【优化方案】2012高考生物总复习基因工程的应用课件浙科版选修3

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1、第三节节 基因工程的应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、基因工程与遗传遗传 育种 1转转基因植物 是指转转入了外源基因的植物。植物基因工程育种 解决了植物传统传统 育种所需要的时间时间 _，而 且克服了远缘亲远缘亲 本难难以杂杂交的缺陷，基因工程 在植物方面的应应用主要表现现在两个方面：首先 通过过基因工程获获得高产产、优质优质 的农农作物；其次 ，用基因工程的方法培育出有各种_的作物 新品种。较长较长抗性2转转基因动动物 指转转入了_的动动物，解决了传统传统 的杂杂交 育种方法费时费费时费 力的缺陷。 二、基因工程与疾病治疗疗 1基因工

2、程药药物 如用工程菌生产产人的胰岛岛素、生长长激素、干扰扰素 和乙型肝炎疫苗等。 2基因治疗疗 (1)原理：利用正常基因纠纠正或补偿补偿 基因的缺陷的 方案，即把_导导入患者体内，使该该基因的 表达产产物发挥发挥 功能，从而达到治疗疗疾病的目的， 而原有缺陷基因一般不作处处理。外源基因正常基因(2)方法：有体外基因治疗疗和体内基因治疗疗，体 外基因治疗疗方法疗疗效较较好。如重度免疫缺陷症 的体外基因治疗疗方法：体内基因治疗疗：用基因工程的方法，直接向人体 组织细组织细 胞中转转移基因。三、基因工程与生态环态环 境保护护科学家正在利用基因工程技术术开发发生物可降解 的新型材料；培育了转转基因“超

3、级细级细 菌”提高 _的能力；利用转转基因微生物吸收环环境 中的重金属等。分解石油思考感悟 试举试举 例说说明基因工程在实实践应应用中的利弊？ 【提示】 基因工程在药药物或人类类疾病治疗疗 上存在广泛的应应用，其不利方面是可能造成生 态态的危害或对对人体健康造成伤伤害，例如改变变 食物的营营养成分，或影响人体的新陈陈代谢谢等 。高频考点突破基因工程育种和传统杂交育种的比较基因工程育种杂交育种 原 理异源DNA(基因)重组基因重组处 理 方 法提取重组导入筛选 表达。即提取目的基因 形成重组DNA分子重 组DNA分子导入受体细胞 筛选含有目的基因的受 体细胞目的基因的表达杂交自交筛选。先 通过两

4、个具有不同优良 性状的纯种杂交得到F1 ，然后再将F1自交，人 工筛选获取所需品种基因工程育种杂交育种优点可以按人的意志改造 生物，克服远缘杂交 不亲和的障碍，目的 性强，科技含量高操作简便缺点技术复杂、操作繁琐育种时间长即时应时应 用 (随学随练练，轻轻松夺夺冠) 1下列哪项项与基因工程无关( ) A .培养利用“工程菌”生产产胰岛岛素 B .基因治疗疗 C .抗虫棉的培育 D .杂杂交育种 解析：选选D。A与B都属于基因工程的直接应应用， 而杂杂交育种无转转基因操作，与之无关。基因工程的应用成果1乳腺生物反应应器与微生物生产产的比较较项目 乳腺生物反应器微生物生产基因结构动物基因结构与人类

5、 基因结构相同与人类基因结构不同基因表达与天然蛋白质活性没 有区别由于缺少内质网、高尔 基体等细胞器，产物可 能不具有生物活性类类型项目 乳腺生物反应器微生物生产产物提取从乳汁中较易分 离提取从细胞中提取，较 为复杂生产设备畜牧业生产，加 提取设备工业生产，设备精 良类类 型【易误误警示】 乳腺生物反应应器受生物性别别 的限制，若从动动物尿液中提取目的基因产产物 则则不受性别别限制。2基因治疗疗3基因工程药药物药物 成分用途传统方法基因工程胰岛 素蛋白 质治疗胰岛 素依赖型 糖尿病从猪和羊 的胰腺中 提取通过基因工程 技术利用大肠 杆菌生产药物 成分用途传统方法基因工程 干扰 素糖蛋 白治疗病

6、毒 性肝炎和 肿瘤从人血液 中提取通过人白细胞 干扰素基因在 受体细胞中的 克隆和表达获 取 乙型 肝炎 疫苗蛋白 质预防乙型 肝炎无通过基因工程 技术利用酵母 菌或哺乳动物 细胞生产【易误误警示】 在基因工程中，若受体细细胞是 原核生物(如大肠肠杆菌)，则则生产产的“干扰扰素” 是不具备备活性的，因为为原核细细胞内无内质质网、 高尔基体等细细胞器，只有核糖体，因此只能合 成相应应的蛋白质质，而无法添加糖基，若使“干 扰扰素”具有活性，还还必须须人工处处理加上糖基。即时应时应 用 (随学随练练，轻轻松夺夺冠)A这这些鸡鸡是转转基因工程的产产物 B这这种变变异属于可遗传遗传 的变变异 C该过该过

7、 程运用了胚胎移植技术术 D该该技术术可定向改造生物 答案：C命题视角剖析视视角1 紧紧扣教材重点基因工程育种 (2010年北京东东城3月联联考)番茄的抗病(R) 对对感病(r)为显为显 性，高秆(D)对对矮秆(d)为显为显 性， 控制上述两对对相对对性状的基因分别别位于两对对同 源染色体上。为获为获 得纯纯合高秆抗病番茄植株， 研究人员员采用了下图图所示的方法。例例1 1(1)在处处育种工作者应应采用的方法是_。 (2)图图中A代表的个体叫做_。过过程常用 _处处理萌发发的种子或幼苗，过过程 的育种方法所依据的遗传遗传 学原理是 _。(3)过过程由导导入抗病基因的叶肉细细胞培养成 转转基因植

8、株需要利用_技术术 ，依据的原理是_。对获对获 得 的抗病基因常采用_技术进术进 行体外 的大量扩扩增。构建抗病基因表达载载体时时，必须须 使用_两种工具酶 。 (4)过过程“航天育种”方法中主要的变变异类类型 是_。【尝试尝试 解答】 (1)自交 (2)单单倍体 秋水仙素 染色体(数目)变变异 (3)植物组织组织 培养 植物细细 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连连接酶 (4)基因突变变 【解析】 是杂杂交育种，原理是基因重组组； 是单单倍体育种，原理是染色体变变异；是转转 基因技术术，原理是基因重组组；是诱变诱变 育种， 原理是基因突变变。视视角2

9、洞察高考热热点基因工程药药物 下图图是培育表达人乳铁铁蛋白的乳腺生物 反应应器的技术术路线线。图图中 tetR 表示四环环素抗性 基因，ampR表示氨苄苄青霉素抗性基因，BamH 、Hind 、Sma 直线线所示为为三种限制酶的 酶切位点。例例2 2据图图回答：(1)图图中将人乳铁铁蛋白基因插入载载体，需用_限制酶同时时酶切载载体和人乳铁铁蛋白基因。筛选筛选 含有重组载组载 体的大肠肠杆菌首先需要在含_的培养基上进进行。(2)能使人乳铁铁蛋白基因在乳腺细细胞中特异性 表达的调调控 序列是_(填字母代号)。 A启动动子 BtetR C复制原点 DampR (3)过过程可采用的操作方法是_(填 字

10、母代号)。 A农农杆菌转转化 B大肠肠杆菌转转化 C显显微注射 D细细胞整合(4)过过程采用的生物技术术是_。 (5)对对早期胚胎进进行切割，经过经过 程可获获得多个 新个体。这这利用了细细胞的_性。 (6)为检测为检测 人乳铁铁蛋白是否成功表达，可采用 _(填字母代号)技术术。 A核酸分子杂杂交 B基因序列分析 C抗原一抗体杂杂交 DPCR 【尝试尝试 解答】 (1)Hind和 BamH 氨苄苄青 霉素 (2)A (3)C (4)胚胎移植 (5)全能 (6)C【解析】 (1)基因表达载载体的构建过过程中，将 目的基因导导入受体细细胞之前，要用同一种限制 性内切酶切割目的基因和载载体。从图图中

11、可以看 出，在目的基因和载载体中都有Hind和BamH 限制酶的切割位点，因此要用Hind和 BamH 限制酶同时时切 割载载体和人乳铁铁蛋白基因；载载体切割后四环环素 抗性基因被破坏，因此筛选时筛选时 要在含氨苄苄青霉 素的培养基上进进行。(2)启动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聚合酶识别识别 和 结结合的部位，在启动动子存在时时才能驱动驱动 基因 转录转录 出mRNA，最终获终获 得所需要的蛋白质质。 (3)将目的基因导导入植物细细胞常用的方法是农农 杆菌转转化法，将目的基因导导入动动物细细胞常用 的方法是显显微注射技术术。 (4)过过程是将早期胚胎移入

12、受体母牛体内， 用到的技术术是胚胎移植技术术。(5)胚胎分割是利用机械方法将早期胚胎等分， 经经移植后获获得同卵双胎或多胎的技术术，可以看 做动动物无性繁殖或克隆的方法，利用了细细胞的 全能性。 (6)检测检测 目的基因是否翻译译成蛋白质质，需要用 相应应的抗体进进行抗原抗体杂杂交，其他三项项技 术检测术检测 的对对象都是核酸。视视角3 突破易错终错终 点 “基因诊诊断”和“基因治疗疗”概念及应应用 1基因诊诊断 基因诊诊断是用放射性同位素(如32P)、荧荧光分子 等标记标记 的DNA分子做探针针，利用DNA分子杂杂 交原理，鉴鉴定被检测标检测标 本上的遗传遗传 信息，达 到检测检测 疾病的目

13、的。2基因治疗疗 把健康动动物的正常基因导导入含有缺陷基因的受 体细细胞中，存在基因缺陷的病人细细胞中既含有 缺陷基因，又含有通过过基因工程导导入的正常基 因，在病人体内两种基因都能表达，正常基因 的表达产产物掩盖了缺陷基因的表达产产物，从而 治愈了有基因缺陷的疾病。自我挑战战 (2011浙江温州十校联联考)下列关于基 因工程应应用的叙述，错误错误 的是( ) A基因治疗疗需要将正常基因导导入有基因缺陷的 细细胞 B基因诊诊断的基本原理是DNA分子杂杂交 C一种基因探针针只能检测检测 水体中的一种病毒 D原核基因不能用来进进行真核生物的遗传遗传 改良 【尝试尝试 解答】D【解析】 基因治疗疗是把正常基因导导入病人有基 因缺陷的细细胞内，使该该基因的表达产产物发挥发挥 功能, 从而达到治疗疗疾病的目的。基因诊诊断是用放射性 同位素、荧荧光分子等标记标记 的DNA分子作探针针，利 用DNA分子杂杂交原理，鉴鉴定被检测标检测标 本上的遗传遗传 信息，达到检测检测 疾病或水体中病毒的目的，因此 一种基因探针针只能检测检测 相应应的遗传遗传 信息。在基因 工程中，由于DNA分子规则规则 的双螺旋结结构在所有 DNA分子中相同，因此，可以在任何不同DNA分 子之间进间进 行操作，如抗虫棉中的抗虫基因就是来 自原核基因。