基因工程的应用(1)

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1、第二节 基因工程的应用基因工程的应用(1)学习目标：1举例说出基因工程在动物方面的应用。 2举例说出基因工程在植物方面的应用。 课前导学:一、基因工程的应用(一)运用基因工程培育动植物新品种1.基因工程在动物方面的应用：应用外源基因成果提咼抗病能力外源抗性基因转基因抗 因抗猪和转基 兔。提咼产品产量外源基因转基因鲑鱼。改善产品品质乳糖酶基因含有 中无。酶转基因牛的牛奶生产药用蛋白外源基因转基因牛的乳腺就成了 能大量生产药用蛋白。2.基因工程在植物方面的应用：应用实现途径提高植物的光合作用 效率通过改造酶，提高植物对CO2的固定效率：还能通过增强植物对光能的来提高作物产量。延长果实的储藏期通过基

2、因工程获得能抑制基因的植物新品种，又延长了储藏期。提高植物次生代谢产 物的产率通过工程提咼植物的产率。提高植物的抗性将基因转入植物，使转基因植物(如烟草等)具有杀虫能力，植物的抗性还包括抗除草剂、抗涝和抗盐等。3.转基因生物的优点：(1) 转基因生物的概念：转基因生物是指基因工程技术导入培育出的、能将新性状稳定地遗传给后代的基因工程生物。(2) 优点：能打破常规育种难以突破的，使生物之间的遗传物质相互重组和转移成为可能。4. 基因工程药物异军突起：一般用基因工程的方法，使药物蛋白基因在转基因的工程菌得 到高效表达的菌类细胞株系。成果有：大量生产细胞因子、抗体、疫苗、激素等贵重药物。 质疑探究：

3、1“乳腺生物反应器”、“膀胱生物反应器”有何优点？2如何通过基因工程技术获得“乳腺生物反应器”生物？3常规育种方法有哪些？为什么会存在物种之间的界限？4抗虫转基因植物的应用有何优点？例题精讲：1采用基因工程技术将人的凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出了转基因羊，但是，人凝血 因子只存在与该转基因羊的乳汁中。以下有关叙述中，正确的是 （ ）A. 人体细胞中凝血因子基因编码区的碱基对数目等于凝血因子氨基酸数目的3倍B. 可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵C. 在该转基因羊中，人凝血因子基因只存在与乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中D. 人凝血因子基因转录依赖于 DNA

4、 连接酶以 DNA 分子中的一条链为模板合成 mRNA2下图表示科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因开始，到“放 入”棉花细胞中与棉花的 DNA 分子整合起来而发挥作用的过程示意图。请回答：目的基因四环索抗性基因Inid（1）要产生图中的II,首先应使用酶同时切割抗虫基因所在的DNA和运载体。切割完成后，再采用酶将载体与该抗虫基因连接得到重组DNA（图中的II）,该酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求？.。质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过而黏合。连接产物至少有种环状DNA分子，它们分别是。目的基因插入治质粒后，不能影响质粒的。把重组DNA

5、II导人图中棉花细胞III的途径是：先将得到的重组DNA分子导人土壤农杆菌，然 后用该土壤农杆菌去棉花细胞III。获得了含有抗虫基因的棉花细胞III后，可以通过图中的步骤，把该细胞培育成含有抗虫基 因的棉花。步骤依赖的生物工程技术为.。只有抗虫基因表达后，才能使含有抗虫基因的棉花抗虫。请用箭头表示出抗虫基因遗传信息的表达过程.种植上述转基因油菜，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”如果把目的基因导人叶绿体DNA中，就可以避免“基因污染”原因是。反馈矫正：1抗虫转基因植物具有的优点()A. 减少农药的使用，保护环境B.损害人体健康C.增加了生产成本D.抗病毒感染2转达基

6、因技术可以改良动物品种，生产人类需要的药用蛋白质。下列与生产药用蛋白目的相 符合的是( )A. 养殖黑心生长激素基因鮭鱼B.养殖抗口蹄疫病毒转基因兔C.养殖转乳糖酶基因牛D.从牛乳汁中获得人血清白蛋白3. 下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答。重复讲行 /胰岛素人胰岛细胞 mRNA大肠杆菌BCD大量的A(1) 图中基因工程的基本过程可以概括为“四步曲”即 (2) 能否利用人的皮肤细胞来完成过程？为什么？, 0(3) 过程必需的酶是酶，过程必需的酶是酶0(4) 若A中共有a个碱基对，其中鸟嘌吟有b个，则过程连续进行4次，至少需提供胸腺嘧啶个。(5) 在利用AB获得C的过

7、程中，必须用切割A和B,使它们产生，再加入，才可形成Co(6) 为使过程更易进行，可用 (药剂)处理Do迁移创新：1. 上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛0他们还研究出一种可 以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，标志着 我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。“转基因动物”是指()A.提供基因的动物B.基因组中导入了外源基因的动物C.能产生白蛋白的动物D.能表达基因信息的动物2. 转基因技术在植物品种改良方面应用广泛，其中一项基因工程是改造CO2固定酶。其目的是 A.提高光合作用效率 B.延长果实储藏期C.培养新作物品种

8、D.提高植物的抗性3. 应用基因工程育种区别于诱变育种的特点是()A.能够产生新基因B.能够定向地改造生物C.操作简便易行D.不需要对处理对象进行筛选4若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，降低生产成本B.减少氮肥的使用量，节约能源C.避免氮肥过多引起环境污染D.改良土壤结构5. 下列关于基因工程应用的叙述中，错误的是（）A. 提高植物的抗性B.提高产品质量，增加产品产量B. 提高植物的光合作用效率D.保护生物多样性，维持生态平衡6. 下列各项应用中不属于基因工程的是（）A.转基因抗虫棉的培育成功B.将C植物叶绿体移入C植物体内使光合效率提高

9、43C. 培育工程菌生产胰岛素D.利用DNA探针检测饮用水中有无病毒7. 科学家通过基因工程的方法，能使大肠杆菌产生人的胰岛素。以下叙述中，错误的是A. 人工合成的胰岛素基因与天然的胰岛素基因碱基序列不一定相同（）B. 目的基因导入受体细胞后不一定能表达C. DNA 连接酶和限制性内切酶都是构建重组质粒必需的工具酶D. 不同的限制性内切酶处理目的基因和质粒产生的黏性末端一定不能互补配对8. 切取某动物合成生长激素的基因，用某种方法将此基因转移到鲇鱼的受精卵中，从而鲇鱼比同类个体大34倍，此项研究遵循的原理是（）A.基因突变，DNA-RNA-蛋白质B.基因工程，DNA-tRNA-蛋白质C.细胞工

10、程，DNA-RNA-蛋白质D.基因重组，DNA-RNA-蛋白质9. 基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的，并有赖于微生物学理论 和技术的发展运用。基因工程基本操作流程如下图，请据图分析回答：获取目的基因一I A重组DNAI人受体细胞+扩增和筛选含重组DNA的受体细胞工程菌表达产物工程动物优良动物V工程植物 If优良植物（1）图中A是；在基因工程中，需要在酶的作用下才能完成剪接过程。（2） 在下图基因工程的操作过程中，可以遵循碱基互补配对原则的步骤有（用 图中序号表示）。（3） 从分子水平分析不同种生物之间的基因移植成功的主要原因是，也说明了不同生物共用一套。4）研究中发现

11、，番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，导致害虫无法消化 食物而被杀死，人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内，玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，玉米这种变异的来源是。(5)科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，并用基因工程的方法将该基因导入金茶花叶片细胞的染色体DNA上，经组织培养长成的植株具备了抗病性，这说明 010. 科学家通过基因工程方法，将苏云金芽抱杆菌的Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并成 功实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株一抗虫棉。其过程大致如图所示：Ti质粒(1) 基因工程的操作程序主要包括的五个步骤是：、0(2) Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，

12、其上有T-DNA，把目的基因插入Ti质粒的T-DNA中是利用T-DNA 的特点0(3) Bt 毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程， 在基因工程中称为(4) 将目的基因导人受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是0(5) 目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是 ，这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是 0第二节 基因工程的应用(1)课前导学:一、基因工程的应用(一)运用基因工程培育动植物新品种外源基因成果猪瘟病毒、抗口蹄疫病毒生长激素生长激素乳糖酶乳糖蛋白(或药物蛋白)反应器CO2 固定吸收和转化 乙烯形成酶 表达 基因 次生代谢产物 抗虫毒素蛋白 外源基因 物种之

13、间的界限质疑探究：1产量高，成本低，易提取。2.获取目的基因制备重组DNA分子转化受体细胞(即转化受精卵或早期胚胎细胞)培养 成胚胎将胚胎送入母体动物体内(即胚胎移植)发育成转基因动物。3诱变育种、杂交育种、单倍体和多倍体育种。因为物种是经过长期进化形成的，不同物种之 间存在生殖隔离。4. 减少使用化学农药，减小生产成本，减少环境污染。例题精讲：1. B 2. (1)同一种限制酶DNA连接酶 否 (2)DNA连接酶 3 目的基因-质粒连接物、目的基因-目的基因连接物、质粒-质粒连接物 (3)复制与表达(4)感染或侵染 (5)植物组织培养(6)DNARNA蛋白质(6)叶绿体中的基因只能经卵细胞传

14、给子代(即叶绿 体中的基因只能母系遗传)反馈矫正：1.A 2. D 3.获取目的基因；将目的基因与运载体结合；将目的基因导入受体细胞；目的 基因的检测与表达。 不能 皮肤细胞中的胰岛素基因未表达(或未转录)，不能形成胰岛素 mRNA (2分)逆转录 解旋 15 ( ab )同一种限制性内切酶 相同的黏性末端 DNA 连接酶 CaCl2迁移创新：1.B 2.A 3.B 4.C 5.D 6.B 7.D 8.D 9.(1)载体 限制酶和 DNA 连接(2)(3) 不同生物的 DNA 都是独特的双螺旋结构 遗传密码 (4)基因重组 (5)目的基因(抗 枯萎病的基因)已表达10. (1)获取目的基因；重组DNA分子；转化受体细胞；筛选重组细胞；实现目的基因功能的 表达 (2)可插入植物基因组 (3)转化(或转化受体细胞) (4)农杆菌转化法 (5)目的基因是 否插入植物基因组 DNA分子杂交技术或抗原-抗体反应或个体水平检测(即抗虫试验)