高中生物选修三学案：1.3 基因工程的应用(1) 预习学案

专题一1.3 基因工程的应用

课前预习学案

一、预习目标

1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。

2.关注基因工程的进展。

3.认同基因工程的应用促进生产力的提高

二、预习内容

选修3 P17—P24

阅读课本填表

转基因生物与目的基因的关系

转基因生物目的基因目的基因从何来

抗虫棉Bt毒蛋白基因苏云金芽孢杆菌抗真菌立枯丝核菌的烟草几丁质酶基因和抗毒素合成基因

抗盐碱和干旱作物调节细胞渗透压的基因

耐寒的番茄鱼

抗除草剂大豆抗除草剂基因

增强甜味的水果降低乳糖的奶牛

甜味基因肠乳糖酶基因

生产胰岛素的工程菌人

三、提出疑惑

疑惑点疑惑内容

课内探究学案

一、学习目标

1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。

2.关注基因工程的进展。

3.认同基因工程的应用促进生产力的提高

二、学习重难点

1.重点：基因工程在农业和医疗等方面的应用

2难点：基因治疗

三、学习过程

Ⅰ、植物基因工程的成果：

植物基因工程技术主要用于提高农作物的能力，以及改良农作物的和利用植物生产等方面。

（一）抗虫转基因植物

1．杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、抑制剂基因、抑制剂基因、植物凝集素基因等。

2．成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。

(二)抗病转基因植物

1．植物的病原微生物：、真菌和细菌等。

2．抗病基因种类

(1)抗病毒基因：病毒基因和病毒的复制酶基因。

(2)抗真菌基因：基因和抗毒素合成基因。

(3)成果：烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。

(三)抗逆转基因植物

1．抗逆基因：调节细胞基因使作物抗碱、抗旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。

2．成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。

(四)转基因改良植物品质

1．优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。

2．成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。

Ⅱ、动物基因工程的成果

(一)提高动物的生长速度

1．生长基因：外源基因。

2．成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。

(二)改善畜产品的品质

1．优良基因：肠乳糖酶基因。

2．成果：转基因牛含量少。

(三)转基因动物生产药物

1．基因来源：药用基因+ 蛋白基因+启动子。

2．成果：乳腺生物反应器。

(四)转基因动物作器官移植的供体

1．器官供体：抑制或除去抗原决定基因。

2．成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。

（五）基因工程药物

1．来源：转基因。

2．成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。

Ⅲ、基因治疗

1．概念：把导入病人体内，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．成果：将腺苷脱氢酶基因导入患者的淋巴细胞。

四、当堂检测

1、利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列各项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是

A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白2、现有一长度为1000碱基对(by）的DNA分子，用限制性核酸内切酶Eco R1酶切后得到的DNA分子仍是1000 by，用Kpn1单独酶切得到400 by和600 by两种长度的DNA分子，用EcoRI、Kpnl同时酶切后得到200 by和600 by两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是

3、（2008理综全国卷Ⅰ）4．已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指。如果在该线性DNA分子在3个酶切位

点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长

度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，若在每个

DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论

上讲，经该酶酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长

度不同的DNA片段种类数是

A．3 B．4 C．9 D．12

4、科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白，以下有关该基因工程的叙述，错误的是（）

A、采用反转录的方法得到的目的基因有内含子

B、基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的

C、马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞

D、用同一种限制酶，分别处理质粒和含目的基因的DNA，可产生黏性末端而形成重组DNA 分子

5、科学家在基因工程技术中常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，主要原因是（）

A、繁殖速度快

B、结构简单、操作方便

C、遗传物质含量少

D、性状稳定、变异少

6、运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中，培育出转基因抗虫的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白，对菜青虫有显著抗性，能

大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减少农药使用，保护农业生态环境。根据以上信息，下列叙述正确的是（）

A、B t基因的化学成分是蛋白质

B、Bt基因中有菜青虫的遗传物质

C、转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt基因

D、转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物

7、在1990年，医生对一位因缺乏腺苷脱氨酶基因而患先天性体液免疫缺陷病的美国女孩进行治疗。采用的方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用某种病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。

（1）该病治疗运用了基因工程技术，在这个实例中运载体是，目的基因是，目的基因的受体细胞是。

（2）将转基因白细胞多次回输到患者体内后，免疫能力趋于正常是由于产生了，产生这种物质的两个基本步骤是和。

（3）人的腺苷脱氨酶基因与胰岛素基因相比，其主要差别是；与大肠杆菌基因相比，其主要特点是。

（4）该病的治疗方法属于基因工程运用中的。这种治疗方法的原理是。

课后练习与提高

1、天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转人酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题：

（1）将淀粉酶基因切割下来所用的工具是，用将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该DNA分子，以完成工程菌的构建。

（2）若要鉴定淀粉酶基因是否插人酿酒酵母菌，可采用的检测方法是；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用检测。将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一定时间后，加入碘液，工程菌周围出现透明圈，请解释该现象发生的原因。

（3）如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小?

（4）微生物在基因工程领域中有哪些重要作用?

2、（8分）为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三

角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐

盐基因培育出了耐盐水稻新品系。

（1）获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制

性内切酶作用于图中的处，DNA连接酶作用

于处。（填“a”或“b”）

（2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和法。