三同步輔導(dǎo)與檢測(cè)13基因工程的應(yīng)用

1、第3節(jié)基因工程的應(yīng)用基因工程 預(yù)習(xí)提綱一、植物基因工程碩果累累提高農(nóng)作物的_能力、改良農(nóng)作物的_、利用植物生產(chǎn)_等。1抗蟲(chóng)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，使其具有抗蟲(chóng)性。(2)殺蟲(chóng)基因種類：Bt毒蛋白基因、_抑制劑基因、_抑制劑基因、植物凝集素基因等?？鼓嫫焚|(zhì)藥物殺蟲(chóng)活性的基因蛋白酶淀粉酶(3)成果：抗蟲(chóng)棉、抗蟲(chóng)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，降低了對(duì)人體健康的損害。2抗病轉(zhuǎn)基因植物(1)植物的病原微生物：_、_和細(xì)菌等。(2)方法：將_導(dǎo)入植物中，使其具有抗病特性。(3)抗病基因種類a抗病毒基因：病毒_基因和病毒的復(fù)制酶基因。b抗

2、真菌基因：_基因和抗毒素合成基因。農(nóng)藥病毒真菌抗病基因外殼蛋白幾丁質(zhì)酶(4)成果：抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草和抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥、甜椒、番茄等。3其他抗逆轉(zhuǎn)基因植物(1)方法：將_基因?qū)胫参铮@得抗逆作物。(2)抗逆基因：調(diào)節(jié)細(xì)胞_的基因，提高作物抗鹽堿、抗干旱；魚的_基因使作物耐寒；抗除草劑基因使作物抗除草劑。(3)成果：抗鹽抗旱煙草、耐寒番茄、抗除草劑玉米等。抗逆滲透壓抗凍蛋白4利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)(1)我國(guó)科學(xué)家將富含賴氨酸的_導(dǎo)入玉米，獲得的轉(zhuǎn)基因玉米中賴氨酸的含量比對(duì)照組提高30%。(2)我國(guó)科學(xué)家將控制番茄_的基因?qū)敕眩@得了轉(zhuǎn)基因延熟番茄。蛋白質(zhì)編碼基因 果實(shí)成熟二、動(dòng)

3、物基因工程前景廣闊1提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速度(1)基因：外源_基因。(2)成果：轉(zhuǎn)基因綿羊、轉(zhuǎn)基因鯉魚。2改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)(1)優(yōu)良基因：_基因。(2)成果：轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少。生長(zhǎng)激素腸乳糖酶三、基因工程藥物異軍突起1方式：利用基因工程培育“ _”來(lái)生產(chǎn)藥品。2成果：利用“工程菌”可生產(chǎn)細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等。自主檢測(cè)1.基因治療是將健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。從變異角度分析這屬于( )A基因突變 B染色體變異C基因重組 D不遺傳的變異2可用作抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物的目的基因有( )A蛋白酶抑制劑 BBt毒蛋白基因C抗毒素合成基因 D抗凍蛋白基因 CB3.關(guān)

4、于應(yīng)用基因工程治療人類遺傳病的敘述，不正確的是( )A基因治療可以有效地改善患者的生理狀況，其操作對(duì)象是基因B進(jìn)行基因治療時(shí)，基因的受體細(xì)胞是受精卵C基因治療并不是對(duì)患者體內(nèi)細(xì)胞的缺陷基因改造D基因治療時(shí)可只對(duì)患者部分細(xì)胞輸入正?；駼4上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶白蛋白的轉(zhuǎn)基因牛，他們還研究出一種可大大提高基因表達(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。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是指( )A提供基因的動(dòng)物B基因組中增加外源基因的動(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B5“工程菌”是指( )A用物理或化學(xué)方法誘發(fā)菌類自身某些基因突變，得到高效表達(dá)的菌類細(xì)胞株系B用遺傳工程

5、的方法，把相同種類不同株系的菌類通過(guò)雜交得到的新細(xì)胞株系C用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達(dá)的菌類細(xì)胞株系D從自然界中選擇能迅速增殖的菌類C6要徹底治療白化病必須采用( )A基因治療 B醫(yī)學(xué)手術(shù)C射線照射 D一般藥物A利用基因工程生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因生物(或目的基因產(chǎn)物)1轉(zhuǎn)基因植物(1)生產(chǎn)過(guò)程圖解(以抗蟲(chóng)棉生產(chǎn)過(guò)程為例)(2)成果類別目的基因成果抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因等 抗蟲(chóng)棉等抗病轉(zhuǎn)基因植物抗病毒基因抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草抗逆轉(zhuǎn)基因植物耐寒基因等耐寒冷的煙草和番茄等轉(zhuǎn)基因改良植物品質(zhì)控制果實(shí)成熟基因轉(zhuǎn)基因延熟番茄與花青素代謝有關(guān)的基因轉(zhuǎn)基因牽?；康幕蜉d體2.轉(zhuǎn)

6、基因動(dòng)物(1)生產(chǎn)過(guò)程圖解(以轉(zhuǎn)基因牛生產(chǎn)過(guò)程為例)(2)成果(或前景)類別目的基因過(guò)程或成果提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速度外源生長(zhǎng)激素基因轉(zhuǎn)基因鯉魚改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)乳糖酶基因?qū)⒛c乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，使轉(zhuǎn)基因奶牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大降低類別目的基因過(guò)程或成果用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物藥用蛋白基因乳腺生物反應(yīng)器用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體器官供體基因?qū)⑵鞴俟w基因組導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，抑制抗原決定基因的表達(dá)基因工程藥物如控制胰島素合成的基因胰島素、抗體等3.轉(zhuǎn)基因微生物。(1)生產(chǎn)過(guò)程圖解(以可生產(chǎn)干擾素酵母菌的培育過(guò)程為例) 大量可生產(chǎn)干擾素的酵母菌干擾素基因質(zhì)粒(2)應(yīng)用：利用基因工程培育“工程菌”

7、來(lái)生產(chǎn)藥品，是基因工程的低成本高效益的工程產(chǎn)業(yè)，可以通過(guò)轉(zhuǎn)基因培育的工程菌生產(chǎn)人胰島素、細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素、白細(xì)胞介素、干擾素、乙肝疫苗等。 繼哺乳動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器研發(fā)成功后，膀胱生物反應(yīng)器的研究也取得了一定進(jìn)展。最近，科學(xué)家培育出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長(zhǎng)激素并分泌到尿液中。請(qǐng)回答：(1)將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈笫荏w細(xì)胞，常用方法是_。(2)進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移時(shí)，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入_中，原因是_。(3)通常采用_技術(shù)檢測(cè)外源基因是否插入了小鼠的基因組。(4)在研制膀胱生物反應(yīng)器時(shí)，應(yīng)使外源基因在小鼠的_細(xì)胞中特異表達(dá)。跟乳腺生物反應(yīng)器相比，膀胱生物反應(yīng)器有何優(yōu)勢(shì)？

8、_。解析：在基因工程中，若受體細(xì)胞是動(dòng)物細(xì)胞，常采用顯微注射的方法導(dǎo)入目的基因。若要使小鼠膀胱上皮細(xì)胞合成人的生長(zhǎng)激素，在進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移時(shí)，當(dāng)作受體細(xì)胞的通常是受精卵，其原因是受精卵具有全能性，可使外源基因在相應(yīng)組織細(xì)胞中得到表達(dá)。檢測(cè)目的基因是否插入到受體細(xì)胞的基因組，通常采用的是DNA分子雜交技術(shù)。乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥物受生物發(fā)育期和性別影響，而膀胱生物反應(yīng)器則不受其影響。答案：(1)顯微注射(2)受精卵(或早期胚胎)受精卵(或早期胚胎細(xì)胞)具有全能性，可使外源基因在相應(yīng)組織細(xì)胞表達(dá)(3)DNA分子雜交(核酸探針)(4)膀胱上皮處于不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期的雌雄動(dòng)物均可生產(chǎn)藥物變式遷移1為擴(kuò)大可耕地

9、面積，增加 糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的 開(kāi)發(fā)利用備受關(guān)注。我國(guó)科學(xué)家應(yīng) 用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品 系。(1)獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性核酸內(nèi)切酶作用于上圖中的_處，DNA連接酶作用于_處。(填“a”或“b”)(2)將重組DNA分子導(dǎo)入水稻受體細(xì)胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和_。(3)由導(dǎo)入目的基因的水稻細(xì)胞培養(yǎng)成植株需要利用_技術(shù)，該技術(shù)的核心是_和_。(4)為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的_作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè)，又要用_方法從個(gè)體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。解析：(1)限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用部位都是脫氧核苷鏈上相鄰兩脫氧核

10、苷酸之間的3,5磷酸二酯鍵，即a處，只不過(guò)前者是斷裂，后者是形成。(2)將重組DNA分子導(dǎo)入植物受體細(xì)胞常用的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法。(3)將含有目的基因的水稻細(xì)胞培養(yǎng)成植株的技術(shù)是植物組織培養(yǎng)，其核心是脫分化和再分化。(4)基因工程檢測(cè)包括目的基因的檢測(cè)和目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA的檢測(cè)，兩者都用放射性標(biāo)記的目的基因(耐鹽基因)作為探針檢測(cè)，而鑒定屬于個(gè)體水平，需要一定濃度鹽水澆灌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。答案：(1)aa(2)基因槍法(花粉管通道法)(3)植物組織培養(yǎng)脫分化(去分化)再分化(4)耐鹽基因(目的基因)一定濃度鹽水澆灌(移栽到鹽堿地中)點(diǎn)評(píng)：(1)基因工程育種相對(duì)于傳統(tǒng)雜交

11、育種的比較雜交育種轉(zhuǎn)基因育種原理基因重組異源DNA(基因)重組處理方法雜交自交篩選。先通過(guò)兩個(gè)具有不同優(yōu)良性狀的純種雜交得到F1，然后再將F1自交，人工篩選獲取所需品種提裝導(dǎo)檢選。目的基因的提取，裝入運(yùn)載體，導(dǎo)入受體細(xì)胞，目的基因的檢測(cè)與鑒定，篩選出符合要求的新品種優(yōu)點(diǎn)使位于不同個(gè)體上的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上，即“集優(yōu)”目的性強(qiáng)、育種周期短、克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，可培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)或具有特殊用途的動(dòng)植物品種缺點(diǎn)育種時(shí)間長(zhǎng)技術(shù)復(fù)雜、工作量大、操作繁瑣應(yīng)用用純種高桿抗病小麥與矮桿不抗病小麥培育矮稈抗病小麥轉(zhuǎn)基因向日葵豆、轉(zhuǎn)基因超級(jí)綿羊、轉(zhuǎn)基因超級(jí)鯉魚等(2)動(dòng)物基因工程中，一般是將目的基

12、因?qū)胧芫鸦蚵鸭?xì)胞(需與精子結(jié)合進(jìn)一步形成受精卵)中；但在一定條件下也可導(dǎo)入體細(xì)胞中，直接獲得含目的基因的動(dòng)物細(xì)胞，或進(jìn)一步通過(guò)核移植技術(shù)和胚胎移植技術(shù)獲得含目的基因的克隆動(dòng)物。(3)利用基因工程只能生產(chǎn)蛋白質(zhì)類的藥物，而不能生產(chǎn)其他成分的藥物。因?yàn)槟康幕虻谋磉_(dá)產(chǎn)物為蛋白質(zhì)，而非其他物質(zhì)?；蛑委?原理：基因治療是把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)有基因缺陷的細(xì)胞中，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，這是治療遺傳病的最有效的手段。2過(guò)程：基因治療有體外基因治療和體內(nèi)基因治療兩種途徑，其中體外基因治療過(guò)程如右圖： 3.注意：基因治療并非把健康的外源基因?qū)牖颊叩娜考?xì)胞，而只是導(dǎo)入某些

13、功能細(xì)胞中，且是體細(xì)胞。例如對(duì)于白血病的基因治療主要就是給患者的造血干細(xì)胞導(dǎo)入正?；?。不可遺傳，治療好的患者后代仍有可能患病。 科學(xué)家們對(duì)一位缺乏腺苷酸脫氨酶基因而患嚴(yán)重復(fù)合型免疫缺陷癥的美國(guó)女孩進(jìn)行基因治療，其方法是首先將患者的淋巴細(xì)胞取出做體外培養(yǎng)，然后用逆轉(zhuǎn)錄病毒將正常腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入人工培養(yǎng)的淋巴細(xì)胞中，再將這些轉(zhuǎn)基因淋巴細(xì)胞回輸?shù)交颊唧w內(nèi)，經(jīng)過(guò)多次治療，患者的免疫功能趨于正常。(1)基因治療是把健康的_導(dǎo)入有_的細(xì)胞中，以達(dá)到治療疾病的目的。(2)在基因治療過(guò)程中，逆轉(zhuǎn)錄病毒的作用相當(dāng)于基因工程中基因操作工具中的_。此基因工程中的目的基因是_，目的基因的受體細(xì)胞是_。(3)將轉(zhuǎn)

14、基因白細(xì)胞多次回輸?shù)交颊唧w內(nèi)后，免疫能力趨于正常，是由于白細(xì)胞中能合成_。(4)下圖甲所示的方法是從_的DNA中直接分離出基因，圖乙所示的方法是用_方法人工合成基因。解析：該題主要考查了基因治療的步驟及提取目的基因的方法。圖甲表示用限制酶將供體細(xì)胞的DNA切成許多片段，然后將片段通過(guò)載體轉(zhuǎn)入到不同的受體細(xì)胞，從中找到目的基因。圖乙表示用目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板，逆轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)的單鏈DNA，再合成雙鏈DNA，從而獲得目的基因。答案：(1)外源基因基因缺陷(2)載體(或基因的運(yùn)輸工具)腺苷酸脫氨酶基因白細(xì)胞(3)腺苷酸脫氨酶(4)供體細(xì)胞逆轉(zhuǎn)錄基礎(chǔ)鞏固1能夠使植物表達(dá)動(dòng)物蛋白的育種方法是(

15、)A單倍體育種B雜交良種C基因工程育種 D多倍體育種解析：考查基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)?；蚬こ逃N是指將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞并使其表達(dá)的技術(shù)手段。能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，從而使動(dòng)物基因在植物細(xì)胞中表達(dá)(植物基因在動(dòng)物細(xì)胞中表達(dá))。答案：C2.有關(guān)基因工程的成果及應(yīng)用的說(shuō)法正確的是( )A.用基因工程方法培育的抗蟲(chóng)植物也能抗病毒B.基因工程在畜牧業(yè)上應(yīng)用的主要目的是培養(yǎng)體型巨大、品質(zhì)優(yōu)良的動(dòng)物C基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗逆性的農(nóng)作物D目前，在發(fā)達(dá)國(guó)家，基因治療已用于臨床實(shí)踐C3.科學(xué)家已能運(yùn)用基因工程技術(shù)，讓羊合成并由乳腺分泌抗體，相關(guān)敘述中正確的是( )該技術(shù)將導(dǎo)致定向變異DNA連接酶把目的基因與載體黏性末端的堿基對(duì)連接起來(lái)蛋白質(zhì)中的氨基酸序列可為合成目的基因提供依據(jù)受精卵是理想的受體A. B.C. D.解析：基因工程可將控制特定性狀的外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞，從而定向改造生物的性狀，而且此過(guò)程不受親緣關(guān)系遠(yuǎn)近的制約，即克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。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黏性末端的堿基對(duì)，而是目的基因與載體的DNA兩條鏈的骨架。即核苷酸與磷酸的連接，也就是說(shuō)，DNA連接酶只能催化斷開(kāi)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m