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1、生物选修生物选修3 3（人教版）（人教版）专题专题1基因工程基因工程 第第3节基因工程的应用节基因工程的应用要点突破要点突破知识点知识点1 1 利用基因工程生产转基因生物（或目的基因产物）利用基因工程生产转基因生物（或目的基因产物）1 1转基因植物。转基因植物。(1)(1)生产过程图解生产过程图解(以抗虫棉生产过程为例以抗虫棉生产过程为例)：(2)(2)成果。成果。2.2.转基因动物。转基因动物。(1)(1)生产过程图解生产过程图解(以转基因牛生产过程为例以转基因牛生产过程为例)：(2)(2)成果成果(或前景或前景)。3.3.转基因微生物。转基因微生物。(1)(1)生产过程图解生产过程图解(以
2、可生产干扰素酵母菌的培育过程为例以可生产干扰素酵母菌的培育过程为例)：(2)(2)应应用用：利利用用基基因因工工程程培培育育“工工程程菌菌”来来生生产产药药品品，是是基基因因工工程程的的低低成成本本高高效效益益的的工工程程产产业业。例例如如：可可以以通通过过转转基基因因培培育育的的工工程程菌菌生生产产人人胰胰岛岛素素、细细胞胞因因子子、抗抗体体、疫疫苗苗、激激素素、白细胞介素、干扰素、乙肝疫苗等。白细胞介素、干扰素、乙肝疫苗等。例例1 1继继哺哺乳乳动动物物乳乳腺腺生生物物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
3、学学家家培培育育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泌到尿液中。请回答：分泌到尿液中。请回答：(1)(1)将将人人的的生生长长激激素素基基因因导导入入小小鼠鼠受受体体细细胞胞，常常用用方方法法是是_法。法。(2)(2)进进行行基基因因转转移移时时，通通常常要要将将外外源源基基因因转转入入_中中，原因是原因是_ _。(3)(3)通通常常采采用用_技技术术检检测测外外源源基基因因是否插入了小鼠的基因组。是否插入了小鼠的基因组。(4)(4)在在研研制制膀膀胱胱生生物物反反应应器器时时，应应使使外外源源基基因因在在小小鼠鼠的的_细
4、细胞胞中中特特异异表表达达。跟跟乳乳腺腺生生物物反应器相比，膀胱生物反应器有何优势？反应器相比，膀胱生物反应器有何优势？_。解解析析：在在基基因因工工程程中中，若若受受体体细细胞胞是是动动物物细细胞胞，常常采采用用显显微微注注射射的的方方法法导导入入目目的的基基因因。若若要要使使小小鼠鼠膀膀胱胱上上皮皮细细胞胞合合成成人人的的生生长长激激素素，在在进进行行基基因因转转移移时时，当当作作受受体体细细胞胞的的通通常常是是受受精精卵卵，其其原原因因是是受受精精卵卵具具有有全全能能性性，可可使使外外源源基基因因在在相相应应组组织织细细胞胞中中得得到到表表达达。检检测测目目的的基基因因是是否否插插入入到
5、到受受体体细细胞胞的的基基因因组组，通通常常采采用用的的是是DNADNA分分子子杂杂交交技技术术。乳乳腺腺生生物物反反应应器器生生产产药药物物受受生生物物发发育期和性别影响，而膀胱生物反应器则不受其影响。育期和性别影响，而膀胱生物反应器则不受其影响。答答案案：(1)(1)显显微微注注射射(2)(2)受受精精卵卵(或或早早期期胚胚胎胎)受受精精卵卵(或或早早期期胚胚胎胎细细胞胞)具具有有全全能能性性，可可使使外外源源基基因因在在相相应应组组织织细细胞胞表表达达(3)DNA(3)DNA分分子子杂杂交交(核核酸酸探探针针)(4)(4)膀膀胱胱上上皮皮处处于于不不同同生生长长发发育育时期的雌雄动物均可
6、生产药物时期的雌雄动物均可生产药物变式迁移变式迁移1 1为为扩扩大大可可耕耕地地面面积积，增增加加粮粮食食产产量量，黄黄河河三三角角洲洲等等盐盐碱碱地地的的开开发发利利用用备备受受关关注注。我我国国科科学学家家应应用用耐耐盐盐基基因因培育出了耐盐水稻新品系。据此完成培育出了耐盐水稻新品系。据此完成(1)(1)(4)(4)题。题。(1)(1)获获得得耐耐盐盐基基因因后后，构构建建重重组组DNADNA分分子子所所用用的的限限制制酶酶作作用用于于上上图图中中的的_处处，DNADNA连连接接酶酶作作用用于于_处处。(填填“a a”或或“b b”)(2)(2)将将重重组组DNADNA分分子子导导入入水水
7、稻稻受受体体细细胞胞的的常常用用方方法法有有农农杆杆菌转化法和菌转化法和_。(3)(3)由由导导入入目目的的基基因因的的水水稻稻细细胞胞培培养养成成植植株株需需要要利利用用_技术。技术。(4)(4)为为了了确确定定耐耐盐盐转转基基因因水水稻稻是是否否培培育育成成功功，既既要要用用放放射射性性同同位位素素标标记记的的_作作探探针针进进行行分分子子杂杂交交检检测测，又又要要用用_的的方方法法从从个个体体水水平平鉴鉴定定水水稻稻植植株株的耐盐性。的耐盐性。解解析析：(1)(1)限限制制酶酶和和DNADNA连连接接酶酶的的作作用用部部位位都都是是脱脱氧氧核核苷苷酸酸链链上上相相邻邻两两脱脱氧氧核核苷苷
8、酸酸之之间间的的磷磷酸酸二二酯酯键键，即即a a处处，只只不不过过前前者者是是断断裂裂，后后者者是是形形成成。(2)(2)将将重重组组DNADNA分分子子导导入入植植物物受受体体细细胞胞常常用用的的方方法法有有农农杆杆菌菌转转化化法法、基基因因枪枪法法、花花粉粉管管通通道道法法。(3)(3)将将含含有有目目的的基基因因的的水水稻稻细细胞胞培培养养成成植植株株的的技技术术是是植植物物组组织织培培养养，其其核核心心是是脱脱分分化化和和再再分分化化。(4)(4)基基因因工工程程检检测测包包括括目目的的基基因因的的检检测测和和目目的的基基因因是是否否转转录录出出mRNAmRNA的的检检测测，两两者者都
9、都用用放放射射性性标标记记的的目目的的基基因因(耐耐盐盐基基因因)作作为为探探针针检检测测，而而鉴鉴定定属属于于个个体水平，需要一定浓度盐水浇灌进行实验。体水平，需要一定浓度盐水浇灌进行实验。答案：答案：(1)a(1)aa a(2)(2)基因枪法基因枪法(花粉管通道法花粉管通道法)(3)(3)植物组织培养植物组织培养(4)(4)耐耐盐盐基基因因(目目的的基基因因)一一定定浓浓度度盐盐水水浇浇灌灌(移移栽栽到到盐盐碱地中碱地中)点评：点评：(1)(1)基因工程育种相对于传统杂交育种的比较。基因工程育种相对于传统杂交育种的比较。(2)(2)动动物物基基因因工工程程中中，一一般般是是将将目目的的基基
10、因因导导入入受受精精卵卵或或卵卵细细胞胞(需需与与精精子子结结合合进进一一步步形形成成受受精精卵卵)中中；但但在在一一定定条条件件下下也也可可导导入入体体细细胞胞中中，直直接接获获得得含含目目的的基基因因的的动动物物细细胞胞，或或进进一一步步通通过过核核移移植植技技术术和和胚胚胎移植技术获得含目的基因的克隆动物。胎移植技术获得含目的基因的克隆动物。(3)(3)利利用用基基因因工工程程只只能能生生产产蛋蛋白白质质类类的的药药物物，而而不不能能生生产产其其他他成成分分的的药药物物。因因为为目目的的基基因因的的表表达达产产物物为为蛋白质，而非其他物质。蛋白质，而非其他物质。知识点知识点2 2 基因治
11、疗基因治疗1 1原原理理：基基因因治治疗疗是是把把正正常常基基因因导导入入病病人人体体内内有有基基因因缺缺陷陷的的细细胞胞中中，使使该该基基因因的的表表达达产产物物发发挥挥功功能能，从从而而达达到到治治疗疗疾疾病病的的目目的的，这是治疗遗传病的最有效的手段。这是治疗遗传病的最有效的手段。2 2过过程程：基基因因治治疗疗有有体体外外基基因因治治疗疗和和体体内内基基因因治治疗疗两两种种途途径径，其其中中体体外外基基因因治治疗疗过过程程如下图：如下图：3 3注注意意：基基因因治治疗疗并并非非把把健健康康的的外外源源基基因因导导入入患患者者的的全全部部细细胞胞，而而只只是是导导入入某某些些功功能能细细
12、胞胞中中，且且是是体体细细胞胞。例例如如对对于于白白血血病病的的基基因因治治疗疗主主要要就就是是给给患患者者的的造造血血干干细细胞胞导导入入正正常常基基因因。外外源源基基因因是是不不可可遗遗传传的的，治治疗疗好好的的患患者者后后代代仍仍有有可可能患病。能患病。例例2 2科科学学家家们们对对一一位位缺缺乏乏腺腺苷苷酸酸脱脱氨氨酶酶基基因因而而患患严严重重复复合合型型免免疫疫缺缺陷陷症症的的美美国国女女孩孩进进行行基基因因治治疗疗，其其方方法法是是首首先先将将患患者者的的淋淋巴巴细细胞胞取取出出做做体体外外培培养养，然然后后用用逆逆转转录录病病毒毒将将正正常常腺腺苷苷酸酸脱脱氨氨酶酶基基因因转转入
13、入人人工工培培养养的的淋淋巴巴细细胞胞中中，再再将将这这些些转转基基因因淋淋巴巴细细胞胞回回输输到到患患者者体体内内，经经过过多多次次治治疗疗，患患者者的的免免疫疫功功能能趋趋于于正正常常。据据此此完完成成(1)(1)(4)(4)题。题。(1)(1)基基因因治治疗疗是是把把健健康康的的_导导入入有有_的细胞中，以达到治疗疾病的目的。的细胞中，以达到治疗疾病的目的。(2)(2)在在基基因因治治疗疗过过程程中中，逆逆转转录录病病毒毒的的作作用用相相当当于于基基因因工工程程中中基基因因操操作作工工具具中中的的_。此此基基因因工工程程中中的的目目的的基基因因是是_，目目的的基基因因的的受受体细胞是体细
14、胞是_。(3)(3)将将转转基基因因淋淋巴巴细细胞胞多多次次回回输输到到患患者者体体内内后后，免免疫疫能能 力力 趋趋 于于 正正 常常，是是 由由 于于 淋淋 巴巴 细细 胞胞 中中 能能 合合 成成_。(4)(4)下下图图甲甲所所示示的的方方法法是是从从_的的DNADNA中中直直接接分分离离出出基基因因，图图乙乙所所示示的的方方法法是是用用_方方法法人人工工合合成基因。成基因。解解析析：图图甲甲表表示示用用限限制制酶酶将将供供体体细细胞胞的的DNADNA切切成成许许多多片片段段，然然后后将将片片段段通通过过载载体体转转入入到到不不同同的的受受体体细细胞胞，从从中中找找到到目目的的基基因因。
15、图图乙乙表表示示用用目目的的基基因因转转录录成成的的信信使使RNARNA为为模模板板，逆逆转转录录成成互互补补的的单单链链DNADNA，再再合成双链合成双链DNADNA，从而获得目的基因。，从而获得目的基因。答答案案：(1)(1)外外源源基基因因基基因因缺缺陷陷(2)(2)载载体体(或或基基因因的的运运输输工工具具)腺腺苷苷酸酸脱脱氨氨酶酶基基因因淋淋巴巴细细胞胞(3)(3)腺苷酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶(4)(4)供体细胞逆转录供体细胞逆转录变式迁移变式迁移2 2下列说法不正确的是下列说法不正确的是()A A干干扰扰素素是是动动物物或或人人体体细细胞胞受受到到病病毒毒侵侵染染时时产产生生的的一种糖
16、蛋白一种糖蛋白B B基因治疗是治疗遗传病的最有效手段基因治疗是治疗遗传病的最有效手段C C体内基因治疗是基因治疗的一种形式体内基因治疗是基因治疗的一种形式D D体外基因治疗仅指体外完成基因转移这个环节体外基因治疗仅指体外完成基因转移这个环节解解析析：基基因因治治疗疗是是把把正正常常基基因因导导入入病病人人体体内内，使使该该基基因因的的表表达达产产物物发发挥挥功功能能，从从而而达达到到治治疗疗疾疾病病的的目目的的，这这是是治治疗疗遗遗传传病病的的最最有有效效的的手手段段。基基因因治治疗疗包包括括体体外外基基因因治治疗疗和和体体内内基基因因治治疗疗两两种种方方式式。体体外外基基因因治治疗疗是是先先
17、从从病病人人体体内内获获得得某某种种细细胞胞，进进行行培培养养，然然后后在在体体外外完完成成基基因因转转移移，再再筛筛选选成成功功转转移移的的细细胞胞扩扩增增培培养养，最最后后重重新新输输入入患患者者体体内内。体体内内基基因因治治疗疗是是指指直直接接向向人人体体组织细胞中转移基因的治病方法。组织细胞中转移基因的治病方法。答案：答案：D D本节小结本节小结核心归纳核心归纳1 1基基因因工工程程育育种种克克服服了了远远缘缘杂杂交交不不亲亲和和障障碍碍，并并可可以以定定向向改改良良生物的遗传特性。生物的遗传特性。2 2动动物物基基因因工工程程的的应应用用主主要要有有：提提高高动动物物的的生生长长速速
18、度度，改改善善畜畜产产品品的的品品质质，转转基基因因动动物物生生产产药药物物，转转基基因因动动物物作作器器官官移移植植的的供供体。体。3 3乳乳腺腺生生物物反反应应器器是是指指将将所所需需目目的的基基因因导导入入到到雌雌性性动动物物的的受受精精卵，使转基因动物分泌的乳汁中含有所需要的药物蛋白。卵，使转基因动物分泌的乳汁中含有所需要的药物蛋白。4 4用用基基因因工工程程的的方方法法，使使外外源源基基因因得得到到高高效效率率表表达达的的菌菌类类细细胞胞株系一般称为株系一般称为“工程菌工程菌”。5 5基因治疗是治疗遗传病最有效的手段。基因治疗是治疗遗传病最有效的手段。正误判断正误判断1 1基因工程育
19、种与传统育种相比并无优势。基因工程育种与传统育种相比并无优势。()2 2通过植物基因工程可以减少农药的使用量。通过植物基因工程可以减少农药的使用量。()3 3利利用用乳乳腺腺生生物物反反应应器器生生产产的的蛋蛋白白质质与与天天然然的的蛋蛋白白质质不同。不同。()4 4所有遗传病都可以通过基因治疗彻底治好。所有遗传病都可以通过基因治疗彻底治好。()1 1提提示示：基基因因工工程程育育种种可可以以克克服服远远缘缘杂杂交交不不亲亲和和障障碍碍，且育种的目的性更强。且育种的目的性更强。2 23 3提提示示：密密码码子子具具有有通通用用性性，利利用用乳乳腺腺生生物物反反应应器器生生产产的的蛋蛋白白质质是是由由天天然然蛋蛋白白质质的的基基因因指指导导合合成成的的，所所以以与与天然蛋白质相同。天然蛋白质相同。4 4提示：提示：染色体病不可进行基因治疗，如染色体病不可进行基因治疗，如2121三体综合征。三体综合征。