2022年 洗马高级中学高二生物选修三《13 基因工程的应用》导学案

1.3 基因工程的应用
一、课标解读
二、导学指导与检测
说明：对于遗传病治疗最根本的方法是进行基因替换或修复。

基因治疗最正确时期理论上是受精卵时期，这样可以使个体的每个细胞都含有正常基因，但在现实生活中是不可能的，因为不可能人人在受精卵时期进行基因检查。

其次是对患者进行相关细胞的基因替换，如：对于遗传性糖尿病患者，只对胰腺的B细胞进行基因替换，该个体就能正常分泌胰岛素，糖尿病得以治疗；但这种局部细胞的基因替换，并没有改变其它部位细胞的基因，如精原细胞，其后代很大可能还会患遗传性糖尿病。

【教材拓展】
拓展点1、基因治疗的过程〔以镰刀形细胞贫血症的治疗为例〕
拓展点2、利用微生物生产药物的优越性
所谓利用微生物生产蛋白质类药物，是指将人们需要的某种蛋白质的编码基因，构建成表达载体后导入微生物，然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药物。

与传统的制药相比有以下优越性：
1.利用活细胞作为表达系统，表达效率高，无需大型装置和大面积厂房就
可以生产出大量药品。

2.可以解决传统制药中原料来源的缺乏。

例如，胰岛素是治疗糖尿病患者的药物，一名糖尿病患者每年需用的胰岛素需要从40头牛或50头猪的胰脏中才能提取到。

1978年科学家用2 000 L大肠杆菌发酵液得到100 g 胰岛素，相当于从1 000 kg猪胰脏中提取的量。

又如，生长素是治疗侏儒症患者的药物，治疗一名侏儒症患者每年需要从80具尸体的脑下垂体中提取生长素。

利用基因工程菌发酵生产就不需要从动物或人体上获取原料。

3.降低生产本钱，减少生产人员和管理人员。

【检测与反响】
考点一、植物基因工程的应用
【例1】．以下说法正确的选项是〔〕
A．用基因工程方法培育抗虫植物也能抗病毒
B．基因工程在畜牧业上应用的目的是培育体型巨大、品质优良的动物C．任何一种假单孢杆菌都能分解四种石油成分，因此，假单孢杆菌是“超级细菌〞
D．基因工程在农业生产上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物
【例2】.目前科学家把兔子血红蛋白基因导入到大肠杆菌细胞中，在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白。

以下所表达的哪一项不是这一先进技术的理论依据〔〕
A.所有生物共用一套遗传密码子
B.基因能控制蛋白质的合成
C.兔子血红蛋白基因与大肠杆菌的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成，都遵
循碱基互补配对原那么，都具有相同的空间结构 D.兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先
【例3】.以下高科技成果中，根据基因重组原理进行的是〔〕
①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻②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③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒④科学工将猪的胰岛素转变成人的胰岛素⑤将人的α－抗胰蛋白酶基因导入到羊的DNA分子中
A.①②⑤
B.①②④⑤
C.②④⑤
D.①②③④⑤
考点二、动物基因工程的应用
【例4】．原有基因通过DNA重组技术得以改造的动物称为转基因动物。

现在这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，人类控制蛋白质合成的基因可以替代羊染色体上的相似基因，以下图表示了这一技术的根本过程。

请答复：〔1〕人体蛋白质基因之所以能“插入〞到羊染色体内，原因是。

〔2〕从羊染色体中“剪下〞羊蛋白质基因的酶是，将人体蛋白质基因“插入〞羊体细胞染色体中的酶是。

〔3〕将人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生新的性状。

这种变异属于。

〔4〕举出两例说明转基因技术的应用：
①；
②。

〔5〕假设人体蛋白质基因含有12000个碱基对，那么该基因控制合成的蛋白质共有个氨基酸。

考点三、基因治疗
【例5】．如果通过转基因技术，成功改造了某血友病女性的造血干细胞，使其凝血功能全部恢复正常。

当她与正常男性结婚，婚后所生子女的表现型为〔〕
A．儿子、女儿全部正常 B．儿子、女儿中各一半正常
C．儿子全部有病，女儿全部正常 D．儿子全部正常，女儿全部有病【例6】.以下不属于基因治疗的是：〔〕
A．用正常的基因去弥补有缺陷的基因B．转移基因以刺激免疫力，用于肿瘤和爱滋病的治疗
C．将可抑制癌基因转录的DNA序列导入癌细胞，抑制其增殖D．摄入“健康基因〞
考点四、生物防治与化学防治
【例7】．随着科学技术的开展，化学农药的产量和品种逐年增加。

但害虫的抗药性也不断增强，对农作物的危害仍然很严重，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，针对这一情况，科学家开展了“转基因抗虫棉〞的科技攻关研究，成功地将抗虫基因导人棉花细胞中，得到的棉花新品种对棉铃虫的毒杀效果高达80%以上。

请答复以下问题：
(1)害虫抗药性的增强是的结果；
(2)“转基因抗虫棉〞抗害虫的遗传信息传递过程可以表示为。

(3)该项科技成果在环境保护上的重要作用是。

(4)科学家们预言，此种“转基因抗虫棉〞独立种植假设干代以后，也将会出现不抗虫的植株，此现象来源于。

【课后训练】
A、干扰素
B、白细胞介素
C、青霉素
D、乙肝疫苗
2、假设利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环保上的重要
意义是〔〕
A、减少氮肥的使用量，降低生产本钱
B、减少氮肥的使用量，节约能源
C、防止氮肥施用过多引起环境污染
D、改进土壤结构
3、基因治疗是指〔〕
A、对有基因缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，到达治疗疾病的目的
B、把健康的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中，到达治疗疾病的目的
C、运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常
D、运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，到达治疗疾病的目的
4、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍，转基因动物是指〔〕
A、提供基因的动物
B、基因组中增加外源基因的动物
C、能产生白蛋白的动物
D、能表达基因信息的动物
5、能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是( )
A．单倍体育种B．杂交育种C．基因工程育种D．多倍体育种
6、以下育种需要使用生物工程技术的是〔多项选择〕( )
A、高产青霉素菌株
B、能分泌含抗体的乳汁的母牛
C、生长较快的鲤鲫鱼
D、利于贮藏的白菜—甘蓝
7.以下转基因生物与所运用的目的基因正确是: ( )(多项选择)
A．抗虫棉——Bt毒蛋白基因B．抗真菌立枯丝核菌的烟草——抗毒素合成基因
C．抗盐碱和干旱植物——调节细胞渗透压的基因D．耐寒的番茄——抗冻蛋白基因
8．小麦根尖细胞基因分布在〔〕
A.染色体，核糖体
B.染色体，叶绿体
C.染色体，线粒体
D.染色体，线粒体，叶绿体
9．有关基因工程的说法，正确的选项是( )(多项选择)
A.在基因工程操作中，只要在受体细胞中检测到目的基因，就能表达
B.基因工程操作的必须的工具有限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体
C.抗虫棉的目的基因来自于苏云金芽胞杆菌
D.抗虫棉的后代中可能有不抗虫的个体
10.生产上培育无籽番茄、青霉素高产菌株、杂交培育矮秆抗锈病小麦、抗虫棉的培育原理依次是〔〕
A. 抗病毒转基因植物，可以抵抗所有病毒
B.抗病毒转基因植物，对病毒的抗性具有局限性或特异性
C.抗病毒转基因植物可以抗害虫
D.抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异
课堂训练参考答案
一、1、大豆棉花油菜玉米四
2、抗逆能力农作物品质生物药物
〔一〕1、植物凝集素基因、Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀
粉酶抑制剂基因
2、转入Bt毒蛋白基因、苏云金芽孢杆菌
3、
4、〔略〕
〔二〕1、病毒、真菌、细菌
2、①病毒外壳蛋白基因病毒复制酶基因
②几丁质酶基因抗毒素合成基因
〔三〕1、抗盐碱抗干旱
2、耐寒的烟草和蕃茄、抗除草剂的玉米、大豆
〔四〕1、2、3〔略〕
二、1、2〔略〕
3、乳腺蛋白显微注射受精卵
4、抗原决定基因克隆
三、1、2〔略〕四、1、2、3〔略〕
课堂训练 1、C 2、C 3、B 4、B 5、C 6、BCD 7. ABCD 8.C 9.BCD
10. D 11. B 12。

2：。