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1、第三节基因工程的应用,高频考点突破,基础自主梳理,命题视角剖析,即时达标训练,第三节基因工程的应用,基础自主梳理,一、基因工程与遗传育种 1转基因植物 是指转入了外源基因的植物。植物基因工程育种解决了植物传统育种所需要的时间_，而且克服了远缘亲本难以杂交的缺陷，基因工程在植物方面的应用主要表现在两个方面：首先通过基因工程获得高产、优质的农作物；其次，用基因工程的方法培育出有各种_的作物新品种。,较长,抗性,2转基因动物 指转入了_的动物，解决了传统的杂交育种方法费时费力的缺陷。 二、基因工程与疾病治疗 1基因工程药物 如用工程菌生产人的胰岛素、生长激素、干扰素和乙型肝炎疫苗等。 2基因治疗 (
2、1)原理：利用正常基因纠正或补偿基因的缺陷的方案，即把_导入患者体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，而原有缺陷基因一般不作处理。,外源基因,正常基因,(2)方法：有体外基因治疗和体内基因治疗，体外基因治疗方法疗效较好。如重度免疫缺陷症的体外基因治疗方法：,体内基因治疗：用基因工程的方法，直接向人体组织细胞中转移基因。,三、基因工程与生态环境保护 科学家正在利用基因工程技术开发生物可降解的新型材料；培育了转基因“超级细菌”提高_的能力；利用转基因微生物吸收环境中的重金属等。,分解石油,思考感悟 试举例说明基因工程在实践应用中的利弊？ 【提示】基因工程在药物或人类疾病治疗上存
3、在广泛的应用，其不利方面是可能造成生态的危害或对人体健康造成伤害，例如改变食物的营养成分，或影响人体的新陈代谢等。,高频考点突破,即时应用(随学随练，轻松夺冠) 1下列哪项与基因工程无关() A .培养利用“工程菌”生产胰岛素 B .基因治疗 C .抗虫棉的培育 D .杂交育种 解析：选D。A与B都属于基因工程的直接应用，而杂交育种无转基因操作，与之无关。,1乳腺生物反应器与微生物生产的比较,类型,类型,【易误警示】乳腺生物反应器受生物性别的限制，若从动物尿液中提取目的基因产物则不受性别限制。,2基因治疗,3基因工程药物,【易误警示】在基因工程中，若受体细胞是原核生物(如大肠杆菌)，则生产的“
4、干扰素”是不具备活性的，因为原核细胞内无内质网、高尔基体等细胞器，只有核糖体，因此只能合成相应的蛋白质，而无法添加糖基，若使“干扰素”具有活性，还必须人工处理加上糖基。,即时应用(随学随练，轻松夺冠),A这些鸡是转基因工程的产物 B这种变异属于可遗传的变异 C该过程运用了胚胎移植技术 D该技术可定向改造生物 答案：C,命题视角剖析,视角1 紧扣教材重点,基因工程育种 (2010年北京东城3月联考)番茄的抗病(R)对感病(r)为显性，高秆(D)对矮秆(d)为显性，控制上述两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合高秆抗病番茄植株，研究人员采用了下图所示的方法。,(1)在处育种工作者应
5、采用的方法是_。 (2)图中A代表的个体叫做_。过程常用_处理萌发的种子或幼苗，过程的育种方法所依据的遗传学原理是 _。,(3)过程由导入抗病基因的叶肉细胞培养成转基因植株需要利用_技术，依据的原理是_。对获得的抗病基因常采用_技术进行体外的大量扩增。构建抗病基因表达载体时，必须使用_两种工具酶。 (4)过程“航天育种”方法中主要的变异类型是_。,【尝试解答】(1)自交(2)单倍体秋水仙素染色体(数目)变异(3)植物组织培养植物细胞的全能性PCR限制性核酸内切酶(或限制酶或限制性内切酶)和DNA连接酶(4)基因突变 【解析】是杂交育种，原理是基因重组；是单倍体育种，原理是染色体变异；是转基因技
6、术，原理是基因重组；是诱变育种，原理是基因突变。,视角2 洞察高考热点,基因工程药物 下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中 tetR 表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，BamH 、Hind 、Sma 直线所示为三种限制酶的酶切位点。,据图回答： (1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用_限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含_的培养基上进行。,(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控 序列是_(填字母代号)。 A启动子BtetR C复制原点 DampR (3)过程可采用的操作方法是_(填字母代号)。 A农杆菌
7、转化 B大肠杆菌转化 C显微注射 D细胞整合,(4)过程采用的生物技术是_。 (5)对早期胚胎进行切割，经过程可获得多个新个体。这利用了细胞的_性。 (6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用_(填字母代号)技术。 A核酸分子杂交 B基因序列分析 C抗原一抗体杂交 DPCR 【尝试解答】(1)Hind和 BamH氨苄青霉素(2)A(3)C(4)胚胎移植(5)全能(6)C,【解析】(1)基因表达载体的构建过程中，将目的基因导入受体细胞之前，要用同一种限制性内切酶切割目的基因和载体。从图中可以看出，在目的基因和载体中都有Hind和BamH 限制酶的切割位点，因此要用Hind和BamH 限制酶同时切
8、 割载体和人乳铁蛋白基因；载体切割后四环素抗性基因被破坏，因此筛选时要在含氨苄青霉素的培养基上进行。,(2)启动子是一段有特殊序列的DNA片段，位于目的基因的首段，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，在启动子存在时才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质。 (3)将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射技术。 (4)过程是将早期胚胎移入受体母牛体内，用到的技术是胚胎移植技术。,(5)胚胎分割是利用机械方法将早期胚胎等分，经移植后获得同卵双胎或多胎的技术，可以看做动物无性繁殖或克隆的方法，利用了细胞的全能性。 (6)检测目的基因是否翻译成
9、蛋白质，需要用相应的抗体进行抗原抗体杂交，其他三项技术检测的对象都是核酸。,视角3 突破易错终点,“基因诊断”和“基因治疗”概念及应用 1基因诊断 基因诊断是用放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。,2基因治疗 把健康动物的正常基因导入含有缺陷基因的受体细胞中，存在基因缺陷的病人细胞中既含有缺陷基因，又含有通过基因工程导入的正常基因，在病人体内两种基因都能表达，正常基因的表达产物掩盖了缺陷基因的表达产物，从而治愈了有基因缺陷的疾病。,自我挑战 (2011浙江温州十校联考)下列关于基因工程应用的叙述，错
10、误的是() A基因治疗需要将正常基因导入有基因缺陷的细胞 B基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 C一种基因探针只能检测水体中的一种病毒 D原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良 【尝试解答】D,【解析】基因治疗是把正常基因导入病人有基因缺陷的细胞内，使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的。基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子作探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病或水体中病毒的目的，因此一种基因探针只能检测相应的遗传信息。在基因工程中，由于DNA分子规则的双螺旋结构在所有DNA分子中相同，因此，可以在任何不同DNA分子之间进行操作，如抗虫棉中的抗虫基因就是来自原核基因。,
