2019_2020学年高中生物第1章基因工程第3课时基因工程的应用学案浙科版选修3

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1、第3课时　基因工程的应用[学习目标]　1.举例说出基因工程在遗传育种、疾病治疗和生态环境保护方面的应用。2.举例说出基因治疗的基本原理(含义、概念)。3.活动：提出生活中的疑难问题，设计用基因工程技术解决的方案。一、基因工程与遗传育种1.转基因植物(1)传统育种方法的不足：培育新品种所需时间较长，而且远缘亲本难以杂交。(2)植物基因工程的优势：能打破远缘亲本杂交不亲和的障碍。(3)培育成功的转基因农作物：抗除草剂的转基因烟草、番茄和马铃薯；抗植物病毒的转基因烟草、番茄、苜蓿和马铃薯；抗害虫的转基因棉、番茄、烟草、马铃薯、水稻和杨树；耐贮存的转基因番茄等。2.转基因动物(1)含义：转入了外源基

2、因的动物。(2)培育优点：省时、省力。(3)转基因动物优良性状举例：①生长速度加快的转基因鼠、鱼和猪。②具有抗病能力的转基因鸡和牛等。归纳总结　传统杂交育种与基因工程育种的区别项目传统杂交育种基因工程育种原理基因重组异源DNA(基因)重组处理方法杂交→自交→筛选。先通过两个具有不同优良性状的纯种杂交得到F1，然后再将F1自交，人工筛选获取所需品种提取→重组→导入→筛选→表达。即提取目的基因→形成重组DNA分子→重组DNA分子导入受体细胞→筛选含有目的基因的受体细胞→目的基因的表达优点操作简便可以按人的意愿改造生物，克服远缘杂交不亲和的障碍，目的性强，科技含量高缺点育种时间长技术复杂、操作繁琐

3、例1　如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是(　　)A.①、②的操作中使用了限制性核酸内切酶和DNA聚合酶B.③→④过程利用了膜的结构特性，显微镜下观察③细胞的Ti质粒是筛选标志之一C.应用DNA探针技术，可检测④细胞中目的基因是否表达D.一般情况下，⑤只要表现出抗虫性状，就表明植株发生了可遗传变异答案　D解析　①、②的操作表示形成重组DNA分子，该过程中使用了限制性核酸内切酶和DNA连接酶，A项错误；光学显微镜下无法观察到质粒，该基因工程可以利用个体水平进行鉴定，即植株的叶片是否具有抗虫效果，B项错误；检测④细胞中目的基因是否表达需要利用抗原—抗体杂交技术或个体水平

4、的检测，C项错误；一般情况下，⑤只要表现出抗虫性状，就表明植株发生了可遗传变异，D项正确。特别提醒　有关转基因植物的5点提醒(1)培育转基因植物应用的技术：转基因技术、植物组织培养技术。(2)转基因植物的培育原理：基因重组、植物细胞的全能性。(3)外源基因与Ti质粒连接需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶。(4)转基因植物的培育优点(5)传统育种方法的不足：培育新品种所需时间较长，而且远缘亲本难以杂交。例2　(2018·杭州高二检测)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。回答下列问题：(1)理论上，基

5、因文库含有这种生物的________(填“全部”或“部分”)基因。(2)若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中________出所需的____________。(3)将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物________的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的____________，如果检测结果呈阳性，再在田间实验中检测植株的__________是否得到提高。(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时，则可推测该耐旱基因整合到了______

6、________________(填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”)。答案　(1)全部　(2)筛选　耐旱基因　(3)乙　表达产物　耐旱性　(4)同源染色体的一条上解析　(1)基因文库含有生物的全部基因。(2)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关，若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，然后再从中筛选出所需的耐旱基因。(3)若从植物甲中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，通常采用的方法是农杆菌转化法。将耐旱基因导入植物乙的体细胞后，经过植物组织培养得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测该耐旱基因是否合成了相应的蛋白

7、质，即检测此再生植株中该基因的表达产物，如果检测结果呈阳性，说明已经合成了相应的蛋白质，这时再进行个体生物学检测，即在田间实验中检测植株的耐旱性是否得到提高。(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1，符合基因的分离定律，说明得到的二倍体转基因耐旱植株为杂合子，因此可推测该耐旱基因整合到了同源染色体的一条上。二、基因工程与疾病治疗、生态环境保护1.基因工程药物(1)来源