高考生物一輪復(fù)習(xí)核心要點突破系列課件：專題1《基因工程的應(yīng)用》（人教生物選修3）

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歡迎進入生物課堂 1 3基因工程的應(yīng)用 課標領(lǐng)航1 舉例說出基因工程的應(yīng)用及取得的豐碩成果 2 了解基因工程的進展 3 了解基因工程在農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等方面的應(yīng)用 重點 基因工程在農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等方面的應(yīng)用 難點 基因治療的方法 情景導(dǎo)航基因工程給人們帶來了福音 其在農(nóng)牧業(yè) 工業(yè) 環(huán)境 能源和醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域 展示出了美好的應(yīng)用前景 例如 將一個具有殺蟲效果的基因轉(zhuǎn)移到棉花 水 稻等農(nóng)作物中 這些轉(zhuǎn)基因作物就有了抗蟲能力 因此基因工程可被應(yīng)用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域 要是把抗蟲基因轉(zhuǎn)移到楊樹 松樹等樹木中 基因工程就可被應(yīng)用到林業(yè)領(lǐng)域 要是把生物激素基因轉(zhuǎn)移到動物中去 這就與漁業(yè)和畜牧業(yè)有關(guān)了 如果利用微生物或動物細胞來生產(chǎn)多肽藥物 那么基因工程就可以應(yīng)用到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域 核心要點突破 基礎(chǔ)自主梳理 知能過關(guān)演練 1 3基因工程的應(yīng)用 基礎(chǔ)自主梳理 一 植物基因工程的成果1 抗蟲轉(zhuǎn)基因植物 1 殺蟲基因種類 Bt毒蛋白基因 抑制劑基因 抑制劑基因 植物凝集素基因等 2 成果 抗蟲植物 如棉 玉米 馬鈴薯 番茄等 蛋白酶 淀粉酶 2 抗病轉(zhuǎn)基因植物 1 植物的病原微生物 真菌和細菌等 2 抗病基因種類 抗病毒基因 病毒 基因和病毒復(fù)制酶基因 抗真菌基因 酶基因和抗毒素合成基因 成果 抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草和抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥 甜椒 番茄等 病毒 外殼蛋白 幾丁質(zhì) 3 抗逆轉(zhuǎn)基因植物 1 抗逆基因 調(diào)節(jié)細胞 的基因 使作物抗鹽堿 抗干旱 魚的抗凍蛋白基因使作物耐寒 抗除草劑基因 使作物抗除草劑 2 成果 煙草 大豆 番茄 玉米等 4 轉(zhuǎn)基因改良植物品質(zhì) 1 優(yōu)良基因 必需 的蛋白質(zhì)編碼基因 控制番茄果實成熟的基因和植物花青素代謝有關(guān)的基因 2 成果 轉(zhuǎn)基因玉米 轉(zhuǎn)基因延熟番茄和轉(zhuǎn)基因矮牽牛 滲透壓 氨基酸含量多 思考感悟某研究小組在利用基因工程改造棉花時 發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)入的基因始終不表達 其原因可能是什么 提示 構(gòu)建基因表達載體時 沒有加入啟動子和終止子 二 動物基因工程的成果1 提高動物的生長速度 1 生長基因 外源 基因 2 成果 轉(zhuǎn)基因綿羊 轉(zhuǎn)基因鯉魚 2 改善畜產(chǎn)品的品質(zhì) 1 優(yōu)良基因 腸乳糖酶基因 2 成果 轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中 含量少 生長激素 乳糖 3 轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物 1 基因來源 藥用 基因 蛋白基因的啟動子 2 成果 乳腺生物反應(yīng)器 4 轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體 1 器官供體 抑制或除去抗原決定基因 2 成果 利用克隆技術(shù)培育沒有免疫排斥反應(yīng)的豬器官 蛋白 乳腺 三 基因工程藥品1 來源 轉(zhuǎn)基因 2 成果 人胰島素 細胞因子 抗體 疫苗 激素等 四 基因治療1 概念 把 導(dǎo)入病人體內(nèi) 使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能 從而達到治療疾病的目的 2 成果 將腺苷脫氨酶基因?qū)牖颊叩牧馨图毎?工程菌 正?；?核心要點突破 2011年青島市高二檢測 金花茶是中國特有的觀賞品種 但易被有害真菌感染得枯萎病 降低觀賞價值 科學(xué)家在某種植物中找到了抗枯萎病的基因 用轉(zhuǎn)基因方法培育出了抗枯萎病的新品種 請據(jù)圖回答 1 將 連接到 上并形成 常用到的酶有 2 抗枯萎病的金花茶培育成功 從變異的角度來說屬于 3 經(jīng)過轉(zhuǎn)基因方法獲得的抗病金花茶 將來產(chǎn)生的配子中是否一定含有抗病基因 4 通過檢測 被 侵染的金花茶葉片細胞具備了抗病性 這說明 已經(jīng) 從抗病基因是否表達可以從個體水平上做 實驗 簡述實驗過程 嘗試解答 1 限制性內(nèi)切酶 DNA連接酶 2 基因重組 3 不一定 4 表達抗病接種將普通金花茶和轉(zhuǎn)基因金花茶分成兩組 分別接種有害真菌 其他培養(yǎng)條件適宜且相同 培養(yǎng)一段時間觀察兩組金花茶的抗病情況 通過對照確定抗病基因是否表達 解析 1 是用限制性核酸內(nèi)切酶切割質(zhì)粒 是指目的基因的獲取 是指目的基因與質(zhì)粒在DNA連接酶的作用下形成重組質(zhì)粒 2 基因工程是在人為作用下將控制不同性狀的基因重新組合從而改造生物性狀 從本質(zhì)上來說這種變異屬于基因重組 3 轉(zhuǎn)基因方法獲得的抗病金花茶可能屬于雜合子如Aa 將來產(chǎn)生的配子可能是A或a 4 金花茶葉片細胞具備了抗病性 說明目的基因已在受體細胞中得到了表達 誤區(qū)警示 植物雜交和基因工程依據(jù)的原理都是基因重組 但基因工程中的基因重組不同于雜交過程中的基因重組 主要表現(xiàn)在不經(jīng)過減數(shù)分裂和有性生殖過程 而是在人為控制條件下定向改變生物的性狀 跟蹤訓(xùn)練運用現(xiàn)代生物技術(shù)的育種方法 將抗菜青蟲的Bt基因轉(zhuǎn)移到優(yōu)質(zhì)油菜中 培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲的油菜品種 這一品種在生長過程中能產(chǎn)生特異的殺蟲蛋白 對菜青蟲有顯著抗性 能大大減輕菜青蟲對油菜的危害 提高油菜產(chǎn)量 減少農(nóng)藥作用 保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境 根據(jù)以上的信息 下列敘述正確的是 A Bt基因的化學(xué)成分是蛋白質(zhì)B Bt基因中有菜青蟲的遺傳物質(zhì)C 轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜能產(chǎn)生殺蟲蛋白是由于Bt基因在其體內(nèi)得以表達的結(jié)果 D 轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜產(chǎn)生的殺蟲蛋白是無機物 解析 選C Bt基因也被稱為Bt毒蛋白基因 在該基因指導(dǎo)下表達出的蛋白質(zhì)對害蟲有毒害作用 能夠殺死害蟲 但對哺乳動物無害 該基因來自蘇云金芽孢桿菌 把該基因通過基因工程手段導(dǎo)入植物體內(nèi)可培育成抗蟲植物 減少農(nóng)藥的使用量 既增加了農(nóng)作物產(chǎn)量 也保護了環(huán)境 1 原理 利用基因工程技術(shù) 把動物的乳腺作為生產(chǎn)工具 使目的基因在其內(nèi)表達 獲得人類需要的生物產(chǎn)品 2 操作過程獲取目的基因 構(gòu)建基因表達載體 顯微注射進哺乳動物受精卵中 形成胚胎 將胚胎送入母體動物 發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物 只有在產(chǎn)下的雌性個體中 轉(zhuǎn)入的基因才能表達 3 優(yōu)點 1 產(chǎn)量高 易獲得目標產(chǎn)品 2 目標產(chǎn)品質(zhì)量好 因為乳腺組織具有一整套全面對蛋白質(zhì)進行合成和加工的能力 3 產(chǎn)品成本低 4 從乳汁中提取產(chǎn)品 操作簡單 繼哺乳動物乳腺生物反應(yīng)器研發(fā)成功后 膀胱生物反應(yīng)器的研究也取得了一定進展 最近 科學(xué)家培育出一種轉(zhuǎn)基因小鼠 其膀胱上皮細胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中 請回答 1 將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細胞 常用方法是 2 進行基因轉(zhuǎn)移時 通常要將外源基因轉(zhuǎn)入 中 原因是 3 通常采用 技術(shù)檢測外源基因是否插入了小鼠的基因組 4 在研制膀胱生物反應(yīng)器時 應(yīng)使外源基因在小鼠的 細胞中特異表達 嘗試解答 1 顯微注射法 2 受精卵 或早期胚胎細胞 受精卵 或早期胚胎細胞 具有全能性 可使外源基因在相應(yīng)組織細胞表達 3 DNA分子雜交 核酸探針 4 膀胱上皮 解析 在基因工程中 若受體細胞是動物細胞 常采用顯微注射的方法導(dǎo)入目的基因 若要使小鼠膀胱上皮細胞合成人的生長激素 在進行基因轉(zhuǎn)移時 當作受體細胞的通常是受精卵 其原因是受精卵具有全能性 可使外源基因在相應(yīng)組織細胞中得到表達 檢測目的基因是否插入到受體細胞的基因組 通常采用的是DNA分子雜交技術(shù) 互動探究 1 上述過程的原理是什么 2 為何將目的基因?qū)氚螂咨掀ぜ毎奖?提示 1 基因重組 2 不受雌雄個體的限制 拓展提升 利用微生物生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物 是指將人們需要的某種蛋白質(zhì)的編碼基因構(gòu)建成表達載體后導(dǎo)入微生物 然后利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物 與傳統(tǒng)的制藥相比有以下優(yōu)越性 1 利用活細胞作為表達系統(tǒng) 表達效率高 無需大型裝置和大面積廠房就可以生產(chǎn)出大量藥品 2 可以解決傳統(tǒng)制藥中原料來源不足的問題 3 降低生產(chǎn)成本 減少生產(chǎn)人員和管理人員 1 基因檢測與基因治療的比較 2 基因治療的原理 過程 1 原理 利用正?；蛑脫Q或彌補缺陷基因的治療方法 即把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi) 使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能 從而達到治療疾病的目的 2 過程 2011年貴陽高二檢測 如圖所示為人體正常紅細胞和鐮刀型細胞貧血癥患者紅細胞形態(tài)及鐮刀型細胞貧血癥的基因治療過程 請回答以下問題 1 圖細胞為鐮刀型細胞貧血癥的紅細胞 這種病是由于 造成的 2 寫出以下結(jié)構(gòu)或物質(zhì)的名稱 A D 3 寫出以下過程的操作內(nèi)容 用攜帶正常基因的載體 病毒 侵染造血干細胞 4 該方法屬于 填 體內(nèi) 或 體外 基因治療 其特點是 5 患者身體康復(fù)后 所生子女是否會帶有鐮刀型細胞貧血癥基因 請說明理由 嘗試解答 1 乙基因突變 2 合成血紅蛋白的正?；?目的基因 造血干細胞 3 將正常基因?qū)氲捷d體中 將載體 攜帶正?；?導(dǎo)入到造血干細胞染色體上 經(jīng)過改造的造血干細胞輸入到患者骨髓中并產(chǎn)生正常的血細胞 4 體外操作復(fù)雜但效果較為可靠 5 如果該患者的鐮刀型細胞貧血癥是由于個體發(fā)育的受精卵時期基因突變引起的 子女會攜帶該致病基因 如果患者的鐮刀型細胞貧血癥是由于個體發(fā)育過程中后天基因突變引起的 其生殖細胞中不含致病基因 因此不管是否經(jīng)過基因治療 子女都不含該致病基因 解析 本題主要考查通過基因治療的措施來徹底治愈遺傳病的操作過程 1 由于基因突變使紅細胞形態(tài)上成鐮刀狀而易破碎 如圖乙 2 在基因治療過程中 A為目的基因 可以與載體結(jié)合后導(dǎo)入受體細胞中 D作為受體細胞應(yīng)為具有持續(xù)分裂能力的造血干細胞 3 基因治療過程應(yīng)有四個步驟 其中 為將基因表達載體導(dǎo)入受體細胞D的染色體上 為將具有正常功能的造血干細胞轉(zhuǎn)移至體內(nèi) 由此可知 此過程為體外基因治療 4 基因突變?nèi)舭l(fā)生在體細胞內(nèi)一般不遺傳給后代 若發(fā)生在生殖細胞中可能遺傳給后代 探規(guī)尋律 基因治療的途徑 跟蹤訓(xùn)練 2011年上饒高二檢測 人類基因治療 報道 在美國佛羅里達大學(xué)基因治療中心接受基因治療的三名遺傳性失明患者都重新獲得了一定的視力 并且沒有嚴重的副作用 基因治療是指 A 把健康外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎?達到治療疾病的目的B 對有缺陷的細胞進行修復(fù) 從而使其恢復(fù)正常 達到治療疾病的目的C 運用人工誘變方法 使有基因缺陷的細胞發(fā)生基因突變 從而恢復(fù)正常D 運用基因工程技術(shù) 把有缺陷的基因切除 達到治療疾病的目的 解析 選A 由于對基因治療定義理解不到位 很容易錯選B或C或D 基因治療只是將正常的基因?qū)氩∪梭w內(nèi) 使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能 從而達到治療疾病的目的 而細胞中的缺陷基因并未修復(fù) 和正?；蛲瑫r存在 基因治療也不是切除病變基因或誘發(fā)其突變 知能過關(guān)演練 本部分內(nèi)容講解結(jié)束 點此進入課件目錄 按ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全