山東省臨清四所高中全體生物骨干教師聯(lián)合制作生物 專題一1.3《基因工程的應(yīng)用》學(xué)案 新人教版選修3

1、專題一 1.3 基因工程的應(yīng)用課前預(yù)習(xí)學(xué)案一、預(yù)習(xí)目標(biāo)1.舉例說出基因工程應(yīng)用及取得的豐碩成果。2.關(guān)注基因工程的進(jìn)展。3.認(rèn)同基因工程的應(yīng)用促進(jìn)生產(chǎn)力的提高二、預(yù)習(xí)內(nèi)容選修3 P17P24閱讀課本填表 轉(zhuǎn)基因生物與目的基因的關(guān)系轉(zhuǎn)基因生物目的基因目的基因從何來抗蟲棉Bt毒蛋白基因蘇云金芽孢桿菌抗真菌立枯絲核菌的煙草幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因抗鹽堿和干旱作物調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因耐寒的番茄魚抗除草劑大豆抗除草劑基因增強甜味的水果降低乳糖的奶牛甜味基因腸乳糖酶基因生產(chǎn)胰島素的工程菌人三、提出疑惑同學(xué)們，通過你的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中 疑惑點 疑惑內(nèi)容  

2、60;    課內(nèi)探究學(xué)案 一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.舉例說出基因工程應(yīng)用及取得的豐碩成果。2.關(guān)注基因工程的進(jìn)展。3.認(rèn)同基因工程的應(yīng)用促進(jìn)生產(chǎn)力的提高二、學(xué)習(xí)重難點 1.重點：基因工程在農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等方面的應(yīng)用 2難點：基因治療三、學(xué)習(xí)過程 、植物基因工程的成果：植物基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的 能力，以及改良農(nóng)作物的 和利用植物生產(chǎn) 等方面。（一）抗蟲轉(zhuǎn)基因植物1殺蟲基因種類：Bt毒蛋白基因、抑制劑基因、抑制劑基因、植物凝集素基因等。2成果：抗蟲植物：棉、玉米、馬鈴薯、番茄等。(二)抗病轉(zhuǎn)基因植物1植物的病原微生物：、真菌和細(xì)菌等。2抗病基因種類(1)抗病

3、毒基因：病毒基因和病毒的復(fù)制酶基因。(2)抗真菌基因：基因和抗毒素合成基因。(3)成果：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。(三)抗逆轉(zhuǎn)基因植物1抗逆基因：調(diào)節(jié)細(xì)胞基因使作物抗堿、抗旱；魚的抗凍蛋白基因使作物耐寒；抗除草劑基因，使作物抗除草劑。2成果：煙草、大豆、番茄、玉米等。(四)轉(zhuǎn)基因改良植物品質(zhì)1優(yōu)良基因：必需氨基酸的蛋白質(zhì)編碼基因、控制番茄果實成熟的基因和植物花青素代謝有關(guān)的基因。2成果：轉(zhuǎn)基因玉米、轉(zhuǎn)基因延熟番茄和轉(zhuǎn)基因矮牽牛。、動物基因工程的成果(一)提高動物的生長速度1生長基因：外源基因。2成果：轉(zhuǎn)基因綿羊、轉(zhuǎn)基因鯉魚。(二)改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)1優(yōu)良基因：腸

4、乳糖酶基因。2成果：轉(zhuǎn)基因牛含量少。(三)轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物1基因來源：藥用基因+蛋白基因+啟動子。2成果：乳腺生物反應(yīng)器。(四)轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體1器官供體：抑制或除去抗原決定基因。2成果：利用克隆技術(shù)培育沒有免疫排斥反應(yīng)的豬器官。（五）基因工程藥物1來源：轉(zhuǎn)基因。2成果：人胰島素、細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等。、基因治療1概念：把導(dǎo)入病人體內(nèi)，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。2成果：將腺苷脫氫酶基因?qū)牖颊叩牧馨图?xì)胞。四、當(dāng)堂檢測1、利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列各項中能說明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是 A棉花二倍體細(xì)胞中檢測到

5、細(xì)菌的抗蟲基因B大腸桿菌中檢測到人胰島素基因及其mRNAC山羊乳腺細(xì)胞中檢測到人生長激素DNA序列 D酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白2、現(xiàn)有一長度為1000堿基對(by）的DNA分子，用限制性核酸內(nèi)切酶Eco R1酶切后得到的DNA分子仍是1000 by，用Kpn1單獨酶切得到400 by和600 by兩種長度的DNA分子，用EcoRI、Kpnl同時酶切后得到200 by和600 by兩種長度的DNA分子。該DNA分子的酶切圖譜正確的是3、（2008理綜全國卷）4已知某種限制性內(nèi)切酶在一線性DNA分子上有3個酶切位點，如圖中箭頭所指。如果在該線性DNA分子在3個酶切位點上都被該酶切斷，則會產(chǎn)生

6、a、b、c、d四種不同長度的DNA片段?，F(xiàn)有多個上述線性DNA分子，若在每個DNA分子上至少有1個酶切位點被該酶切斷，則從理論上講，經(jīng)該酶酶切后，這些線性DNA分子最多能產(chǎn)生長度不同的DNA片段種類數(shù)是A3 B4 C9 D124、科學(xué)家通過基因工程的方法，能使馬鈴薯塊莖含有人奶主要蛋白，以下有關(guān)該基因工程的敘述，錯誤的是（ ） A、采用反轉(zhuǎn)錄的方法得到的目的基因有內(nèi)含子 B、基因非編碼區(qū)對于目的基因在塊莖中的表達(dá)是不可缺少的 C、馬鈴薯的葉肉細(xì)胞可作為受體細(xì)胞 D、用同一種限制酶，分別處理質(zhì)粒和含目的基因的DNA，可產(chǎn)生黏性末端而形成重組DNA分子5、科學(xué)家在基因工程技術(shù)中常采用細(xì)菌、酵母菌等

7、微生物作為受體細(xì)胞，主要原因是（ ） A、繁殖速度快 B、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便C、遺傳物質(zhì)含量少 D、性狀穩(wěn)定、變異少6、運用現(xiàn)代生物技術(shù)的育種方法，將抗菜青蟲的Bt基因轉(zhuǎn)移到優(yōu)質(zhì)油菜中，培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲的油菜品種，這一品種在生長過程中能產(chǎn)生特異的殺蟲蛋白，對菜青蟲有顯著抗性，能大大減輕菜青蟲對油菜的危害，提高油菜產(chǎn)量，減少農(nóng)藥使用，保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。根據(jù)以上信息，下列敘述正確的是（ ） A、Bt基因的化學(xué)成分是蛋白質(zhì) B、Bt基因中有菜青蟲的遺傳物質(zhì) C、轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜能產(chǎn)生殺蟲蛋白是由于具有Bt基因D、轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜產(chǎn)生的殺蟲蛋白是無機物7、在1990年，醫(yī)生對一位因缺乏腺苷脫氨酶基因而患先

8、天性體液免疫缺陷病的美國女孩進(jìn)行治療。采用的方法是首先將患者的白細(xì)胞取出作體外培養(yǎng)，然后用某種病毒將正常腺苷脫氨酶基因轉(zhuǎn)入人工培養(yǎng)的白細(xì)胞中，再將這些轉(zhuǎn)基因白細(xì)胞回輸?shù)交颊叩捏w內(nèi)，經(jīng)過多次治療，患者的免疫功能趨于正常。（1）該病治療運用了基因工程技術(shù)，在這個實例中運載體是 ，目的基因是 ，目的基因的受體細(xì)胞是 。（2）將轉(zhuǎn)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產(chǎn)生了 ，產(chǎn)生這種物質(zhì)的兩個基本步驟是 和 。（3）人的腺苷脫氨酶基因與胰島素基因相比，其主要差別是 ；與大腸桿菌基因相比，其主要特點是 。（4）該病的治療方法屬于基因工程運用中的 。這種治療方法的原理是 。課后練習(xí)與提高

9、1、天然釀酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶類，用作發(fā)酵原料的淀粉需經(jīng)一系列復(fù)雜的轉(zhuǎn)化過程才能被利用。研究者從某絲狀真菌中獲取淀粉酶基因并轉(zhuǎn)人釀酒酵母菌，獲得的釀酒酵母工程菌可直接利用淀粉產(chǎn)生酒精。請回答下列問題：（1）將淀粉酶基因切割下來所用的工具是 ，用 將淀粉酶基因與載體拼接成新的DNA分子，下一步將該DNA分子 ，以完成工程菌的構(gòu)建。（2）若要鑒定淀粉酶基因是否插人釀酒酵母菌，可采用的檢測方法是 ；若要鑒定淀粉酶基因是否翻譯成淀粉酶，可采用 檢測。將該工程菌接種在含淀粉的固體平板培養(yǎng)基上，培養(yǎng)一定時間后，加入碘液，工程菌周圍出現(xiàn)透明圈，請解釋該現(xiàn)象發(fā)生的原因。（3）如何進(jìn)一步鑒定不同的轉(zhuǎn)基因

10、工程菌菌株利用淀粉能力的大小?（4）微生物在基因工程領(lǐng)域中有哪些重要作用?2、（8分）為擴大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開發(fā)利用備受關(guān)注。我國科學(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分子所用的限制性內(nèi)切酶作用于圖中的 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 法。（3）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，又要用 方法從個體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。3、以重組DNA技術(shù)為核心的基因工程正在改變著人類的生活。請回答下列問題

11、。（1）獲得目的基因的方法通常包括 和 。（2）切割和連接DNA分子所使用的酶分別是 和 。（3）運送目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體一般選用病毒或 ，后者的形狀成 。（4）由于重組DNA分子成功導(dǎo)入受體細(xì)胞的頻率 ，所以在轉(zhuǎn)化后通常需要進(jìn)行 操作。（5）將人胰島素基因分別導(dǎo)入大腸桿菌與酵母菌，從兩者中生產(chǎn)的胰島素在功能和 序列上是相同的。4、（8分）生物-現(xiàn)代生物科技專題繼哺乳動物乳腺生物反應(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激素并分泌到尿液中。請回答：（1）將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細(xì)胞，常用方法是 。（2）進(jìn)

12、行基因轉(zhuǎn)移時，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，應(yīng)使外源基因在小鼠的 細(xì)胞中特異表達(dá)。5、（14分）在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kan）常作為標(biāo)記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長。下圖為獲得抗蟲棉的技術(shù)流程。侵染抗蟲基因含kan質(zhì)粒重組質(zhì)粒土壤農(nóng)桿菌含重組質(zhì)粒土壤農(nóng)桿菌 A構(gòu)建導(dǎo)入 B培養(yǎng)選擇轉(zhuǎn)基因抗蟲植株再生植株愈傷組織離體棉花葉片組織 C誘導(dǎo)選擇分化 D檢測請據(jù)圖回答：（1）A過程需要的酶有_。（2）B過程及其結(jié)果體現(xiàn)了質(zhì)粒作為運載體必須具備的兩個條件是_。（

13、3）C過程的培養(yǎng)基除含有必要營養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素外，還必須加入_。（4）如果利用DNA分子雜交原理對再生植株進(jìn)行檢測，D過程應(yīng)該用_作為探針。（5）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株的卡那霉素抗性基因的傳遞符合孟德爾遺傳規(guī)律。將轉(zhuǎn)基因植株與_雜交，其后代中抗卡那霉素型與卡那霉素敏感型的數(shù)量比為1：1。若該轉(zhuǎn)基因植株自交，則其后代中抗卡那霉素型與卡那霉素敏感型的數(shù)量比為_。若將該轉(zhuǎn)基因植株的花藥在卡那霉素培養(yǎng)基上作離體培養(yǎng)，則獲得的再生植株群體中抗卡那霉素型植株占_%。6、（2007年江蘇卷第42題B題）很久以前科學(xué)家在土壤中發(fā)現(xiàn)了某種細(xì)菌能制造對昆蟲有毒的蛋白質(zhì)，當(dāng)時許多人就想把編碼這一蛋白質(zhì)的基因（抗蟲基

14、因）轉(zhuǎn)移到農(nóng)作物中，以降低昆蟲對農(nóng)作物造成的危害。20世紀(jì)90年代，美國科學(xué)家采用基因工程技術(shù)首次培育出抗蟲玉米新品種。下圖為這一轉(zhuǎn)基因玉米的主要培育過程。（1）獲得特定目的基因的途徑除了從該細(xì)菌中直接分離抗蟲基因外，還可以_ 。將目的基因與運載體結(jié)合時必須用_酶和DNA連接酶。在基因工程中，常用的運載體有_等，而作為運載體必須具備相應(yīng)的條件，例如，應(yīng)具有_ 以便進(jìn)行篩選。（2）由轉(zhuǎn)基因玉米細(xì)胞經(jīng)過 _形成愈傷組織，然后發(fā)育成胚狀體和試管苗。若要制備轉(zhuǎn)基因玉米的人工種子，可選擇上述實驗過程中的_再包裹合適的_等。解析：這是一道典型的基礎(chǔ)題，主要對教材上基因工程的基本知識進(jìn)行考查，涉及基本方法、

15、基本工具、基本概念、基本原理、基本過程等，同時還聯(lián)系了植物細(xì)胞工程中的植物組織培養(yǎng)的相關(guān)知識，熟記了教材中的內(nèi)容，即可正確解答本題。7、（2008年江蘇卷第32題）將動物致病菌的抗原基因?qū)腭R鈴薯制成植物疫苗，飼喂轉(zhuǎn)基因馬鈴薯可使動物獲得免疫力。以下是與植物疫苗制備過程相關(guān)的圖和表。請根據(jù)以上圖表回答下列問題。（1）在采用常規(guī)PCR方法擴增目的基因的過程中，使用的DNA聚合酶不同于一般生物體內(nèi)的DNA聚合酶，其最主要的特點是_ 。（2）PCR過程中退火（復(fù)性）溫度必須根據(jù)引物的堿基數(shù)量和種類來設(shè)定。表1為根據(jù)模板設(shè)計的兩對引物序列，圖2為引物對與模板結(jié)合示意圖。請判斷哪一對引物可采用較高的退火

16、溫度？_ 。（3）圖1步驟所用的DNA連接酶對所連接的DNA兩端堿基序列是否有專一性要求?_。（4）為將外源基因轉(zhuǎn)入馬鈴薯，圖1步驟轉(zhuǎn)基因所用的細(xì)菌B通常為 _。（5）對符合設(shè)計要求的重組質(zhì)粒T進(jìn)行酶切。假設(shè)所用的酶均可將識別位點完全切開，請根據(jù)圖1中標(biāo)示的酶切位點和表2所列的識別序列，對以下酶切結(jié)果作出判斷。采用EcoR和Pst酶切，得到 _種DNA片斷。采用EcoR和Sma酶切，得到 _ 種DNA片斷。當(dāng)堂檢測答案1.D 2.D 3.C 4.A 5.A 6.C 7.（1）某種病毒； 腺苷脫氨酶基因； 白細(xì)胞（2）腺苷脫氨酶（抗體）； 轉(zhuǎn)錄； 翻譯（3）脫氧核苷酸排列順序不同（遺傳信息不同或

17、堿基排列順序不同）； 編碼區(qū)是間隔的，不連續(xù)的（4）基因治療； 把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞內(nèi)從而達(dá)到治療的目的課后練習(xí)與提高1、（1）限制酶（限制性內(nèi)切酶） DNA 連接酶 導(dǎo)入釀酒酵母菌（或?qū)胧荏w細(xì)胞）（2）DNA分子雜交 抗原抗體雜交檢測 抗原抗體雜交檢測或淀粉酶的活性 該工程菌產(chǎn)生的的淀粉酶可分泌到培養(yǎng)基，水解淀粉后的區(qū)域，遇碘不再變成藍(lán)色，產(chǎn)生透明圈 （3） 測定相同培養(yǎng)條件下不同工程菌菌株的淀粉酶活性或酒精產(chǎn)量（4 ） 工具酶來自微生物 目的基因的供體庫 目的基因的載體之一 作為受體細(xì)胞 提供用于發(fā)酵的工程菌2、（1）a a（2）基因槍法（花粉管通道法）（3）耐鹽基因（目的基因） 一定濃度鹽水澆灌（移栽到鹽堿地中）3、（1）化學(xué)合成（人工合成） 酶切獲?。◤娜旧wDNA分離/從生物細(xì)胞分離） （2）限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶） DNA連接酶（連接酶） （3）質(zhì)粒 小型環(huán)狀（雙鏈環(huán)狀、環(huán)狀） （4）低 篩選 （5）氨基酸4、