高中生物《13 基因工程的應(yīng)用》導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修3

1、1.3 基因工程的應(yīng)用一、課標(biāo)解讀課題專題一：基因工程 1.3基因工程的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案學(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?？键c(diǎn)解讀一、植物基因工程碩果累累 二、動(dòng)物基因工程前景廣闊 三、基因工程藥物異軍突起四、基因治療曙光初照學(xué)習(xí)重點(diǎn)基因工程在農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等方面的應(yīng)用。學(xué)習(xí)難點(diǎn)基因治療二、導(dǎo)學(xué)指導(dǎo)與檢測(cè)導(dǎo)學(xué)指導(dǎo)檢測(cè)與課堂展示一、植物基因工程碩果累累閱讀教材P17相關(guān)內(nèi)容，思考并討論：1、進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段的四種轉(zhuǎn)基因作物分別是_，我國的轉(zhuǎn)基因作物種植面積居世界第_。2、植物基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的_（如抗除草

2、劑、抗早蟲、抗病、抗干旱、抗鹽堿等），以及改良_和利用植物_等方面。（一）抗蟲轉(zhuǎn)基因植物閱讀教材P1718相關(guān)內(nèi)容，思考并討論：1、用于培育轉(zhuǎn)基因抗蟲植物的殺蟲基因主要有哪些？2、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是轉(zhuǎn)入何種抗蟲基因？來自哪種生物體內(nèi)？3、抗蟲棉的抗蟲原理是什么？為什么對(duì)人體無毒害作用？4、抗蟲轉(zhuǎn)基因植物有何意義？（二）抗病轉(zhuǎn)基因植物閱讀教材P18相關(guān)內(nèi)容，思考并討論：1、引起植物生病的病原微生物主要有哪些？2、抗病轉(zhuǎn)基因植物所含有的基因有哪些？抗病毒轉(zhuǎn)基因植物：_、_抗真菌轉(zhuǎn)基因植物：_、_（三）抗逆轉(zhuǎn)基因植物閱讀教材P1819內(nèi)容1、調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因，提高農(nóng)作物的_和_的能力。2、例舉抗逆轉(zhuǎn)

3、基因植物的實(shí)例：（四）利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)閱讀教材P19相關(guān)內(nèi)容，思考并討論：1、如何獲得富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米？2、怎樣獲取轉(zhuǎn)基因延熟的番茄？3、怎樣獲得原本沒有的花色變異的轉(zhuǎn)基因牽牛？二、動(dòng)物基因工程前景廣闊閱讀教材P2021相關(guān)內(nèi)容（一）用于提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速度（二）用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)（三）用于轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物（四）用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體1、動(dòng)物基因工程在哪些方面顯示了廣闊的應(yīng)用前景，舉例說明。2、什么是乳腺生物反應(yīng)器？在乳腺生物反應(yīng)器的制作中，應(yīng)將藥用蛋白基因與什么重組在一起？受體細(xì)胞是什么？導(dǎo)入的方法又是什么？3、科學(xué)家將藥用蛋白基因與_基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，

4、通過_等方法，導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的_中，然后將受精卵送入母體內(nèi)，使其生長(zhǎng)發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌乳期后，可以通過分泌的乳汁來生產(chǎn)所需的藥品。4、如何運(yùn)用基因工程解決器官移植過程中的免疫排斥問題？將器官供體基因組導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制_的表達(dá)，或設(shè)法除去抗原決定基因，再結(jié)合_技術(shù)，培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆器官。二、動(dòng)物基因工程前景廣闊閱讀教材P2021相關(guān)內(nèi)容（一）用于提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速度（二）用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)（三）用于轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物（四）用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體1、動(dòng)物基因工程在哪些方面顯示了廣闊的應(yīng)用前景，舉例說明。2、什么是乳腺生物反應(yīng)器？在乳腺生物反應(yīng)器的制作中

5、，應(yīng)將藥用蛋白基因與什么重組在一起？受體細(xì)胞是什么？導(dǎo)入的方法又是什么？3、科學(xué)家將藥用蛋白基因與_基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，通過_等方法，導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的_中，然后將受精卵送入母體內(nèi)，使其生長(zhǎng)發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌乳期后，可以通過分泌的乳汁來生產(chǎn)所需的藥品。4、如何運(yùn)用基因工程解決器官移植過程中的免疫排斥問題？將器官供體基因組導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制_的表達(dá)，或設(shè)法除去抗原決定基因，再結(jié)合_技術(shù)，培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆器官。三、基因工程藥物異軍突起閱讀教材P2123相關(guān)內(nèi)容，思考并討論：1、什么是“工程菌”？2、我國自行生產(chǎn)的基因工程藥物主要有哪些？四、基因治療

6、曙光初照基因治療1）.概念：基因治療是把 導(dǎo)入病人體內(nèi)，使該基因的 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）方法：體外基因治療和體內(nèi)基因治療體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種相關(guān)細(xì)胞，進(jìn)行培養(yǎng)，然后在體外完 成 ，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)，這種方法叫做體外基因治療。體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治療方法叫做體內(nèi)基因治療。拓展視野神奇的基因芯片閱讀教材P2425相關(guān)內(nèi)容，思考并討論：1、什么是基因芯片？作用是什么？工作原理是什么？基因芯片：通過_技術(shù)，將數(shù)以萬計(jì)、乃至百萬計(jì)的特定序列的_（基因探針），有規(guī)律的排列固定于2cm2硅

7、片、玻片等支持物上，構(gòu)成一個(gè)二維DNA探針陣列。作用：主要用于_工作。工作原理：_2、基因芯片診斷技術(shù)的特點(diǎn)？說明：對(duì)于遺傳病治療最根本的方法是進(jìn)行基因替換或修復(fù)?；蛑委熥罴褧r(shí)期理論上是受精卵時(shí)期，這樣可以使個(gè)體的每個(gè)細(xì)胞都含有正?；?，但在現(xiàn)實(shí)生活中是不可能的，因?yàn)椴豢赡苋巳嗽谑芫褧r(shí)期進(jìn)行基因檢查。其次是對(duì)患者進(jìn)行相關(guān)細(xì)胞的基因替換，如：對(duì)于遺傳性糖尿病患者，只對(duì)胰腺的B細(xì)胞進(jìn)行基因替換，該個(gè)體就能正常分泌胰島素，糖尿病得以治療；但這種局部細(xì)胞的基因替換，并沒有改變其它部位細(xì)胞的基因，如精原細(xì)胞，其后代很大可能還會(huì)患遺傳性糖尿病?！窘滩耐卣埂客卣裹c(diǎn)1、 基因治療的過程（以鐮刀形細(xì)胞貧血癥

8、的治療為例）步驟過程獲取正常的血紅蛋白基因用限制性核酸內(nèi)切酶從人的DNA分子中切取血紅蛋白基因形成重組載體用同一種限制性核酸內(nèi)切酶在載體DNA上切開一個(gè)切口，用DNA連接酶將正常血紅蛋白基因連接在載體DNA上，形成重組載體重組載體的轉(zhuǎn)化與篩選將攜帶正常血紅蛋白基因的重組載體導(dǎo)入患者的造血干細(xì)胞中，并將重組載體插入到染色體。用選擇培養(yǎng)基篩選出含重組質(zhì)粒的造血干細(xì)胞。將含正常血紅蛋白基因的造血干細(xì)胞回輸給患者骨髓將攜帶正常血紅蛋白基因的造血干細(xì)胞輸入患者骨髓中，此造血干細(xì)胞產(chǎn)生含正常血紅蛋白的紅細(xì)胞，以根治鐮刀形細(xì)胞貧血癥拓展點(diǎn)2、 利用微生物生產(chǎn)藥物的優(yōu)越性所謂利用微生物生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物，是指將

9、人們需要的某種蛋白質(zhì)的編碼基因，構(gòu)建成表達(dá)載體后導(dǎo)入微生物，然后利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物。與傳統(tǒng)的制藥相比有以下優(yōu)越性：1.利用活細(xì)胞作為表達(dá)系統(tǒng)，表達(dá)效率高，無需大型裝置和大面積廠房就可以生產(chǎn)出大量藥品。2.可以解決傳統(tǒng)制藥中原料來源的不足。例如，胰島素是治療糖尿病患者的藥物，一名糖尿病患者每年需用的胰島素需要從40頭?；?0頭豬的胰臟中才能提取到。1978年科學(xué)家用2 000 L大腸桿菌發(fā)酵液得到100 g胰島素，相當(dāng)于從1 000 kg豬胰臟中提取的量。又如，生長(zhǎng)素是治療侏儒癥患者的藥物，治療一名侏儒癥患者每年需要從80具尸體的腦下垂體中提取生長(zhǎng)素。利用基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn)就不需要

10、從動(dòng)物或人體上獲取原料。 3.降低生產(chǎn)成本，減少生產(chǎn)人員和管理人員。 【檢測(cè)與反饋】 考點(diǎn)一、植物基因工程的應(yīng)用【例1】下列說法正確的是（ ） A用基因工程方法培育抗蟲植物也能抗病毒 B基因工程在畜牧業(yè)上應(yīng)用的目的是培育體型巨大、品質(zhì)優(yōu)良的動(dòng)物 C任何一種假單孢桿菌都能分解四種石油成分，因此，假單孢桿菌是“超級(jí)細(xì)菌” D基因工程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗性的農(nóng)作物【例2】.目前科學(xué)家把兔子血紅蛋白基因?qū)氲酱竽c桿菌細(xì)胞中，在大腸桿菌細(xì)胞中合成了兔子的血紅蛋白。下列所敘述的哪一項(xiàng)不是這一先進(jìn)技術(shù)的理論依據(jù)（ ） A.所有生物共用一套遺傳密碼子 B.基因能控制蛋白質(zhì)的

11、合成 C.兔子血紅蛋白基因與大腸桿菌的DNA都是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成，都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，都具有相同的空間結(jié)構(gòu) D.兔子與大腸桿菌有共同的原始祖先【例3】.下列高科技成果中，根據(jù)基因重組原理進(jìn)行的是（ ）我國科學(xué)家袁隆平利用雜交技術(shù)培育出超級(jí)水稻 我國科學(xué)家將蘇云金桿菌的某些基因移植到棉花體內(nèi)，培育出抗蟲棉 我國科學(xué)家通過返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒 科學(xué)工作者將豬的胰島素轉(zhuǎn)變成人的胰島素 將人的抗胰蛋白酶基因?qū)氲窖虻腄NA分子中 A. B. C. D. 考點(diǎn)二、動(dòng)物基因工程的應(yīng)用【例4】原有基因通過DNA重組技術(shù)得以改造的動(dòng)物稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物?，F(xiàn)在這一技術(shù)可使羊奶中含有人體蛋白質(zhì)，人類

12、控制蛋白質(zhì)合成的基因可以替代羊染色體上的相似基因，下圖表示了這一技術(shù)的基本過程。請(qǐng)回答： （1）人體蛋白質(zhì)基因之所以能“插入”到羊染色體內(nèi)，原因是 。（2）從羊染色體中“剪下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是 ，將人體蛋白質(zhì)基因“插入”羊體細(xì)胞染色體中的酶是 。（3）將人體蛋白質(zhì)基因?qū)胙蝮w內(nèi)并成功地表達(dá)，使羊產(chǎn)生新的性狀。這種變異屬于 。（4）舉出兩例說明轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用： ； 。（5）假設(shè)人體蛋白質(zhì)基因含有12000個(gè)堿基對(duì)，則該基因控制合成的蛋白質(zhì)共有 個(gè)氨基酸。 考點(diǎn)三、基因治療【例5】如果通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，成功改造了某血友病女性的造血干細(xì)胞，使其凝血功能全部恢復(fù)正常。當(dāng)她與正常男性結(jié)婚，婚后所生子女

13、的表現(xiàn)型為（ ） A兒子、女兒全部正常 B兒子、女兒中各一半正常 C兒子全部有病，女兒全部正常 D兒子全部正常，女兒全部有病【例6】.下列不屬于基因治療的是： （ ） A用正常的基因去彌補(bǔ)有缺陷的基因B轉(zhuǎn)移基因以刺激免疫力，用于腫瘤和愛滋病的治療 C將可抑制癌基因轉(zhuǎn)錄的DNA序列導(dǎo)入癌細(xì)胞，抑制其增殖 D攝入“健康基因” 考點(diǎn)四、生物防治與化學(xué)防治【例7】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，化學(xué)農(nóng)藥的產(chǎn)量和品種逐年增加。但害蟲的抗藥性也不斷增強(qiáng)，對(duì)農(nóng)作物的危害仍然很嚴(yán)重，如近年來棉鈴蟲在我國大面積爆發(fā)成災(zāi)，造成經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá)100億元以上，針對(duì)這一情況，科學(xué)家開展了“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”的科技攻關(guān)研究，成功地將抗蟲

14、基因?qū)嗣藁?xì)胞中，得到的棉花新品種對(duì)棉鈴蟲的毒殺效果高達(dá)80%以上。請(qǐng)回答下列問題：(1)害蟲抗藥性的增強(qiáng)是 的結(jié)果；(2)“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”抗害蟲的遺傳信息傳遞過程可以表示為 。(3)該項(xiàng)科技成果在環(huán)境保護(hù)上的重要作用是 。(4)科學(xué)家們預(yù)言，此種“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”獨(dú)立種植若干代以后，也將會(huì)出現(xiàn)不抗蟲的植株，此現(xiàn)象來源于 。 【課后訓(xùn)練】1、不屬于基因工程方法生產(chǎn)的藥物是（ ）A、干擾素 B、白細(xì)胞介素 C、青霉素 D、乙肝疫苗2、若利用基因工程技術(shù)培育能固氮的水稻新品種，其在環(huán)保上的重要意義是（ ）A、減少氮肥的使用量，降低生產(chǎn)成本 B、減少氮肥的使用量，節(jié)約能源C、避免氮肥施用過多引起環(huán)境

15、污染 D、改良土壤結(jié)構(gòu)3、基因治療是指（ ） A、對(duì)有基因缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常，達(dá)到治療疾病的目的 B、把健康的外源基因?qū)氲接谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的 C、運(yùn)用人工誘變的方法，使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因突變恢復(fù)正常 D、運(yùn)用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，達(dá)到治療疾病的目的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5、能夠使植物體表達(dá)動(dòng)

16、物蛋白的育種方法是( ) A單倍體育種 B雜交育種 C基因工程育種 D多倍體育種6、下列育種需要使用生物工程技術(shù)的是（多選）( ) A、高產(chǎn)青霉素菌株 B、能分泌含抗體的乳汁的母牛 C、生長(zhǎng)較快的鯉鯽魚 D、利于貯藏的白菜甘藍(lán)7.下列轉(zhuǎn)基因生物與所運(yùn)用的目的基因正確是 : ( )(多選)A抗蟲棉Bt毒蛋白基因 B抗真菌立枯絲核菌的煙草抗毒素合成基因C抗鹽堿和干旱植物調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因 D耐寒的番茄抗凍蛋白基因8 小麥根尖細(xì)胞基因分布在（）A.染色體，核糖體 B.染色體，葉綠體 C.染色體，線粒體 D.染色體，線粒體，葉綠體9 有關(guān)基因工程的說法，正確的是 ( )(多選)A.在基因工程操作中，

17、只要在受體細(xì)胞中檢測(cè)到目的基因，就能表達(dá) B.基因工程操作的必須的工具有限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和運(yùn)載體C.抗蟲棉的目的基因來自于蘇云金芽胞桿菌D.抗蟲棉的后代中可能有不抗蟲的個(gè)體 10.生產(chǎn)上培育無籽番茄、青霉素高產(chǎn)菌株、雜交培育矮稈抗銹病小麥、抗蟲棉的培育原理依次是（ ） 生長(zhǎng)素促進(jìn)果實(shí)發(fā)育 染色體變異 基因重組 基因突變 基因工程 A. B. C. D. 11.抗病轉(zhuǎn)基因植物成功表達(dá)后，以下說法正確的是 :（ ） A. 抗病毒轉(zhuǎn)基因植物，可以抵抗所有病毒B.抗病毒轉(zhuǎn)基因植物，對(duì)病毒的抗性具有局限性或特異性C.抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以抗害蟲D.抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以穩(wěn)定遺傳，不會(huì)變異課堂訓(xùn)練參考答案一、1、大豆 棉花 油菜 玉米 四2、抗逆能力 農(nóng)作物品質(zhì) 生物藥物（一）1