表達(dá)的過(guò)程，在基因工程中稱為將目的基因?qū)耸荏w細(xì)胞的方法有很多種，該題中涉及的 。目的基因能否在棉株體內(nèi)穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性的關(guān)鍵，這需要通過(guò)檢測(cè)才能知道，檢測(cè)采用的方

12、法是第二節(jié)基因工程的應(yīng)用（1）課前導(dǎo)學(xué)：一、基因工程的應(yīng)用（一）運(yùn)用基因工程培育動(dòng)植物新品種外源基因成果豬瘟病毒、 抗口蹄疫病毒生長(zhǎng)激素生長(zhǎng)激素乳糖酶乳糖蛋白（或藥物蛋白）反應(yīng)器CO2固定吸收和轉(zhuǎn)化乙烯形成酶表達(dá) 基因次生代謝產(chǎn)物 抗蟲(chóng)毒素蛋白外源基因物種之間的界限質(zhì)疑探究：產(chǎn)量高，成本低，易提取。獲取目的基因一制備重組DNA分子一轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞（即轉(zhuǎn)化受精卵或早期胚胎細(xì)胞）一培養(yǎng) 成胚胎一將胚胎送入母體動(dòng)物體內(nèi)（即胚胎移植）發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。誘變育種、雜交育種、單倍體和多倍體育種。因?yàn)槲锓N是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期進(jìn)化形成的，不同物種之 間存在生殖隔離。減少使用化學(xué)農(nóng)藥，減小生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染。例題精講：

13、1. B 2. （1）同一種限制酶DNA連接酶 否 （2）DNA連接酶 3 目的基因-質(zhì)粒連接物、目的基因-目的基因連接物、質(zhì)粒-質(zhì)粒連接物 復(fù)制與表達(dá)（4）感染或侵染 植物組織培養(yǎng) DNA一RNA蛋白質(zhì)（6）葉綠體中的基因只能經(jīng)卵細(xì)胞傳給子代（即葉綠 體中的基因只能母系遺傳）反饋矯正：1.A 2. D 3.獲取目的基因；將目的基因與運(yùn)載體結(jié)合；將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；目的 基因的檢測(cè)與表達(dá)。不能 皮膚細(xì)胞中的胰島素基因未表達(dá)（或未轉(zhuǎn)錄），不能形成胰島素 mRNA （2分）逆轉(zhuǎn)錄 解旋 15 （ ab ）同一種限制性內(nèi)切酶 相同的黏性末端 DNA連接酶CaCl2 遷移創(chuàng)新：1.B 2.A 3.B 4.C 5.D 6.B 7.D 8.D