高中生物 第一章 基因工程 第3节 基因工程的应用教案 浙科版选修3.doc

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1、第三节基因工程的应用课　标　解　读重　点　难　点1.举例说出基因工程在遗传育种、疾病治疗与生态环境保护方面的应用。2.说出基因治疗的基本原理。3.关注基因工程新进展。4.尝试应用基因工程技术设计一个解决生活中疑难问题的方案。基因工程与遗传育种、基因工程与癌症治疗以及设计一个用基因工程技术解决生活中的疑难问题的方案。(重难点)转基因植物1.基因工程方法培育转基因植物的优点与传统的杂交育种相比，转基因育种可以克服传统育种方法育种时间长，而且远缘亲本难以杂交的缺点。2．基因工程在植物育种方面的成果(1)科学家利用基因工程技术培育出了多种转基因

2、农作物，如抗除草剂的转基因烟草、番茄和马铃薯，抗害虫、抗病毒的农作物及耐贮存的番茄。(2)用基因工程的方法可改变花卉的颜色。目前科学家将外源基因转入矮牵牛，培育出开橙色花的矮牵牛新品种。1．基因能够在植物、动物和微生物之间转移且能完成其功能的理论基础主要是什么？【提示】　植物、动物和微生物的DNA结构相似、组成相同，都遵循碱基互补配对原则，且密码子通用。转基因动物1.含义：指转入了外源基因的动物。2．优点：解决了传统杂交育种方法费时、费力的问题。3．成果：现在已经培育出了多种优良遗传性状的转基因牛、猪、鸡、鱼等。4．前景：目前正在研究培

3、育能生产彩色羊毛的转基因羊。基因工程与疾病治疗1.基因工程药物(1)1977年，科学家在大肠杆菌中生产了生长素释放抑制激素。(2)1978年，科学家在大肠杆菌中成功表达了人胰岛素。(3)1980年，人的白细胞干扰素基因获得克隆和表达。①干扰素定义：干扰素是病毒侵入细胞后产生的糖蛋白。②干扰素种类：α、β、γ三种。③干扰素作用：抗病毒、抗细胞分裂和免疫调节等多种生物学功能，是治疗病毒性肝炎和肿瘤的药物。(4)乙型肝炎疫苗1982年，乙肝抗原在酵母菌中表达成功。1986年，酵母乙肝疫苗投放市场。2．基因治疗(1)概念：是向目标细胞中引入正常

4、功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗疾病的目的，是治疗遗传病的最有效的手段。(2)实例：重度免疫缺陷症是一种遗传病。病因：由于腺苷酸脱氨酶基因发生突变，造成体内缺少腺苷酸脱氨酶，此酶是人体免疫系统发挥正常作用所必需的，因此机体不能抵抗病原微生物的威胁。(3)治疗：将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的T淋巴细胞中，使T淋巴细胞能够产生腺苷酸脱氨酶，然后，再将这种T淋巴细胞转入患者体内。2．(1)用箭头表示基因工程药物的生产过程。【提示】　基因工程药物的产生：基因工程→工程菌→发酵工程→基因药物(2)上述免疫缺陷患者治愈后，其后代能保证

5、一定正常吗？【提示】　不能，因患者治愈后，生殖细胞还可能有致病基因。基因工程与生态环境保护1.利用细菌发酵和转基因植物生产具有生物可降解的新型塑料。2．改造分解石油的细菌，提高分解石油能力。3．生产转基因微生物，吸收环境中的重金属，降解有毒化合物和处理工业废水。1．转基因植物的产生过程中不需组织培养技术。(×)【提示】　重建植物体时需进行组织培养。2．转基因动物一般将外源基因直接转入动物的受精卵中。(×)【提示】　先构建表达载体再转入。3．重度免疫缺陷症患者治疗时一般将ADA基因通过技术手段转入患者的B淋巴细胞中。(×)【提示】　应转入

6、T淋巴细胞中。4．利用转基因微生物可吸收环境中重金属、降解有毒化合物等。(√)基因工程与遗传育种【问题导思】①转基因作物有哪些优良性状？②转基因植物是经过哪些过程产生的？③基因工程的应用成果有哪些？1．转基因植物的培养(如图示)(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．转基因动物的培养(如图示)(1)过程：(2)技术：转基因技术、胚胎体外培养技术、胚胎移植技术。(3)转基因动物与传统育种动物的区别：改善了传统的杂交育种费时、费力的缺点，所需时间较短，而且可实现不同物种之间的基因重组

7、。1．抗虫的转基因作物并不能抗寒、抗旱和抵抗各种病虫害，因为基因控制合成的抗虫蛋白具有专一性。2．一些重要粮食作物的转基因效率不高，并且只在少数品种上获得成功。转基因技术如何达到高效、快速、简便、适应性更广的目的，仍是基因工程的一个重要课题。　如图表示利用基因工程培育抗虫棉的过程，请据图回答下列有关问题：(1)若限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—↓GATC—，限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，那么在①过程中，应用限制性核酸内切酶______切割质粒，用限制性核酸内切酶________切割抗虫基因。①过程在___

8、_____(填“体内”或“体外”)进行。(2)将通过②过程得到的大肠杆菌涂布在含有________的培养基上，能够生长说明已导入了普通质粒或重组质粒，反之则说明没有导入。(3)重组质粒导入大肠杆菌的目的是_