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1、新知初探新知初探思维启动思维启动要点突破要点突破讲练互动讲练互动知能演练知能演练轻巧夺冠轻巧夺冠专题专题1 基因工程基因工程人教版选修三1.3基因工程的应用p Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望学习导航学习导航1.举举例例说说出基因工程的出基因工程的应应用及取得的丰用及取得的丰硕硕成果。成果。重点重点2.了解基因工程的了解基因工程的进进展。展。3.了解基因工程在了解基因工程在农业农业和医和医疗疗等方面的等方面的应应用。用。难难点点新知初探思维启动新知初
2、探思维启动一、植物基因工程的成果一、植物基因工程的成果植物基因工程技植物基因工程技术术主要用于提高主要用于提高农农作物的作物的_能力，以及改良能力，以及改良农农作物的作物的_和利和利用植物生用植物生产产_等方面。等方面。抗逆抗逆品品质质药药物物1.抗虫和抗病抗虫和抗病转转基因植物基因植物抗虫抗虫转转基因植物基因植物抗病抗病转转基因植物基因植物基基因因种种类类_基因、基因、蛋白蛋白酶酶抑制抑制剂剂基基因、因、_基因、植物凝基因、植物凝集素基因等集素基因等抗病毒基因：病毒外壳抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因和病毒的蛋白基因和病毒的_基因基因抗真菌基因：几丁抗真菌基因：几丁质质酶酶基因和基因和_基基因因
3、成成果果棉、玉米、棉、玉米、马铃马铃薯、番茄等薯、番茄等抗烟草花叶病毒的抗烟草花叶病毒的转转基因基因烟草和抗病毒的烟草和抗病毒的转转基因小基因小麦、甜椒、番茄等麦、甜椒、番茄等意意义义减少化学减少化学农药农药的使用，降低生的使用，降低生产产成本，减少成本，减少环环境境污污染等染等Bt毒蛋白毒蛋白淀粉淀粉酶酶抑制抑制剂剂复制复制酶酶抗毒素合成抗毒素合成2.抗逆抗逆转转基因植物基因植物(1)抗抗逆逆基基因因：调调节节_的的基基因因使使作作物物抗抗碱碱、抗抗旱旱；鱼鱼的的_基基因因使使作物耐寒；抗除草作物耐寒；抗除草剂剂基因使作物抗除草基因使作物抗除草剂剂。(2)成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。成果
4、：烟草、大豆、番茄、玉米等。细细胞渗透胞渗透压压抗抗冻冻蛋白蛋白3.利用利用转转基因改良植物的品基因改良植物的品质质(1)优优良良基基因因：必必需需氨氨基基酸酸含含量量多多的的蛋蛋白白质质编编码码基基因因、控控制制番番茄茄果果实实成成熟熟的的基基因因和和与与植植物物花青素代花青素代谢谢有关的基因。有关的基因。(2)成果：富含成果：富含赖赖氨酸的氨酸的转转基因玉米、基因玉米、转转基因基因延熟番茄和延熟番茄和转转基因矮基因矮牵牵牛。牛。想一想想一想1基因工程育种的主要基因工程育种的主要优优点有哪些？点有哪些？【提示提示】基因工程育种最大的基因工程育种最大的优优点是目的点是目的性性强强，克服了，克服
5、了远缘杂远缘杂交不交不亲亲和的障碍。和的障碍。二、二、动动物基因工程的前景物基因工程的前景应应用用项项目目基因来源基因来源成果成果提高提高动动物的物的生生长长速率速率外源外源_基基因因转转基因基因绵绵羊、羊、转转基基因因鲤鱼鲤鱼改善畜改善畜产产品品的品的品质质肠肠乳糖乳糖酶酶基因基因转转基因牛分泌的乳基因牛分泌的乳汁中汁中_含量少含量少转转基因基因动动物物生生产药产药物物药药用用_基因乳腺基因乳腺蛋白基因的蛋白基因的_乳腺生物反乳腺生物反应应器器转转基因基因动动物物作器官移植作器官移植的供体的供体抑制或除去抑制或除去_基因基因利用克隆技利用克隆技术术培育培育没有免疫排斥反没有免疫排斥反应应的猪
6、器官的猪器官生生长长激素激素乳糖乳糖蛋白蛋白启启动动子子抗原决定抗原决定三、基因工程三、基因工程药药物物1.药药物来源：物来源：转转基因的基因的“_”。2.成成果果：重重组组人人胰胰岛岛素素、细细胞胞因因子子、抗抗体体、疫苗、激素等。疫苗、激素等。四、基因治四、基因治疗疗1.概念：把概念：把_导导入病人体内，使入病人体内，使该该基因的表达基因的表达产产物物发挥发挥功能，从而达到治功能，从而达到治疗疗疾病的目的。疾病的目的。工程菌工程菌正常基因正常基因2.类类型：型：_基因治基因治疗疗和和_基因治基因治疗疗。3.成果：将腺苷酸脱氨成果：将腺苷酸脱氨酶酶基因基因导导入患者的淋入患者的淋巴巴细细胞，
7、治胞，治疗疗_。想一想想一想2基基因因治治疗疗的的实实质质是是利利用用外外源源基基因因替替换换了了原原基因本身，基因本身，还还是替是替换换了原基因的功能？了原基因的功能？【提示提示】替替换换了原基因的功能。了原基因的功能。体内体内体外体外复合型免疫缺陷症复合型免疫缺陷症要点突破讲练互动要点突破讲练互动要点一植物基因工程的成果要点一植物基因工程的成果1.抗虫抗虫转转基因植物基因植物在抗虫害方面，迄今研究的最多并取得成效在抗虫害方面，迄今研究的最多并取得成效的有两的有两类类基因，即基因，即苏苏云金芽云金芽孢孢杆菌的杆菌的杀杀虫蛋虫蛋白基因白基因(Bt毒蛋白基因毒蛋白基因)以及从豇豆等作物中以及从豇
8、豆等作物中分离的蛋白分离的蛋白酶酶抑制抑制剂剂基因。抗虫棉、抗虫番基因。抗虫棉、抗虫番茄、抗虫烟草都已茄、抗虫烟草都已获获得了成功。既减少了得了成功。既减少了杀杀虫虫剂剂的使用，又保的使用，又保护护了了环环境。境。2.抗病抗病转转基因植物基因植物引起植物生病的微生物主要有病毒、真菌和引起植物生病的微生物主要有病毒、真菌和细细菌等。抗病菌等。抗病转转基因植物所采用的基因，使基因植物所采用的基因，使用最多的是病毒外壳蛋白基因和病毒的复制用最多的是病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶酶基因；抗真菌基因；抗真菌转转基因植物中可使用的基因基因植物中可使用的基因有几丁有几丁质质酶酶基因和抗毒素合成基因。多种抗基
9、因和抗毒素合成基因。多种抗病毒植株已培育成功并开始病毒植株已培育成功并开始进进行田行田间试验间试验、栽培。栽培。3.抗逆抗逆转转基因植物基因植物(1)针针对对盐盐碱碱、干干旱旱、低低温温、涝涝害害等等不不利利环环境境条条件件而而培培育育的的抗抗盐盐碱碱、耐耐旱旱、耐耐寒寒、抗抗涝涝的的农农作作物物新新品品种种。主主要要方方法法是是在在有有关关植植物物中中转转入入调节细调节细胞渗透胞渗透压压的基因。的基因。(2)针对针对与与农农作物作物竞竞争的争的杂杂草而培育的抗除草草而培育的抗除草剂剂的植物。将抗除草的植物。将抗除草剂剂基因基因导导入大豆、玉米入大豆、玉米等作物，等作物，喷喷洒除草洒除草剂时剂
10、时，杀杀死田死田间杂间杂草而不草而不损伤损伤作物。作物。4.利用利用转转基因改良植物的品基因改良植物的品质质利用利用转转基因改良植物品基因改良植物品质质,可以有以下途径：可以有以下途径：(1)直接直接导导入控制入控制该该性状的性状的结结构蛋白基因；构蛋白基因；(2)导导入与入与该该性状有关的某种性状有关的某种酶酶的基因。的基因。金茶花是中国特有的金茶花是中国特有的观赏观赏品种，但品种，但易得枯萎病，降低易得枯萎病，降低观赏观赏价价值值。科学家在某种。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，用植物中找到了抗枯萎病的基因，用转转基因的基因的方法培育出了抗枯萎病的新品种。方法培育出了抗枯萎病的新品种
11、。请请据据图图回回答答问题问题。例例1(1)将将连连接接到到上上并并形形成成，常常用用到到的的酶酶有有_。(2)图图 中中 除除 了了 含含 有有 以以 外外，还还 应应 有有_。(3)经检测经检测，被，被侵染的金茶花叶片侵染的金茶花叶片细细胞具胞具备备了抗病性，了抗病性，这说这说明明已已经经_。欲快速。欲快速培育大量培育大量该该抗病新品种，抗病新品种，应该应该采用的技采用的技术术是是植物植物组织组织培养，依据的理培养，依据的理论论基基础础是是_。(4)通通过转过转基因方法基因方法获获得的抗病金茶花，将来得的抗病金茶花，将来产产生的配子中是否一定含有抗病基因？生的配子中是否一定含有抗病基因？_
12、。【解析解析】(1)实现实现目的基因与运目的基因与运载载体的体的结结合合需用同一种限制需用同一种限制酶酶切割，切割，产产生相同的黏性末生相同的黏性末端，通端，通过过DNA连连接接酶酶连连接在一起，形成基因接在一起，形成基因表达表达载载体。体。(2)基因表达基因表达载载体的体的组组成成应应包括：包括：启启动动子、子、终终止子、止子、标记标记基因、目的基因等。基因、目的基因等。(3)金茶花叶片金茶花叶片细细胞具胞具备备了抗病性，了抗病性，这说这说明目明目的基因已的基因已经经表达，欲快速培育大量表达，欲快速培育大量该该抗病新抗病新品种，品种，应该应该采用的技采用的技术术是植物是植物组织组织培养技培养
13、技术术,其理其理论论基基础础是植物是植物细细胞的全能性。胞的全能性。(4)由于由于产产生配子生配子时时，基因会，基因会发发生分离，所以生分离，所以获获得的得的转转基因性状不一定能随着配子基因性状不一定能随着配子传递传递下下去。去。【答答案案】(1)限限制制性性核核酸酸内内切切酶酶和和DNA连连接接酶酶(2)启启动动子、子、标记标记基因、基因、终终止子止子(3)表达植物表达植物细细胞的全能性胞的全能性(4)不一定不一定变变式式训练训练(2012石石家家庄庄二二中中高高二二检检测测)人人类类利利用用基基因因工工程程的的方方法法成成功功培培育育出出转转基基因因抗抗虫虫棉棉，以以下下说说法正确的是法正
14、确的是()A苏苏云云金金芽芽孢孢杆杆菌菌的的毒毒蛋蛋白白基基因因与与质质粒粒结结合合后直接后直接进进入棉花的叶肉入棉花的叶肉细细胞表达胞表达B抗抗虫虫基基因因导导入入棉棉花花叶叶肉肉细细胞胞后后，可可通通过过传传粉、受精的方法使抗虫性状粉、受精的方法使抗虫性状遗传遗传下去下去C标标记记基基因因的的作作用用是是鉴鉴别别受受体体细细胞胞中中是是否否含含有目的基因有目的基因D转转基因抗虫棉种植基因抗虫棉种植时时棉棉铃铃虫不会虫不会产产生抗性生抗性,可以有效消可以有效消灭灭棉棉铃铃虫虫解析：解析：选选C。A项项中中苏苏云金芽云金芽孢孢杆菌的毒蛋白杆菌的毒蛋白基因与基因与质质粒粒结结合，合，导导入棉花叶
15、肉入棉花叶肉细细胞后，需胞后，需要要经过检测经过检测、鉴鉴定后，才能定后，才能实现实现成功表达；成功表达；B项项中抗虫棉在形成配子中抗虫棉在形成配子时时，基因会，基因会发发生分离生分离,不一定能将抗虫性状完全地不一定能将抗虫性状完全地遗传遗传下去；下去；D项项中中转转基因抗虫棉种植基因抗虫棉种植时时，棉，棉铃铃虫食用后可大量虫食用后可大量死亡，但同死亡，但同时时使棉使棉铃铃虫的抗性得到不断的加虫的抗性得到不断的加强强，不可能，不可能彻彻底地消底地消灭灭棉棉铃铃虫。虫。要点二要点二动动物基因工程的物基因工程的应应用及基因工程用及基因工程药药物物1.乳腺乳腺(房房)生物反生物反应应器器(1)原理：
16、原理：应应用重用重组组DNA技技术术和和转转基因技基因技术术，将，将目的基因目的基因转转移到尚未分化的移到尚未分化的动动物胚胎物胚胎细细胞胞(或受或受精卵精卵)中，中，经经胚胎移植，得到能在乳腺中表达胚胎移植，得到能在乳腺中表达转转基因基因产产品的个体品的个体,其乳腺其乳腺组织组织可分泌生可分泌生产产“目的目的产产品品”如具有如具有药药用价用价值值的蛋白，的蛋白，这这些蛋白些蛋白进进入入乳汁中乳汁中,再通再通过过回收含回收含转转基因蛋白的基因蛋白的动动物乳汁，物乳汁，就可以提取有重要就可以提取有重要药药用价用价值值的生物活性蛋白。的生物活性蛋白。(2)操作操作过过程程2.生物反生物反应应器与工
17、程菌在器与工程菌在实际应实际应用中的比用中的比较较比比较较项项目目动动物乳腺反物乳腺反应应器器大大肠肠杆菌生杆菌生产产系系基因基因结结构构与人与人类类基因基因结结构构相同，使克隆基相同，使克隆基因相因相对简单对简单与人与人类类基因基因结结构有差异构有差异基因基因产产物物与天然蛋白与天然蛋白质质完完全相同全相同由于缺少内由于缺少内质质网、高网、高尔尔基基体等体等细细胞器，合成的蛋白胞器，合成的蛋白质质可能不存在生物活性可能不存在生物活性产产物物提取提取存在乳汁中，易存在乳汁中，易于提取于提取从从细细胞中提取分离，相胞中提取分离，相对对复复杂杂生生产产设备设备农业农业生生产产提提纯设备纯设备成本低
18、成本低工工业业生生产产精良的生精良的生产设备产设备成本高成本高特特别别提醒提醒从乳腺生物反从乳腺生物反应应器中提取蛋白器中提取蛋白质质,受体受体细细胞所在个体必胞所在个体必须须是雌性的，若从尿液是雌性的，若从尿液中提取目的基因的中提取目的基因的产产物物则则不受此限制。不受此限制。继继哺哺乳乳动动物物乳乳腺腺反反应应器器研研发发成成功功后后，膀膀胱胱生生物物反反应应器器的的研研究究也也取取得得了了一一定定进进展展。最最近近，科科学学家家培培养养出出一一种种转转基基因因小小鼠鼠，其其膀膀胱胱上上皮皮细细胞胞可可以以合合成成人人的的生生长长激激素素并并分分泌泌到到尿液中。尿液中。请请回答：回答：(1
19、)将人的生将人的生长长激素基因激素基因导导入小鼠受体入小鼠受体细细胞，胞，常用方法是常用方法是_。例例2(2)将将目目的的基基因因导导入入动动物物细细胞胞时时，通通常常要要将将外外源源 基基 因因 导导 入入 _中中，原原 因因 是是_。(3)通通常常采采用用_技技术术检检测测外源基因是否插入了小鼠的基因外源基因是否插入了小鼠的基因组组。(4)在研制膀胱生物反在研制膀胱生物反应应器器时时，应应使外源基因使外源基因在小鼠的在小鼠的_细细胞中胞中进进行特异性表达。行特异性表达。【解解析析】(1)将将目目的的基基因因(人人生生长长激激素素基基因因)导导入入动动物物细细胞胞(小小鼠鼠受受体体细细胞胞)
20、的的常常用用方方法法是是显显微注射技微注射技术术。(2)在哺乳在哺乳动动物物细细胞中，受精卵或早期胚胎具胞中，受精卵或早期胚胎具有全能性，外源基因在相有全能性，外源基因在相应应的的组织细组织细胞中更胞中更容易表达，因此，在容易表达，因此，在动动物物细细胞工程中，常将胞工程中，常将受精卵或早期胚胎受精卵或早期胚胎细细胞作胞作为为受体受体细细胞。胞。(3)检检测测目目的的基基因因(人人生生长长激激素素基基因因)是是否否插插入入了了转转基基因因动动物物染染色色体体的的DNA(小小鼠鼠基基因因组组)上上的的方方法是法是DNA分子分子杂杂交技交技术术。(4)由由题题中中信信息息可可知知，人人生生长长激激
21、素素基基因因在在小小鼠鼠的膀胱上皮的膀胱上皮细细胞内胞内进进行了特异性表达。行了特异性表达。【答案答案】(1)显显微注射技微注射技术术(2)受精卵受精卵(早期早期胚胎胚胎细细胞胞)受精卵受精卵(或早期胚胎或早期胚胎)具有全能性具有全能性,可使外源基因在相可使外源基因在相应应的的组织细组织细胞中表达胞中表达(3)DNA分子分子杂杂交交(4)膀胱上皮膀胱上皮互互动动探究探究(1)上述上述过过程的原理是什么？程的原理是什么？(2)为为何将目的基因何将目的基因导导入膀胱上皮入膀胱上皮细细胞更方便胞更方便?【提示提示】(1)基因重基因重组组。(2)不受雌雄个体的限制。不受雌雄个体的限制。【拓拓展展提提升
22、升】乳乳房房生生物物反反应应器器与与膀膀胱胱生生物物反反应应器器乳房生物反乳房生物反应应器是利用器是利用转转基因基因动动物的乳汁生物的乳汁生产药产药用蛋白，而膀胱生物反用蛋白，而膀胱生物反应应器是利用器是利用转转基基因因动动物的尿液生物的尿液生产药产药用蛋白用蛋白,二者的二者的优优点是：点是：收集收集药药用蛋白比用蛋白比较较容易，且不必容易，且不必对动对动物造成物造成伤伤害。但乳房生物反害。但乳房生物反应应器需是器需是处处于生殖期的于生殖期的雌性雌性动动物才可生物才可生产药产药用蛋白，而膀胱生物反用蛋白，而膀胱生物反应应器器则则是任何生是任何生长长期的雌雄期的雌雄动动物均可生物均可生产产。要点
23、三基因治要点三基因治疗疗1.原理：利用正常基因置原理：利用正常基因置换换或弥或弥补补缺陷基因缺陷基因的治的治疗疗方法，即把正常基因方法，即把正常基因导导入病人体内，入病人体内，使使该该基因的表达基因的表达产产物物发挥发挥功能，从而达到治功能，从而达到治疗疗疾病的目的。疾病的目的。2.过过程程3.途径途径途径途径比比较较体外基因治体外基因治疗疗体内基因治体内基因治疗疗不不同同点点方方法法从患者体内从患者体内获获得某种得某种细细胞胞体外完成基因体外完成基因转转移移筛选筛选、细细胞胞扩扩增增输输入体内入体内直接向患者体内直接向患者体内组织细组织细胞中胞中转转移移基因基因特特点点操作复操作复杂杂，但效
24、果可，但效果可靠靠方法方法较简单较简单，但，但效果效果难难以控制以控制相同点相同点都是将外源基因都是将外源基因导导入靶入靶细细胞，以胞，以纠纠正缺正缺陷基因，目前两种方法都陷基因，目前两种方法都处处于于临临床床试验试验阶阶段段特特别别提醒提醒基因治基因治疗疗并非把健康的外源基因并非把健康的外源基因导导入患者的所有入患者的所有细细胞中，而只是胞中，而只是导导入某些功入某些功能能细细胞中。胞中。4.基因基因检测检测与基因治与基因治疗疗的比的比较较基因基因检测检测基因治基因治疗疗目的目的基因基因的作的作用用制作相制作相应应探探针针，利用利用DNA分子分子杂杂交原理，快速、交原理，快速、准确地准确地检
25、测检测疾病疾病导导入有基因缺陷入有基因缺陷的的细细胞中，替胞中，替换换相相应应基因的功能基因的功能,治治疗遗传疗遗传病病现现状状临临床床应应用用阶阶段段临临床床试验阶试验阶段段 (2012湛湛江江一一中中高高二二质质检检)基基因因治治疗疗是是人人类类疾疾病病治治疗疗的的一一种种崭崭新新手手段段，下下列列有有关关叙述中不正确的是叙述中不正确的是()A基基因因治治疗疗是是治治疗疗人人类类遗遗传传病病的的最最有有效效的的手手段段B基基因因治治疗疗是是一一种种利利用用基基因因工工程程产产品品治治疗疗人人类类疾病的方法疾病的方法例例3C以以正正常常基基因因替替换换致致病病基基因因属属于于基基因因治治疗疗
26、的一种方法的一种方法D基因治基因治疗疗的靶的靶细细胞可以是体胞可以是体细细胞和生殖胞和生殖细细胞胞【解解析析】基基因因治治疗疗是是指指将将人人的的正正常常基基因因或或有有治治疗疗作作用用的的基基因因通通过过一一定定方方式式导导入入人人体体靶靶细细胞胞以以纠纠正正基基因因的的缺缺陷陷或或者者发发挥挥治治疗疗作作用用，从而达到治从而达到治疗疗疾病目的的生物医学新技疾病目的的生物医学新技术术。【答案答案】B变变式式训练训练下列与基因下列与基因诊诊断有关的一断有关的一组组物物质质是是()A蛋白蛋白质质、核酸、核酸B放射性同位素、蛋白放射性同位素、蛋白质质C荧荧光分子、核酸光分子、核酸D放射性同位素、糖
27、放射性同位素、糖类类解析：解析：选选C。基因。基因诊诊断是用放射性同位素断是用放射性同位素(如如32P)、荧荧光分子等光分子等标记标记的的DNA分子作探分子作探针针，利用利用DNA分子分子杂杂交原理，交原理，鉴鉴定被定被检测标检测标本上本上的的遗传遗传信息，达到信息，达到检测检测疾病的目的，因此与疾病的目的，因此与基因基因诊诊断有关的物断有关的物质质是同位素、是同位素、荧荧光分子光分子标标记记的核酸。的核酸。知能演练轻巧夺冠知能演练轻巧夺冠本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放新知初探新知初探思维启动思维启动要点突破要点突破讲练互动讲练互动知能演练知能演练轻巧夺冠轻巧夺冠专题专题1 基因工程基因工程；http:/www.99dyw.co/九九电影网http:/www.99dyw.tv/九九电影网http:/youhuijuan.co/淘宝优惠券网 天堂网2014 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网 天堂网天堂网天堂网2014 天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网2014 天堂网2014 天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网天堂网2014