（人教版）高二生物选修三教学案 1.3-基因工程的应用（含答案）

（人教版）高二生物选修三教学案 1.3-基因工程的应用（含答案）内容摘要：

1、因工程的应用目标导航 、植物基因工程成果(阅读 9 )1抗虫转基因植物与抗病转基因植物项目 抗虫转基因植物 抗病转基因植物方法从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因，将其导入作物中将抗病基因导入植物中基因种类蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因抗真菌基因：几丁质酶基因和抗毒素合成基因成果转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻等抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等意义减少了化学农药的使用，降低了生产成本，减少了环境污染，)抗逆基因：调节细胞渗透压的基因，提高农作物抗盐碱和抗干旱能力；鱼的 抗冻蛋白基因使作物耐寒； 2、抗除草剂基因使作物抗除草剂。 (2)成果：抗盐抗旱烟草、耐寒番茄、抗除草剂玉米等。 3转基因改良植物品质(1)优良基因：必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和与植物花青素代谢有关的基因。 (2)成果：富含赖氨酸的转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。 二、动物基因工程的前景(阅读 1 )项目 基因来源 成果应用提高动物的生长速度 外源生长激素基因 转基因绵羊、转基因鲤鱼改善畜产品的品质 肠乳糖酶基因转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量大大减低转基因动物生产药物药用蛋白基因乳腺蛋白基因的启动子乳腺生物反应器转基因动物作器官移植的供体抑制或除去抗原决定基因利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的 3、猪器官三、基因工程药物及基因治疗(阅读 4 )1基因工程药物(1)概念：基因工程药物是指利用转基因的工程菌生产的药物。 (2)原理：通过基因工程技术，使外源基因在工程菌细胞内高效表达。 (3)成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 (4)作用：预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、各种传染病、 糖尿病、类风湿等疾病。 2基因治疗(1)概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。 (2)成果：将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的淋巴细胞。 (3)途径：分为体内基因治疗和体外基因治疗。 (4)现状：处于初期的临床实验阶段。 判断正误：(1)植物基因工程主要用于提高农作物产量 4、。 ( )(2)转基因作物减少了化学农药的使用，降低了生产成本，减少了环境污染，但增加了对人体健康的损害。 ()(3)利用小型猪来解决人类移植器官短缺问题，首先要解决免疫排斥难题。 ( )(4)利用动物乳腺生物反应器技术时，受体细胞应为受精卵或体细胞。 ( )(5)乳腺生物反应器，需将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起。 ( )(6)用基因工程方法，转入外源基因的菌类细胞株系一般称为工程菌。 ( )(7)基因治疗包括体外基因治疗和体内基因治疗。 ( )(8)基因工程中，要培育转基因植物和动物，选用的受体细胞都是受精卵。 ( )答案(1)(2) (3) (4)(5)(6)(7) (8)一、植物基因工 5、程的应用项目 抗虫转基因植物 抗病转基因植物 抗逆转基因植物转基因改良植物的品质目的基因蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因、几丁质酶基因、抗毒素合成基因调节细胞渗透压的基因；抗冻蛋白基因(从鱼体内获取)；抗除草剂基因含必需氨基酸较多的蛋白质编码基因；控制番茄果实成熟的基因；与植物花青素代谢有关的基因作用抗虫：蛋白水解成多肽与昆虫的肠上皮细胞的特异性受体结合，形成穿孔，细胞肿胀裂解致死；蛋白酶抑制剂和淀粉酶抑制剂分别抑制相应酶活性，影响消化；植物凝集素基因控制合成一种糖蛋白，此糖蛋白能与昆虫肠道黏膜上的某种物质结合，影响营养物质的吸收和 6、利用前两种为抗病毒基因；后两种为抗真菌基因通过改变细胞内渗透压，提高抗盐碱、抗干旱能力；提高耐寒能力；提高抗除草剂能力控制合成的蛋白质含必需氨基酸多；延迟番茄成熟；改变花瓣的颜色受体生物 棉花、水稻等烟草(抗病毒)、小麦(抗病毒)烟草(抗干旱、抗盐碱)；番茄(抗寒) ；大豆、玉米、番茄、矮牵牛等玉米(抗除草剂)1转基因抗虫棉的目的基因是什么。 是从哪种生物获取的。 抗虫棉能抗病毒、细菌、真菌吗。 答案蛋白基因；目的基因是从苏云金芽孢杆菌体内提取出来的；不能，因为抗虫基因具有专一性。 2利用转基因技术改良植物品质的途径有哪些。 答案(1)直接导入控制该性状的结构蛋白基因。 (2)导入与该性状有关的某种酶的基 7、因或者改变关键酶的活性。 1番茄营养丰富，是人们喜爱的蔬菜。 普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶的控制基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。 科学家通过基因工程将一种抗多聚半乳糖醛酸酶的基因导入番茄细胞，获得了抗软化番茄。 下列关于培育抗软化番茄的叙述，错误的是 ()A运载工具是质粒B受体细胞是番茄细胞C目的基因为多聚半乳糖醛酸酶基因D目的基因的表达延缓了细胞的软化问题导析 (1)培育转基因抗软化番茄以农杆菌的质粒作为 载体，将目的基因( 抗多聚半乳糖醛酸酶的基因)与质粒结合形成基因表达载体。 (2)利用含基因表达载体的农杆菌去感染普通番茄细胞 受体细胞。 (3)目 8、的基因进入受体细胞中，使多聚半乳糖醛酸酶基因不能表达。 答案1)转基因抗虫棉改善了作物的品质。 ( )(2)转入调节细胞渗透压的基因，有利于植物抗盐碱、抗干旱。 ( )(3)将毒素蛋白基因直接导入水稻的受精卵，可以得到抗虫水稻。 ( )(4)植物细胞中没有质粒，所以不能利用质粒作为植物基因工程的载体。 ( )答案(1)(2) (3) (4)二、乳腺(房) 生物反应器的原理、操作及应用1原理应用重组 术和转基因技术，将目的基因转移到尚未分化的动物胚胎细胞(或受精卵)中，经胚胎移植，得到能在乳腺中表达转基因产品的个体，其乳腺组织可分泌生产“目的产品” ，如具有药用价值的蛋白，这些蛋白进入乳汁中，再通过回收含 9、转基因蛋白的动物乳汁，就可以提取有重要药用价值的生物活性蛋白。 2操作过程3主要用途生产多肽类药物、基因工程疫苗、抗体、营养品等。 目前，科学家已在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中表达出抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和 抗胰蛋白酶等重要医药产品。 1分析用转基因动物生产药物的过程，思考以下问题：(1)就药物基因而言，最理想的表达场所是哪里。 (2)乳腺生物反应器有哪些优点。 (3)讨论用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的。 答案(1)转基因动物的乳腺。 (2)产量高、质量好、成本低、易提取。 (3)获取目的基因；构建基因表达载体；显微注射导入哺乳动物受精卵中； 将受精卵送入母体内发育成转基因动 10、物。 2分析用转基因动物作器官移植的供体时，应采取什么措施。 答案抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因。 2上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可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。 “转基因动物”是指()A提供基因的动物B基因组中增加外源基因的动物C能产生白蛋白的动物D能表达基因信息的动物问题导析 (1)转基因生物是指利用基因工程技术导入外源基因 培育出的能够将新性状稳定地遗传给后代的基因工程生物。 (2)转基因牛携带有外源的白蛋白基因。 答案1)动物基因工程的主要前景是提高动物生长的速度。 ( )(2)培育转基因 11、动物常用显微注射技术将外源基因导入受精卵。 ( )(3)抑制或除去抗原决定基因可以培育没有免疫排斥反应的猪器官。 ( )答案(1)(2) (3) 三、基因治疗1基因治疗的原理把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。 2过程3途径途径比较 体外基因治疗 体内基因治疗方法从患者体内获得某种细胞体外完成基因转移筛选、细胞扩增输入体内直接向患者体内组织细胞中转移基因不同点特点 操作复杂，但效果可靠 方法较简单，但效果难以控制相同点都是将外源基因导入靶细胞，以纠正缺陷基因，目前两种方法都处于临床试验阶段分析教材 合型免疫缺陷症的基因治疗，回答下列问题：(1)研究人员将腺苷酸 12、脱氨酶基因转入患者的什么细胞。 为什么不能转入其他的体细胞。 (2)如何鉴定该患者是否治疗成功。 答案(1)淋巴细胞。 腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能所必需的，淋巴细胞中具有这种酶才能产生抗体等免疫物质。 (2)鉴定患者产生抗体的能力是否明显改善，免疫能力是否明显提高。 3 人类基因治疗报道，在美国佛罗里达大学基因治疗中心接受基因治疗的三名遗传性失明患者都重新获得了一定的视力，并且没有严重的副作用。 基因治疗是指()A把健康外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的B对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的C运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变，从而恢复正常D 13、运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的答案因治疗只是将正常的基因导入病人体内，使 该基因的表达 产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，而细胞中的缺陷基因并未修复，和正常基因同时存在，基因治疗也不是切除病变基因或诱发其突变，因而 B、C、D 的说法都不符合基因治疗的概念。 一题多变判断正误：(1)治疗遗传性疾病最有效的手段就是基因治疗。 ( )(2)把缺陷基因除去，就可以达到治疗疾病的目的。 ( )(3)某些动物病毒可作为基因治疗的载体。 ( )(4)基因治疗过程中，由于正常基因的表达掩盖了病变基因的表达，从而达到治疗疾病的目的。 ()答案(1)(2) (3) (4) 1提高农作物抗盐碱 14、和抗干旱能力的目的基因是()A抗除草剂基因B调节细胞渗透压的基因C抗冻蛋白基因D蛋白基因答案B 解析由于盐碱和干旱对农作物的危害与细胞内渗透压调节有关，所以可以利用一些调节细胞渗透压的基因来提高农作物抗盐碱和抗干旱的能力。 2转基因食品已大量进入我们的日常生活，如转基因西红柿、转基因草莓等，涉及的问题甚至关系到国家之间的贸易竞争，如图为“霸市场的转基因大豆油”的部分图示。 下列关于转基因大豆的叙述，不正确的是()A培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因B目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵，也可以是体细胞C转基因大豆的种植过程中减少了农药等的使用量，生产成本更低D固氮菌的固氮基因也是必需的目的基因之 15、一答案科植物可与含固氮基因的根瘤菌共生，故固氮基因并非必需的目的基因。 3关于用转基因动物作器官移植供体的研究的叙述，不正确的是()A器官短缺和免疫排斥是目前制约人体器官移植的两大难题B猪的内脏构造、大小和血管分布与人极为相似C灵长类动物体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒少于猪D无论以哪种动物作为供体，都需在其基因组中导入某种调节因子以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因答案体内隐藏的、可导致人 类疾病的病毒远远少于灵 长类动物，是目前人体最理想的器官供体。 4科学家们对一位缺乏腺苷酸脱氨酶基因而患先天性体液免疫缺陷症的美国女孩进行基因治疗，其方法是首先将患者的白细胞取出做体外培养，然后用逆转录病毒将正常腺苷酸脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。 (1)基因治疗是把健康的_导入有_的细胞中，以达到治疗疾病的目的。 (。