生物 第一單元 生物技術(shù)與生物工程 第一章 基因工程和蛋白質(zhì)工程 1.1.2 基因工程的應(yīng)用 中圖版選修3

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1、第二節(jié)第二節(jié) 基因工程的應(yīng)用基因工程的應(yīng)用課程標(biāo)準(zhǔn)課程標(biāo)準(zhǔn)1舉例說(shuō)出基因工程的應(yīng)用。舉例說(shuō)出基因工程的應(yīng)用。2調(diào)查基因工程產(chǎn)品在社會(huì)中的應(yīng)用情況，討論轉(zhuǎn)基因調(diào)查基因工程產(chǎn)品在社會(huì)中的應(yīng)用情況，討論轉(zhuǎn)基因 生物的利與弊。生物的利與弊。課標(biāo)解讀課標(biāo)解讀1舉例說(shuō)出基因工程在改良動(dòng)植物品種、生產(chǎn)基因工程舉例說(shuō)出基因工程在改良動(dòng)植物品種、生產(chǎn)基因工程 藥物等方面的應(yīng)用。藥物等方面的應(yīng)用。2舉例說(shuō)出基因治療的基本原理與過(guò)程，了解基因治療舉例說(shuō)出基因治療的基本原理與過(guò)程，了解基因治療 的新進(jìn)展。的新進(jìn)展?；蚬こ碳夹g(shù)為基因工程技術(shù)為_開辟了一條捷徑，使人們能夠大開辟了一條捷徑，使人們能夠大幅度幅度_，獲得了

2、大量，獲得了大量_的作物品種。的作物品種。(1)毒蛋白的作用毒蛋白的作用科學(xué)家在科學(xué)家在_中發(fā)現(xiàn)了一種毒蛋白，該毒蛋白對(duì)中發(fā)現(xiàn)了一種毒蛋白，該毒蛋白對(duì)_有有_作用。作用?；蚬こ淘谵r(nóng)業(yè)上的應(yīng)用基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用1轉(zhuǎn)基因育種轉(zhuǎn)基因育種作物育種作物育種改良作物性狀改良作物性狀優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)2抗蟲棉的培育抗蟲棉的培育蘇云金桿菌蘇云金桿菌棉鈴蟲棉鈴蟲特異性的毒殺特異性的毒殺(2)抗蟲棉的培育抗蟲棉的培育利用利用_的方法，把蘇云金桿菌的的方法，把蘇云金桿菌的_基因?qū)牖驅(qū)氲矫藁?xì)胞內(nèi)，使其在生長(zhǎng)過(guò)程中合成了到棉花細(xì)胞內(nèi)，使其在生長(zhǎng)過(guò)程中合成了_，從而，從而達(dá)到滅蟲效果。達(dá)到滅蟲效果。(3)抗蟲

3、作物的意義抗蟲作物的意義抗蟲作物的培育和種植，不但降低了作物的抗蟲作物的培育和種植，不但降低了作物的_，使作物能穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，還降低了使作物能穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，還降低了_的使用，減少對(duì)的使用，減少對(duì)_?；蚬こ袒蚬こ潭镜鞍锥镜鞍锥镜鞍锥镜鞍咨a(chǎn)成本生產(chǎn)成本農(nóng)藥農(nóng)藥環(huán)境的污染環(huán)境的污染普通水稻不含普通水稻不含_，人們將，人們將_導(dǎo)入水稻導(dǎo)入水稻中，并誘導(dǎo)它們?cè)谒炯?xì)胞中中，并誘導(dǎo)它們?cè)谒炯?xì)胞中_，使水稻中的雙，使水稻中的雙香葉素二磷酸能轉(zhuǎn)化成香葉素二磷酸能轉(zhuǎn)化成_。人體可將該。人體可將該物質(zhì)轉(zhuǎn)化成物質(zhì)轉(zhuǎn)化成_。這種大米的顏色金黃，被形象地。這種大米的顏色金黃，被形象地稱為稱為“_”。 你認(rèn)為抗蟲棉所

4、含的毒蛋白對(duì)人體有毒嗎？為你認(rèn)為抗蟲棉所含的毒蛋白對(duì)人體有毒嗎？為什么？什么？提示提示無(wú)毒。因?yàn)樵摱镜鞍字粚?duì)棉鈴蟲具有特異性的毒殺無(wú)毒。因?yàn)樵摱镜鞍字粚?duì)棉鈴蟲具有特異性的毒殺作用。作用。思維激活思維激活13轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因“金米金米”維生素維生素A有關(guān)酶的基因有關(guān)酶的基因得以表達(dá)得以表達(dá)胡蘿卜素胡蘿卜素維生素維生素A金米金米(1)大幅度改良作物性狀，獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的作物品種，如高大幅度改良作物性狀，獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的作物品種，如高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物或具有各種抗逆性的作產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物或具有各種抗逆性的作物品種等。物品種等。(2)克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙?？朔诉h(yuǎn)緣雜交不親和的

5、障礙。(3)目的性強(qiáng)，育種周期短。目的性強(qiáng)，育種周期短。(1)培育原理：利用基因工程技術(shù)，把蘇云金桿菌的毒蛋白培育原理：利用基因工程技術(shù)，把蘇云金桿菌的毒蛋白基因?qū)氲矫藁?xì)胞內(nèi)，使其在生長(zhǎng)過(guò)程中合成了毒蛋基因?qū)氲矫藁?xì)胞內(nèi)，使其在生長(zhǎng)過(guò)程中合成了毒蛋白，從而達(dá)到滅蟲的效果。白，從而達(dá)到滅蟲的效果。1基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)2抗蟲棉的培育抗蟲棉的培育(2)培育過(guò)程培育過(guò)程獲得毒蛋白基因：直接從蘇云金桿菌中分離或人工合獲得毒蛋白基因：直接從蘇云金桿菌中分離或人工合成。成。重組載體的構(gòu)建：從細(xì)菌中提取合適的質(zhì)粒，用適宜的重組載體的構(gòu)建：從細(xì)菌中提取合適的質(zhì)粒，用適宜的限制酶切割，用限

6、制酶切割，用DNA連接酶將毒蛋白基因連接到質(zhì)粒上，連接酶將毒蛋白基因連接到質(zhì)粒上，形成重組載體。形成重組載體。重組載體的導(dǎo)入與篩選：將重組載體與棉花受精卵放在重組載體的導(dǎo)入與篩選：將重組載體與棉花受精卵放在一起培養(yǎng)，使重組載體進(jìn)入受體細(xì)胞，然后在選擇培養(yǎng)基一起培養(yǎng)，使重組載體進(jìn)入受體細(xì)胞，然后在選擇培養(yǎng)基上除去不含重組質(zhì)粒的細(xì)胞。上除去不含重組質(zhì)粒的細(xì)胞。抗蟲基因的表達(dá)與鑒定：將含重組質(zhì)粒的受精卵在一定抗蟲基因的表達(dá)與鑒定：將含重組質(zhì)粒的受精卵在一定條件下培養(yǎng)成棉花植株，檢測(cè)其是否具有抗蟲性狀。條件下培養(yǎng)成棉花植株，檢測(cè)其是否具有抗蟲性狀。特別提醒特別提醒轉(zhuǎn)基因抗蟲作物能抗病蟲害，不能抗病毒。

7、轉(zhuǎn)基因抗蟲作物能抗病蟲害，不能抗病毒。若利用基因工程技術(shù)培育能固氮的水稻新品種，其若利用基因工程技術(shù)培育能固氮的水稻新品種，其在環(huán)境保護(hù)上的重要意義是在環(huán)境保護(hù)上的重要意義是 ()。A減少氮肥使用量，降低生產(chǎn)成本減少氮肥使用量，降低生產(chǎn)成本B減少氮肥生產(chǎn)量，節(jié)約能源減少氮肥生產(chǎn)量，節(jié)約能源C避免使用氮肥過(guò)多引起的環(huán)境污染避免使用氮肥過(guò)多引起的環(huán)境污染D改良土壤的群落結(jié)構(gòu)改良土壤的群落結(jié)構(gòu)解析解析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量施用氮肥、磷肥，往往造成水體富農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量施用氮肥、磷肥，往往造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，引起淡水營(yíng)養(yǎng)化，引起淡水“水華水華”、海洋、海洋“赤潮赤潮”現(xiàn)象的發(fā)生，造成現(xiàn)象的發(fā)生，造成水體惡化，污染

8、環(huán)境。利用基因工程技術(shù)培育能固氮的水水體惡化，污染環(huán)境。利用基因工程技術(shù)培育能固氮的水稻新品種，可減少氮肥施用量，避免水體富營(yíng)養(yǎng)化，在環(huán)稻新品種，可減少氮肥施用量，避免水體富營(yíng)養(yǎng)化，在環(huán)保方面具有重要意義。保方面具有重要意義。答案答案C【鞏固鞏固1】1982年，某公司首次將年，某公司首次將_投放市場(chǎng)，標(biāo)志著世投放市場(chǎng)，標(biāo)志著世界上第一種界上第一種_應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)?，F(xiàn)在已有多應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)。現(xiàn)在已有多種利用基因工程技術(shù)研制的種利用基因工程技術(shù)研制的_和和_產(chǎn)品應(yīng)產(chǎn)品應(yīng)用于臨床治療。用于臨床治療。(1)傳統(tǒng)疫苗的缺點(diǎn)傳統(tǒng)疫苗的缺點(diǎn)傳統(tǒng)的疫苗一般為傳統(tǒng)的疫苗一般為_的病毒或細(xì)菌等，容易造的病毒或細(xì)菌

9、等，容易造成接種者心理上的負(fù)擔(dān)，特別是成接種者心理上的負(fù)擔(dān)，特別是_疫苗、疫苗、_疫苗疫苗基因工程在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用基因工程在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用1基因工程藥物基因工程藥物重組胰島素重組胰島素基因工程藥物基因工程藥物醫(yī)用多肽醫(yī)用多肽蛋白質(zhì)類蛋白質(zhì)類2基因工程疫苗基因工程疫苗減毒或滅活減毒或滅活肝炎肝炎艾滋病艾滋病等。另外，傳統(tǒng)的疫苗主要的抗原物質(zhì)是等。另外，傳統(tǒng)的疫苗主要的抗原物質(zhì)是_或或_，往往因?yàn)椴《净蚣?xì)菌的變異，使其，往往因?yàn)椴《净蚣?xì)菌的變異，使其作用作用_。(2)基因工程疫苗的生產(chǎn)基因工程疫苗的生產(chǎn)科學(xué)家找到病毒或細(xì)菌中起關(guān)鍵作用的、序列保守的蛋白科學(xué)家找到病毒或細(xì)菌中起關(guān)鍵作用的、序列保守的蛋白

10、質(zhì)和質(zhì)和_，利用基因工程的方法，由受體細(xì)，利用基因工程的方法，由受體細(xì)胞生產(chǎn)這些蛋白質(zhì)，經(jīng)胞生產(chǎn)這些蛋白質(zhì)，經(jīng)_后可以作為疫苗使用，其中后可以作為疫苗使用，其中不會(huì)含有不會(huì)含有_以及它們的以及它們的_。病毒的外殼蛋病毒的外殼蛋白白細(xì)菌的膜蛋白細(xì)菌的膜蛋白減小甚至喪失減小甚至喪失編碼它們的基因編碼它們的基因純化純化病毒或有害細(xì)菌病毒或有害細(xì)菌遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)(1)基因治療的概念基因治療的概念基因治療是指將基因治療是指將_或或_通過(guò)一通過(guò)一定的方式導(dǎo)入靶細(xì)胞內(nèi)，可以定的方式導(dǎo)入靶細(xì)胞內(nèi)，可以_而達(dá)到治療而達(dá)到治療疾病的目的?；蛑委煹牟呗灾饕屑膊〉哪康摹；蛑委煹牟呗灾饕衉等。等。(2)基因治

11、療的過(guò)程基因治療的過(guò)程(以鐮刀型細(xì)胞貧血癥為例以鐮刀型細(xì)胞貧血癥為例)獲取人體編碼獲取人體編碼_將該基因插入到載將該基因插入到載體中體中用此載體感染用此載體感染_將該細(xì)胞將該細(xì)胞_的骨髓中，使其產(chǎn)生的骨髓中，使其產(chǎn)生_。3基因治療基因治療正?；蛘；蛴兄委熥饔玫幕蛴兄委熥饔玫幕蚣m正基因缺陷糾正基因缺陷基因置換、基因修基因置換、基因修復(fù)、基因增補(bǔ)、基因失活復(fù)、基因增補(bǔ)、基因失活血紅蛋白的正?；蜓t蛋白的正常基因造血干細(xì)胞造血干細(xì)胞回輸?shù)讲∪嘶剌數(shù)讲∪苏５难?xì)胞正常的血細(xì)胞 基因治療需要哪些基本工具？為什么？基因治療需要哪些基本工具？為什么？提示提示限制性內(nèi)切酶、限制性內(nèi)切酶、DNA連

12、接酶、載體等。因?yàn)榛蛑芜B接酶、載體等。因?yàn)榛蛑委熅褪抢昧嘶蚬こ碳夹g(shù)。療就是利用了基因工程技術(shù)。思維激活思維激活2利用基因工程的方法，將正?；蚧蛴兄委熥饔玫幕?qū)Ю没蚬こ痰姆椒?，將正?；蚧蛴兄委熥饔玫幕驅(qū)氚屑?xì)胞內(nèi)，以治療有基因缺陷的疾病。主要策略有基因入靶細(xì)胞內(nèi)，以治療有基因缺陷的疾病。主要策略有基因置換、基因修復(fù)、基因增補(bǔ)、基因失活等。置換、基因修復(fù)、基因增補(bǔ)、基因失活等。1基因治療的原理基因治療的原理2基因治療的過(guò)程基因治療的過(guò)程(以治療鐮刀型細(xì)胞貧血癥為例以治療鐮刀型細(xì)胞貧血癥為例)過(guò)程過(guò)程圖解圖解用限制性內(nèi)切酶從正常人的用限制性內(nèi)切酶從正常人的DNA分子分子中切取血紅

13、蛋白基因中切取血紅蛋白基因用相同限制性內(nèi)切酶切割載體，再用用相同限制性內(nèi)切酶切割載體，再用DNA連接酶將正常血紅蛋白基因連接連接酶將正常血紅蛋白基因連接到載體上，形成重組載體到載體上，形成重組載體將攜帶正常血紅蛋白基因的重組載體將攜帶正常血紅蛋白基因的重組載體導(dǎo)入患者的造血干細(xì)胞中，并將重組導(dǎo)入患者的造血干細(xì)胞中，并將重組載體插入到染色體載體插入到染色體DNA上。用選擇培上。用選擇培養(yǎng)基篩選出含重組質(zhì)粒的造血干細(xì)胞養(yǎng)基篩選出含重組質(zhì)粒的造血干細(xì)胞將攜帶正常血紅蛋白基因的造血干細(xì)將攜帶正常血紅蛋白基因的造血干細(xì)胞輸入患者骨髓中，此造血干細(xì)胞產(chǎn)胞輸入患者骨髓中，此造血干細(xì)胞產(chǎn)生正常的血細(xì)胞，從而產(chǎn)

14、生正常血紅生正常的血細(xì)胞，從而產(chǎn)生正常血紅蛋白，以根治鐮刀型細(xì)胞貧血癥蛋白，以根治鐮刀型細(xì)胞貧血癥特別提醒特別提醒體外基因治療與體內(nèi)基因治療體外基因治療與體內(nèi)基因治療體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得相應(yīng)的功能缺陷細(xì)體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得相應(yīng)的功能缺陷細(xì)胞，進(jìn)行培養(yǎng)，然后，在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功胞，進(jìn)行培養(yǎng)，然后，在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治療體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治療方法。方法?；蛑委熓侵富蛑委熓侵?()。A把健康外源基因?qū)?/p>

15、入有基因缺陷的細(xì)胞中，達(dá)到治療把健康外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療 疾病的目的疾病的目的B對(duì)有缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常，達(dá)到對(duì)有缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常，達(dá)到 治療疾病的目的治療疾病的目的C運(yùn)用人工誘變的方法，使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因運(yùn)用人工誘變的方法，使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因 突變，從而恢復(fù)正常突變，從而恢復(fù)正常D運(yùn)用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，達(dá)到治療運(yùn)用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，達(dá)到治療 疾病的目的疾病的目的【鞏固鞏固2】解析解析基因治療只是將正常的基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基基因治療只是將正常的基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能

16、，從而達(dá)到治療疾病的目的，而細(xì)因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的，而細(xì)胞中的缺陷基因并未修復(fù)，和正常基因同時(shí)存在，基因治胞中的缺陷基因并未修復(fù)，和正?；蛲瑫r(shí)存在，基因治療也不是切除病變基因或誘發(fā)其突變，因而療也不是切除病變基因或誘發(fā)其突變，因而B、C、D三項(xiàng)三項(xiàng)的說(shuō)法都不符合基因治療的概念。的說(shuō)法都不符合基因治療的概念。答案答案A 轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育過(guò)程如圖所示。質(zhì)粒上有轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育過(guò)程如圖所示。質(zhì)粒上有PstSma、EcoR、Apa等四種限制酶切割位點(diǎn)。請(qǐng)回等四種限制酶切割位點(diǎn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。答下列問(wèn)題。 【例例1】示例示例一一轉(zhuǎn)基因植物育種轉(zhuǎn)基因植物育種(1)構(gòu)建含

17、抗病基因的表達(dá)載體構(gòu)建含抗病基因的表達(dá)載體A時(shí)，應(yīng)選用限制酶時(shí)，應(yīng)選用限制酶_，對(duì)，對(duì)_進(jìn)行切割。進(jìn)行切割。(2)培養(yǎng)基中的卡那霉素會(huì)抑制香蕉愈傷組織細(xì)胞的生長(zhǎng)，培養(yǎng)基中的卡那霉素會(huì)抑制香蕉愈傷組織細(xì)胞的生長(zhǎng)，欲利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入抗病基因的香蕉細(xì)胞，應(yīng)使基欲利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入抗病基因的香蕉細(xì)胞，應(yīng)使基因表達(dá)載體因表達(dá)載體A中含有中含有_，作為標(biāo)記基因。，作為標(biāo)記基因。(3)香蕉組織細(xì)胞具有香蕉組織細(xì)胞具有_，因此，可以利用組織培養(yǎng)，因此，可以利用組織培養(yǎng)技術(shù)將導(dǎo)入抗病基因的香蕉組織細(xì)胞培育成植株。圖中技術(shù)將導(dǎo)入抗病基因的香蕉組織細(xì)胞培育成植株。圖中、依次表示組織培養(yǎng)過(guò)程中香蕉組織細(xì)胞的

18、依次表示組織培養(yǎng)過(guò)程中香蕉組織細(xì)胞的_ _。思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖： 深度剖析深度剖析本題考查基因工程與植物組織培養(yǎng)的有關(guān)知本題考查基因工程與植物組織培養(yǎng)的有關(guān)知識(shí)。識(shí)。(1)從圖可看出，只有從圖可看出，只有Pst、EcoR兩種酶能保持抗病基兩種酶能保持抗病基因結(jié)構(gòu)的完整性，所以構(gòu)建含抗病基因的表達(dá)載體因結(jié)構(gòu)的完整性，所以構(gòu)建含抗病基因的表達(dá)載體A時(shí)，時(shí)，應(yīng)選用限制酶應(yīng)選用限制酶Pst、EcoR兩種酶，對(duì)抗病基因的兩種酶，對(duì)抗病基因的DNA和質(zhì)粒進(jìn)行切割。和質(zhì)粒進(jìn)行切割。(2)卡那霉素能抑制香蕉愈傷組織細(xì)胞的生長(zhǎng)，欲利用該培卡那霉素能抑制香蕉愈傷組織細(xì)胞的生長(zhǎng)，欲利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入抗病基因的香蕉

19、細(xì)胞，應(yīng)使基因表達(dá)載體養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入抗病基因的香蕉細(xì)胞，應(yīng)使基因表達(dá)載體A中含有抗卡那霉素基因，以此作為標(biāo)記基因。中含有抗卡那霉素基因，以此作為標(biāo)記基因。(3)香蕉組織細(xì)胞具有全能性，因此，可以利用組織培養(yǎng)技香蕉組織細(xì)胞具有全能性，因此，可以利用組織培養(yǎng)技術(shù)將導(dǎo)入抗病基因的香蕉組織細(xì)胞培育成植株。圖中術(shù)將導(dǎo)入抗病基因的香蕉組織細(xì)胞培育成植株。圖中、依次表示組織培養(yǎng)過(guò)程中香蕉組織細(xì)胞的脫分化和再分依次表示組織培養(yǎng)過(guò)程中香蕉組織細(xì)胞的脫分化和再分化。化。答案答案(1)Pst、EcoR含抗病基因的含抗病基因的DNA 、質(zhì)粒、質(zhì)粒(2)抗卡那霉素基因抗卡那霉素基因(3)全能性脫分化、再分化全能性脫分化

20、、再分化方法技巧方法技巧 植物轉(zhuǎn)基因育種往往涉及兩大生物工程植物轉(zhuǎn)基因育種往往涉及兩大生物工程基基因工程和細(xì)胞工程因工程和細(xì)胞工程(植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng))?；蚬こ袒蚬こ讨参锝M織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)原理原理基因重組基因重組植物細(xì)胞的全能性植物細(xì)胞的全能性過(guò)程過(guò)程獲取目的基因獲取目的基因構(gòu)建重組載體構(gòu)建重組載體將目的基因?qū)雽⒛康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞受體細(xì)胞目的目的基因的表達(dá)與鑒基因的表達(dá)與鑒定定 如圖所示為人體正常紅細(xì)胞和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者如圖所示為人體正常紅細(xì)胞和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者紅細(xì)胞形態(tài)及鐮刀型細(xì)胞貧血癥的基因治療過(guò)程。請(qǐng)回答紅細(xì)胞形態(tài)及鐮刀型細(xì)胞貧血癥的基因治療過(guò)程。請(qǐng)回答下面的問(wèn)題

21、。下面的問(wèn)題?！纠?】示例二示例二基因治療基因治療(1)_圖細(xì)胞為鐮刀型細(xì)胞貧血癥的紅細(xì)胞，這種病圖細(xì)胞為鐮刀型細(xì)胞貧血癥的紅細(xì)胞，這種病是由于是由于_造成的。造成的。(2)寫出以下結(jié)構(gòu)或物質(zhì)的名稱：寫出以下結(jié)構(gòu)或物質(zhì)的名稱：A_；D._。(3)寫出以下過(guò)程的操作內(nèi)容：寫出以下過(guò)程的操作內(nèi)容：_；用攜帶正?；虻妮d體用攜帶正常基因的載體(病毒病毒)侵染造血干細(xì)胞；侵染造血干細(xì)胞；_；_。思維導(dǎo)圖：思維導(dǎo)圖：深度剖析深度剖析本題主要考查通過(guò)基因治療的措施來(lái)徹底治愈本題主要考查通過(guò)基因治療的措施來(lái)徹底治愈遺傳病的操作過(guò)程。遺傳病的操作過(guò)程。(1)由于基因突變使紅細(xì)胞形態(tài)上成鐮由于基因突變使紅細(xì)胞

22、形態(tài)上成鐮刀狀而易破碎，如圖乙。刀狀而易破碎，如圖乙。(2)在基因治療過(guò)程中，在基因治療過(guò)程中，A為目的為目的基因，可以與載體結(jié)合后導(dǎo)入受體細(xì)胞中，基因，可以與載體結(jié)合后導(dǎo)入受體細(xì)胞中，D作為受體細(xì)作為受體細(xì)胞應(yīng)為具有持續(xù)分裂能力的造血干細(xì)胞。胞應(yīng)為具有持續(xù)分裂能力的造血干細(xì)胞。(3)基因治療基因治療過(guò)程應(yīng)有四個(gè)步驟；其中為將基因表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)過(guò)程應(yīng)有四個(gè)步驟；其中為將基因表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞胞D的染色體上，的染色體上，為將具有正常功能的造血干細(xì)胞轉(zhuǎn)移為將具有正常功能的造血干細(xì)胞轉(zhuǎn)移至體內(nèi)，由此可知，此過(guò)程為體外基因治療。至體內(nèi)，由此可知，此過(guò)程為體外基因治療。答案答案(1)乙基因突變乙基

23、因突變(2)合成血紅蛋白的正?；蚝铣裳t蛋白的正常基因(目的基因目的基因)造血干細(xì)胞造血干細(xì)胞(3)將正?；?qū)氲捷d體中將正?；?qū)氲捷d體中將載體將載體(攜帶正常基因攜帶正?；?導(dǎo)入到造血干細(xì)胞染色體上導(dǎo)入到造血干細(xì)胞染色體上經(jīng)過(guò)改造的造血干細(xì)胞輸經(jīng)過(guò)改造的造血干細(xì)胞輸入到患者骨髓中并產(chǎn)生正常的血細(xì)胞入到患者骨髓中并產(chǎn)生正常的血細(xì)胞歸納提升歸納提升基因檢測(cè)和基因治療基因檢測(cè)和基因治療目的及作用目的及作用備注備注基因檢測(cè)基因檢測(cè)制作相應(yīng)探針，利用制作相應(yīng)探針，利用DNA分子雜交原理，快速、準(zhǔn)確分子雜交原理，快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)人類某種疾病地檢測(cè)人類某種疾病臨床應(yīng)用階段臨床應(yīng)用階段基因治療基因

24、治療把健康的外源基因?qū)胗谢呀】档耐庠椿驅(qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，以治療有因缺陷的細(xì)胞中，以治療有基因缺陷的疾病可分為體外基因缺陷的疾病可分為體外基因治療和體內(nèi)基因治療兩基因治療和體內(nèi)基因治療兩種方法種方法僅處于初期的臨床僅處于初期的臨床試驗(yàn)階段，仍有許試驗(yàn)階段，仍有許多問(wèn)題和困難制約多問(wèn)題和困難制約該技術(shù)的開展該技術(shù)的開展限制酶是基因工程中的三種重要工具之一，它的作用是切限制酶是基因工程中的三種重要工具之一，它的作用是切割含目的基因的割含目的基因的DNA片段和載體，使其能夠在片段和載體，使其能夠在DNA連接連接酶的作用下發(fā)生重新組合。酶的作用下發(fā)生重新組合。利用同一種限制酶來(lái)分別切割含目的

25、基因的利用同一種限制酶來(lái)分別切割含目的基因的DNA片段和載片段和載體，則產(chǎn)生相同的黏性末端，相同黏性末端之間能發(fā)生堿體，則產(chǎn)生相同的黏性末端，相同黏性末端之間能發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)而形成三種基互補(bǔ)配對(duì)而形成三種DNA分子分子載體自連、目的基因載體自連、目的基因自連、載體與目的基因相連。自連、載體與目的基因相連。探究選擇適宜的限制性內(nèi)切酶探究選擇適宜的限制性內(nèi)切酶技法必備技法必備12利用兩種限制酶分別切割含目的基因的利用兩種限制酶分別切割含目的基因的DNA片段和載體的片段和載體的兩端。由于目的基因與載體的兩端的黏性末端不相同，可兩端。由于目的基因與載體的兩端的黏性末端不相同，可以防止目的基因與載體自

26、身連接的發(fā)生，因此，僅形成一以防止目的基因與載體自身連接的發(fā)生，因此，僅形成一種重組種重組DNA分子分子載體與目的基因相連。載體與目的基因相連。限制性內(nèi)切酶切點(diǎn)位置的選擇以不破壞目的基因的完整性限制性內(nèi)切酶切點(diǎn)位置的選擇以不破壞目的基因的完整性和至少保留一個(gè)標(biāo)記基因?yàn)橐罁?jù)。和至少保留一個(gè)標(biāo)記基因?yàn)橐罁?jù)。34科學(xué)家將人的生長(zhǎng)激素基因與大腸桿菌的科學(xué)家將人的生長(zhǎng)激素基因與大腸桿菌的DNA分子進(jìn)行重分子進(jìn)行重組，并成功地在大腸桿菌中得以表達(dá)。但在進(jìn)行基因工程組，并成功地在大腸桿菌中得以表達(dá)。但在進(jìn)行基因工程的操作過(guò)程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)的操作過(guò)程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和

27、質(zhì)粒，便于重組和篩選。已知限制酶粒，便于重組和篩選。已知限制酶I的識(shí)別序列和切點(diǎn)的識(shí)別序列和切點(diǎn)是是GGATCC ，限制酶，限制酶的識(shí)別序列和切點(diǎn)是的識(shí)別序列和切點(diǎn)是GATC，據(jù)圖回答：，據(jù)圖回答：能力展示能力展示(1)過(guò)程過(guò)程表示的是采取表示的是采取_的方法來(lái)獲取目的基的方法來(lái)獲取目的基因。因。(2)為了便于篩選，在構(gòu)建重組載體過(guò)程中，用限制酶為了便于篩選，在構(gòu)建重組載體過(guò)程中，用限制酶_切割質(zhì)粒，用限制酶切割質(zhì)粒，用限制酶_切割目的基因。用切割目的基因。用限制酶切割目的基因和載體后形成的黏性末端通過(guò)限制酶切割目的基因和載體后形成的黏性末端通過(guò)_原則進(jìn)行連接。原則進(jìn)行連接。(3)人的基因之所

28、以能與大腸桿菌的人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA分子進(jìn)行重組，分子進(jìn)行重組，原因是原因是_。(4)人體的生長(zhǎng)激素基因能在細(xì)菌體內(nèi)成功表達(dá)是因?yàn)槿梭w的生長(zhǎng)激素基因能在細(xì)菌體內(nèi)成功表達(dá)是因?yàn)開。(5)將得到的大腸桿菌將得到的大腸桿菌B涂布在一個(gè)含有氨芐青霉素的培養(yǎng)涂布在一個(gè)含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間培養(yǎng)后，能夠在含有氨芐青霉素的培基上，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間培養(yǎng)后，能夠在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的，說(shuō)明已導(dǎo)入了養(yǎng)基上生長(zhǎng)的，說(shuō)明已導(dǎo)入了_，反之則沒(méi)有導(dǎo)，反之則沒(méi)有導(dǎo)入。入。(2)由題意可知：只利用限制酶由題意可知：只利用限制酶或左端用限制酶或左端用限制酶I右端用右端用限制酶限制酶均可將含目

29、的基因的均可將含目的基因的DNA片段切成兩個(gè)相同的黏片段切成兩個(gè)相同的黏性末端；而質(zhì)粒使用限制酶性末端；而質(zhì)粒使用限制酶II切割后形成兩個(gè)切口，即切割后形成兩個(gè)切口，即兩種標(biāo)記基因都會(huì)被切斷而起不到標(biāo)記基因的作用，用限兩種標(biāo)記基因都會(huì)被切斷而起不到標(biāo)記基因的作用，用限制酶制酶切割時(shí)，形成一個(gè)切口，即可以保留一種標(biāo)記基因切割時(shí)，形成一個(gè)切口，即可以保留一種標(biāo)記基因的完整性。相同的黏性末端的堿基通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的完整性。相同的黏性末端的堿基通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則形成氫鍵連接。形成氫鍵連接。(3)人的基因之所以能與大腸桿菌的人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA分子進(jìn)行重組，分子進(jìn)行重組，是因?yàn)槭且驗(yàn)?/p>

30、DNA結(jié)構(gòu)都一樣，都是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成的雙結(jié)構(gòu)都一樣，都是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。螺旋結(jié)構(gòu)。(4)所有生物都共用一套密碼子，只要條件適宜都可以轉(zhuǎn)所有生物都共用一套密碼子，只要條件適宜都可以轉(zhuǎn)錄、翻譯進(jìn)行基因表達(dá)過(guò)程。所以人體的生長(zhǎng)激素基因也錄、翻譯進(jìn)行基因表達(dá)過(guò)程。所以人體的生長(zhǎng)激素基因也能在細(xì)菌體內(nèi)成功表達(dá)。能在細(xì)菌體內(nèi)成功表達(dá)。(5)能夠在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)就說(shuō)明目的基因能夠在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)就說(shuō)明目的基因?qū)胛恢貌辉诳拱逼S青霉素基因中間，沒(méi)有破壞抗氨芐青導(dǎo)入位置不在抗氨芐青霉素基因中間，沒(méi)有破壞抗氨芐青霉素基因，或者是普通的質(zhì)粒沒(méi)有連接上目的基因，兩個(gè)

31、霉素基因，或者是普通的質(zhì)粒沒(méi)有連接上目的基因，兩個(gè)抗性基因都沒(méi)被破壞。抗性基因都沒(méi)被破壞。答案答案(1) 反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄(或人工合成或人工合成)(2)(或或和和)堿堿基互補(bǔ)配對(duì)基互補(bǔ)配對(duì)(3)人的基因與大腸桿菌人的基因與大腸桿菌DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的雙螺旋結(jié)構(gòu)相同相同(4)共用一套共用一套(遺傳遺傳)密碼子密碼子(5)普通質(zhì)粒或重組質(zhì)粒普通質(zhì)?；蛑亟M質(zhì)?？共《巨D(zhuǎn)基因植物成功表達(dá)后，以下說(shuō)法正確的是抗病毒轉(zhuǎn)基因植物成功表達(dá)后，以下說(shuō)法正確的是 ()。A抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以抵抗所有病毒抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以抵抗所有病毒B抗病毒轉(zhuǎn)基因植物對(duì)病毒的抗性具有局限性或特異性抗病毒轉(zhuǎn)基因植物對(duì)病毒的抗性具有局限性

32、或特異性C抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以抗害蟲抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以抗害蟲D抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以穩(wěn)定遺傳，不會(huì)變異抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以穩(wěn)定遺傳，不會(huì)變異解析解析抗病毒轉(zhuǎn)基因植物只可以抵抗某些病毒，不是所有抗病毒轉(zhuǎn)基因植物只可以抵抗某些病毒，不是所有病毒，不可以抗蟲。病毒，不可以抗蟲。答案答案B1.下列由基因工程方法生產(chǎn)的藥物是下列由基因工程方法生產(chǎn)的藥物是 ()。干擾素干擾素白細(xì)胞介素白細(xì)胞介素青霉素青霉素乙肝疫苗乙肝疫苗A BC D解析解析青霉素是經(jīng)誘變育種方法培育出高產(chǎn)青霉素菌種，青霉素是經(jīng)誘變育種方法培育出高產(chǎn)青霉素菌種，然后再通過(guò)發(fā)酵工程來(lái)生產(chǎn)的，其他藥物都是用基因工程然后再通過(guò)發(fā)酵工程來(lái)生產(chǎn)的，

33、其他藥物都是用基因工程方法生產(chǎn)的。方法生產(chǎn)的。答案答案C2下列有關(guān)基因工程應(yīng)用的敘述中，正確的是下列有關(guān)基因工程應(yīng)用的敘述中，正確的是 ()。A基因治療是把缺陷基因誘變成正?；蚧蛑委熓前讶毕莼蛘T變成正?；駼基因診斷的原理是基因診斷的原理是DNA分子雜交分子雜交C一種基因探針能檢測(cè)水體中的各種病毒一種基因探針能檢測(cè)水體中的各種病毒D原核細(xì)胞基因不能用來(lái)進(jìn)行真核生物的遺傳改良原核細(xì)胞基因不能用來(lái)進(jìn)行真核生物的遺傳改良解析解析基因治療是把正常的基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞，基因治療是把正常的基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞，從而使其表達(dá)，達(dá)到治療目的?；蛟\斷常用基因探針來(lái)從而使其表達(dá)，達(dá)到治療目的?；?/p>

34、因診斷常用基因探針來(lái)進(jìn)行，其遵循的原理是進(jìn)行，其遵循的原理是DNA分子雜交，具有很強(qiáng)的特異分子雜交，具有很強(qiáng)的特異性，因此一種探針只能檢測(cè)水體中的一種性，因此一種探針只能檢測(cè)水體中的一種(類類)病毒。所有病毒。所有生物共用一套密碼子，所以原核細(xì)胞基因也能用來(lái)進(jìn)行真生物共用一套密碼子，所以原核細(xì)胞基因也能用來(lái)進(jìn)行真核生物的遺傳改良。核生物的遺傳改良。答案答案B3以重組以重組DNA技術(shù)為核心的基因工程正在改善著人類的生技術(shù)為核心的基因工程正在改善著人類的生活。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。活。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)獲得目的基因的方法通常包括獲得目的基因的方法通常包括_和和_。(2)切割和連接切割和連接DNA分子

35、所使用的酶分別是分子所使用的酶分別是_和和_。(3)運(yùn)送目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體一般選用病毒或運(yùn)送目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體一般選用病毒或_ ，后者的形狀是，后者的形狀是_。(4)由于重組由于重組DNA分子成功導(dǎo)入受體細(xì)胞的頻率分子成功導(dǎo)入受體細(xì)胞的頻率_。所以在轉(zhuǎn)化后通常需要進(jìn)行。所以在轉(zhuǎn)化后通常需要進(jìn)行_操作。操作。(5)將人胰島素基因分別導(dǎo)入大腸桿菌與酵母菌，兩者生產(chǎn)將人胰島素基因分別導(dǎo)入大腸桿菌與酵母菌，兩者生產(chǎn)的胰島素在功能和的胰島素在功能和_序列上是相同的。序列上是相同的。4解析解析基因工程中，獲得目的基因的方法常用的是直接分基因工程中，獲得目的基因的方法常用的是直接分離法和人工

36、合成法，前者是用限制性內(nèi)切酶從生物材料的離法和人工合成法，前者是用限制性內(nèi)切酶從生物材料的細(xì)胞或染色體中分離出來(lái)，后者是以目的基因控制合成的細(xì)胞或染色體中分離出來(lái)，后者是以目的基因控制合成的mRNA，逆轉(zhuǎn)錄分成目的基因或者是以目的基因控制合成，逆轉(zhuǎn)錄分成目的基因或者是以目的基因控制合成的蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推導(dǎo)出基因的堿基序列，然后人的蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推導(dǎo)出基因的堿基序列，然后人工合成。切割工合成。切割DNA分子的酶是限制性內(nèi)切酶，連接分子的酶是限制性內(nèi)切酶，連接DNA分子的酶是分子的酶是DNA連接酶，運(yùn)送目的基因的載體是病毒或細(xì)連接酶，運(yùn)送目的基因的載體是病毒或細(xì)菌的質(zhì)粒，后者是一段小型

37、環(huán)狀的菌的質(zhì)粒，后者是一段小型環(huán)狀的DNA分子。目前的技術(shù)分子。目前的技術(shù)條件下，重組條件下，重組DNA分子導(dǎo)入到受體細(xì)胞中的成功率比較分子導(dǎo)入到受體細(xì)胞中的成功率比較低，所以轉(zhuǎn)化后需要進(jìn)行篩選。將某一基因?qū)氲讲煌艿?，所以轉(zhuǎn)化后需要進(jìn)行篩選。將某一基因?qū)氲讲煌荏w細(xì)胞中，所表達(dá)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)取決于基因，而不取決于體細(xì)胞中，所表達(dá)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)取決于基因，而不取決于受體細(xì)胞，所以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)該相同。受體細(xì)胞，所以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)該相同。答案答案(1)直接分離法人工合成法直接分離法人工合成法(2)限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶(限限制酶制酶)DNA連接酶連接酶(3)質(zhì)粒小型環(huán)狀質(zhì)粒小型環(huán)狀(雙鏈環(huán)狀、環(huán)雙鏈環(huán)狀、環(huán)狀狀)(4)低篩選低篩選(5)氨基酸氨基酸課堂小結(jié)課堂小結(jié)