高中生物 第一单元 第一章 第二节 基因工程的应用学案 中图版选修3

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1、第二节　基因工程的应用1．举例说出基因工程的应用。2．调查基因工程产品在社会中的应用情况，讨论转基因生物的利与弊。一、基因工程在农业上的应用1．抗虫棉（1）目的基因：苏云金杆菌毒蛋白基因。（2）培育过程：通过基因工程的四步操作将毒蛋白基因导入棉花细胞并且在棉花细胞内成功表达出毒蛋白。（3）意义：抗虫作物的培育和种植，不但降低了作物的生产成本，使作物能稳产、高产，还降低了农药的使用，减轻了对环境的污染。2．金米（1）目的基因：有关胡萝卜素合成的酶的基因。（2）培育过程：通过基因工程的四步操作将有关胡萝卜素合成的酶的基因导入水稻细胞中，并诱导它们在水稻细胞内得以表达

2、，使水稻中的双香叶素—二磷酸转化成β－胡萝卜素。（3）作用：人们食用“金米”后，其中的β－胡萝卜素在人体内转化成维生素A，为深受维生素A缺乏症之苦的人们带来了“金色希望”。思考　培育“金米”的目的是什么？提示：“金米”中含有β－胡萝卜素，人们食用这种“金米”后，其中的β－胡萝卜素能转化为维生素A，有助于解决维生素A缺乏导致的健康问题。二、基因工程在医学上的应用1．基因工程药物产品名称受体细胞临床应用重组人胰岛素大肠杆菌治疗糖尿病重组人红细胞生成素哺乳动物细胞治疗贫血病重组人生长激素大肠杆菌治疗生长缺陷症重组人表皮生长因子大肠杆菌治疗烫伤、溃疡等重组人肿瘤坏死因子

3、大肠杆菌治疗肿瘤重组人干扰素（多种）酵母菌等治疗病毒感染、肿瘤等重组人白细胞介素（多种）大肠杆菌治疗肿瘤重组尿激酶原大肠杆菌治疗心脏病等重组人集落刺激因子哺乳动物细胞辅助治疗血友病、艾滋病等重组人抗血友病因子哺乳动物细胞治疗血友病重组人组织纤溶酶原激活物哺乳动物细胞溶解血栓2．基因工程疫苗利用基因工程把病毒或细菌中起关键作用的、序列保守的蛋白质的编码基因导入受体细胞，由受体细胞来生产这些蛋白质。这些蛋白质经纯化后可以作为疫苗使用，其中不会含有病毒或有害细菌以及它们的遗传物质。3．基因治疗（1）概念：将正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入靶细胞内，可以纠正基

4、因缺陷而达到治疗疾病的目的，这种技术称为基因治疗。（2）基因治疗的策略：基因置换、基因修复、基因增补、基因失活等。5（3）镰刀型细胞贫血症的治疗方案：获取编码血红蛋白的正常基因→正常血红蛋白基因与载体结合→将重组载体导入患者造血干细胞的染色体DNA中→将重组造血干细胞回输到病人的骨髓中→产生正常血红蛋白。思考　基因治疗是万无一失的吗？提示：不是。在基因治疗的临床试验中，有的已获得初步成功，也有的失败。1．如何培育转基因植物？（1）过程。（2）技术：转基因技术、植物组织培养技术。（3）原理：基因重组、植物细胞的全能性。2．如何生产基因工程药物？（1）一般过程。（2

5、）技术：转基因技术、微生物培养技术。3．如何生产基因工程疫苗？（比如乙肝疫苗的生产过程）4．基因治疗的实例以镰刀型细胞贫血症的治疗过程为例。步骤过程获取正常的血红蛋白基因用限制性内切酶从人的DNA分子中获取编码血红蛋白的正常基因形成重组载体用同一种限制性内切酶在载体DNA上切开一个切口，用DNA连接酶将正常血红蛋白基因连接在载体DNA上，形成重组载体重组载体的转化与筛选将携带正常血红蛋白基因的重组载体导入患者的造血干细胞中，随后，重组载体插入到患者染色体DNA上。用选择培养基筛选出含重组载体的造血干细胞将含正常血红蛋白基因的造血干细胞回输给患者将携带正常血红蛋白

6、基因的造血干细胞回输到患者骨髓中，此造血干细胞能产生正常的血细胞，以根治镰刀型细胞贫血症题型一基因工程在农业上的应用【例1】为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。5（1）获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的________处，DNA连接酶作用于________处。（填“a”或“b”）（2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有花粉管通道法和________法。（3）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的________作探针进行分

7、子杂交检测，又要用________的方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。解析：限制性内切酶的切点选择很严格，只会切断某段特定DNA序列中的某个特定位点的磷酸二酯键，而DNA连接酶可以将该键连接起来。重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法还有基因枪法和花粉管通道法。转基因是否成功，可测定是否有转基因产物产生，也可通过改变条件观察植物性状的变化来加以确定。答案：（1）a　a　（2）基因枪　（3）耐盐基因（目的基因）　一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）反思领悟：“基因手术刀”限制性内切酶能够专一识别特定的核苷酸序列，具有专一酶切位点。“基因缝纫针”DNA连接酶连接的

8、是磷酸二酯键，而不是碱基