人教版选修3课件 第1部分 专题1 1.3 基因工程的应用.ppt

1、理解理解 教材新知教材新知 把握把握 命题热点命题热点 应用应用 落实体验落实体验 课下综合检测课下综合检测 课堂回扣练习课堂回扣练习 命题点一命题点一 知识点一知识点一 知识点二知识点二 1 13 3 基因基因 工程工程 的应的应 用用 专专 题题 1 1 知识点三知识点三 命题点二命题点二 13基因工程的应用基因工程的应用 1植物基因工程技术主要用于提高农作物的植物基因工程技术主要用于提高农作物的 抗逆能力抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干 旱和抗盐碱等旱和抗盐碱等)，改良农作物的品质和利用，改良农作物的品质和利用 植物生产药物等方面。植物生产药物等方面。

2、2用于转基因植物的杀虫基因主要是用于转基因植物的杀虫基因主要是Bt毒蛋毒蛋 白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制 剂基因、植物凝集素基因等。剂基因、植物凝集素基因等。 3抗病转基因植物所采用的基因最多的是病抗病转基因植物所采用的基因最多的是病 毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；抗毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；抗 真菌转基因植物可使用的基因有几丁质酶真菌转基因植物可使用的基因有几丁质酶 基因和抗毒素合成基因。基因和抗毒素合成基因。 4动物基因工程技术可以提高动物的生长速度、动物基因工程技术可以提高动物的生长速度、 改善畜产品的品质，用转基因动物生产药物，改

3、善畜产品的品质，用转基因动物生产药物， 还可以用转基因动物作器官移植的供体。还可以用转基因动物作器官移植的供体。 5利用转基因的工程菌生产的药物包括细胞因利用转基因的工程菌生产的药物包括细胞因 子、抗体、疫苗、激素等。子、抗体、疫苗、激素等。 6基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基 因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的 目的，是治疗遗传病最有效的手段。目的，是治疗遗传病最有效的手段。 7基因治疗包括体外基因治疗和体内基因治疗。基因治疗包括体外基因治疗和体内基因治疗。 植物基因工程的应用植物基因工程的应用 1

4、植物基因工程的应用领域植物基因工程的应用领域 (1)提高农作物的提高农作物的_。 (2)改良改良_。 (3)利用植物利用植物_等。等。 抗逆能力抗逆能力 农作物的品质农作物的品质 生产药物生产药物 2抗虫转基因植物与抗病转基因植物抗虫转基因植物与抗病转基因植物 类型类型 项目项目 抗虫转基因植物抗虫转基因植物 抗病转基因植物抗病转基因植物 方法方法 从某些生物中分离出具有从某些生物中分离出具有 _，将其，将其 导入植物中导入植物中 将将_导入植物中导入植物中 基因种类基因种类 Bt毒蛋白基因、毒蛋白基因、_抑抑 制剂基因、制剂基因、_抑制剂抑制剂 基因、植物凝集素基因等基因、植物凝集素基因等

5、抗病毒基因：病毒抗病毒基因：病毒_ _基因和病毒的复制酶基因和病毒的复制酶 基因基因 抗真菌基因：抗真菌基因：_ 基因和抗毒素合成基因基因和抗毒素合成基因 杀虫活性的基因杀虫活性的基因 抗病基因抗病基因 蛋白酶蛋白酶 淀粉酶淀粉酶 外壳外壳 蛋白蛋白 几丁质酶几丁质酶 类型类型 项目项目 抗虫转基因植物抗虫转基因植物 抗病转基因植物抗病转基因植物 成果成果 转基因抗虫棉、转基因抗转基因抗虫棉、转基因抗 虫水稻等虫水稻等 抗烟草花叶病毒的转基抗烟草花叶病毒的转基 因烟草和抗病毒的转基因烟草和抗病毒的转基 因小麦、甜椒、番茄等因小麦、甜椒、番茄等 意义意义 减少减少_的使用，降低生产成本，减少环境

6、污染，的使用，降低生产成本，减少环境污染， 降低了对人体健康的损害降低了对人体健康的损害 化学农药化学农药 3抗逆转基因植物抗逆转基因植物连线连线 4利用转基因改良植物的品质利用转基因改良植物的品质连线连线 1转基因抗虫棉的目的基因是什么？是从哪种生物获取转基因抗虫棉的目的基因是什么？是从哪种生物获取 的？抗虫棉能抗病毒、细菌、真菌吗？的？抗虫棉能抗病毒、细菌、真菌吗？ 提示：提示：Bt毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌体内提取出来毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌体内提取出来 的。不能，因为抗虫基因具有专一性。的。不能，因为抗虫基因具有专一性。 2从环境保护角度出发，分析转基因抗虫棉与普通棉相从环境保护

7、角度出发，分析转基因抗虫棉与普通棉相 比，在害虫防治方面有哪些优越性？比，在害虫防治方面有哪些优越性？ 提示：提示：减少化学农药的使用量，降低环境污染。减少化学农药的使用量，降低环境污染。 1抗虫转基因植物的类型及作用原理抗虫转基因植物的类型及作用原理 基因类型基因类型 来源来源 作用原理作用原理 应用实例应用实例 杀虫蛋白杀虫蛋白 基因基因(Bt毒毒 蛋白基因蛋白基因) 苏云金苏云金 芽孢杆芽孢杆 菌菌 Bt毒蛋白基因编码的蛋白质毒蛋白基因编码的蛋白质 进入害虫肠道，在消化酶的进入害虫肠道，在消化酶的 作用下，蛋白质被降解成有作用下，蛋白质被降解成有 毒的多肽，多肽结合在肠上毒的多肽，多肽结

8、合在肠上 皮细胞的特异性受体上，导皮细胞的特异性受体上，导 致细胞膜穿孔，细胞肿胀裂致细胞膜穿孔，细胞肿胀裂 解，最后造成害虫死亡解，最后造成害虫死亡 转基因抗转基因抗 虫棉虫棉 基因类型基因类型 来源来源 作用原理作用原理 应用实例应用实例 蛋白酶抑蛋白酶抑 制剂基因制剂基因 大豆、豇大豆、豇 豆、番茄豆、番茄 和马铃薯和马铃薯 等等 蛋白酶抑制剂基因控制产生蛋白酶抑制剂基因控制产生 的抑制剂，可与害虫消化道的抑制剂，可与害虫消化道 中的蛋白酶结合形成复合物，中的蛋白酶结合形成复合物， 从而阻断或降低蛋白酶的活从而阻断或降低蛋白酶的活 性，使昆虫不能正常消化食性，使昆虫不能正常消化食 物中的

9、蛋白质。这种复合物物中的蛋白质。这种复合物 还能刺激昆虫分泌过量的消还能刺激昆虫分泌过量的消 化酶，引起害虫的厌食反应化酶，引起害虫的厌食反应 转基因烟转基因烟 草草 基因类型基因类型 来源来源 作用原理作用原理 应用实例应用实例 淀粉酶抑淀粉酶抑 制剂基因制剂基因 禾谷类植禾谷类植 物和豆科物和豆科 植物植物 淀粉酶抑制剂基因控制产生的淀粉酶抑制剂基因控制产生的 淀粉酶抑制剂，可以抑制昆虫淀粉酶抑制剂，可以抑制昆虫 消化道中的淀粉酶活性，使害消化道中的淀粉酶活性，使害 虫不能消化淀粉，阻断害虫的虫不能消化淀粉，阻断害虫的 能量来源能量来源 转基因烟转基因烟 草草 植物凝集植物凝集 素基因素基

10、因 植物界中植物界中 广泛存在广泛存在 植物凝集素基因控制植物合成植物凝集素基因控制植物合成 一种糖蛋白，与昆虫肠道黏膜一种糖蛋白，与昆虫肠道黏膜 上的某些物质结合，影响害虫上的某些物质结合，影响害虫 对营养物质的吸收和利用对营养物质的吸收和利用 抗虫小麦、抗虫小麦、 水稻水稻 特别提醒特别提醒 Bt毒蛋白基因控制合成的毒蛋白本身没有毒性，毒蛋白基因控制合成的毒蛋白本身没有毒性， 只有被昆虫摄食进入消化道被消化分解为多肽后才具有毒性。只有被昆虫摄食进入消化道被消化分解为多肽后才具有毒性。 2利用转基因改良植物品质的途径利用转基因改良植物品质的途径 (1)直接导入控制该性状的结构蛋白基因。直接导

11、入控制该性状的结构蛋白基因。 (2)导入与该性状有关的某种酶的基因或者改变关键酶的活导入与该性状有关的某种酶的基因或者改变关键酶的活 性。性。 转基因动物与基因工程制药转基因动物与基因工程制药 1动物基因工程应用的几个方面动物基因工程应用的几个方面 项目项目 应用应用 基因来源或处理基因来源或处理 成果成果 提高动物的生长速度提高动物的生长速度 外源外源_基因基因 转基因绵羊、转基转基因绵羊、转基 因鲤鱼因鲤鱼 改善畜产品的品质改善畜产品的品质 _基因基因 转基因牛分泌的乳转基因牛分泌的乳 汁中乳糖含量少汁中乳糖含量少 生长激素生长激素 肠乳糖酶肠乳糖酶 项目项目 应用应用 基因来源或处理基因

12、来源或处理 成果成果 转基因动物生产药物转基因动物生产药物 _蛋白基因蛋白基因 _蛋白基蛋白基 因的启动子因的启动子 乳腺生物反应器乳腺生物反应器 转基因动物作转基因动物作_ 的供体的供体 抑制或除去抑制或除去 _ 结合结合_培育培育 出没有出没有_ 的转基因克隆猪器官的转基因克隆猪器官 药用药用 乳腺乳腺 器官移植器官移植 抗原决定基因抗原决定基因 克隆技术克隆技术 免疫排斥反应免疫排斥反应 2基因工程药物基因工程药物 (1)方式：利用基因工程培育方式：利用基因工程培育“_ _”来生产药品。来生产药品。 (2)利用工程菌生产的药物包括利用工程菌生产的药物包括_、_、_、 _等。等。 (3)干

13、扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种 _。由于干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，因此它。由于干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，因此它 是一种是一种_的特效药。的特效药。 工程菌工程菌 细胞因子细胞因子 抗体抗体 疫苗疫苗 激素激素 糖蛋白糖蛋白 抗病毒抗病毒 1动物乳腺生物反应器生产药物有什么优点与限制？动物乳腺生物反应器生产药物有什么优点与限制？ 提示：提示：优点：产量高、质量好、成本低、易提取。局限：优点：产量高、质量好、成本低、易提取。局限： 受动物性别和是否处于生殖期的限制。受动物性别和是否处于生殖期的限制。 2用基因工程技术实

14、现动物乳腺生物反应器的操作过程用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程 与转基因动物的操作过程有什么异同？与转基因动物的操作过程有什么异同？ 提示：提示：二者过程相似，不同的是在获得转基因动物时，需二者过程相似，不同的是在获得转基因动物时，需 要在编码目的蛋白质的基因序列前加上乳腺蛋白基因的启动子要在编码目的蛋白质的基因序列前加上乳腺蛋白基因的启动子 等调控组件重组在一起构建表达载体。等调控组件重组在一起构建表达载体。 乳腺生物反应器与工程菌生产药物的区别乳腺生物反应器与工程菌生产药物的区别 比较内容比较内容 乳腺生物反应器乳腺生物反应器 工程菌工程菌 含义含义 指将外源基因在哺乳指将外

15、源基因在哺乳 动物的乳腺中特异表动物的乳腺中特异表 达，利用动物的乳腺达，利用动物的乳腺 组织生产药物蛋白组织生产药物蛋白 指用基因工程的方法，指用基因工程的方法， 使外源基因得到高效表使外源基因得到高效表 达的菌类细胞株系达的菌类细胞株系 受体基因结受体基因结 构与人类基构与人类基 因结构差异因结构差异 动物基因结构与人类动物基因结构与人类 的基因结构基本相同的基因结构基本相同 细菌和酵母菌的基因结细菌和酵母菌的基因结 构与人类有较大差异构与人类有较大差异 基因表达基因表达 合成的药物蛋白与天合成的药物蛋白与天 然蛋白质相同然蛋白质相同 细菌合成的药物蛋白可细菌合成的药物蛋白可 能没有活性能

16、没有活性 比较内容比较内容 乳腺生物反应器乳腺生物反应器 工程菌工程菌 受体细胞受体细胞 动物受精卵动物受精卵 微生物细胞微生物细胞 目的基因导入方式目的基因导入方式 显微注射法显微注射法 感受态细胞法感受态细胞法 生产条件生产条件 不需严格灭菌；不需严格灭菌； 温度等外界条件温度等外界条件 对其影响不大对其影响不大 需严格灭菌，严格控制需严格灭菌，严格控制 工程菌所需的温度、工程菌所需的温度、pH、 营养物质浓度等外界条营养物质浓度等外界条 件件 药物提取药物提取 从动物乳汁中提从动物乳汁中提 取取 从微生物细胞或其培养从微生物细胞或其培养 液中提取液中提取 生产设备生产设备 畜牧业生产、提

17、畜牧业生产、提 取设备取设备 工业生产，设备精良工业生产，设备精良 特别提醒特别提醒 (1)动物基因工程的目的不仅仅是为了培育体型巨大的动动物基因工程的目的不仅仅是为了培育体型巨大的动 物，更重要的是改良畜产品的品质或者是用转基因动物生产药物，更重要的是改良畜产品的品质或者是用转基因动物生产药 物。物。 (2)青霉素是诱变后的高产青霉菌产生的，不是通过基因工青霉素是诱变后的高产青霉菌产生的，不是通过基因工 程改造的工程菌产生的。程改造的工程菌产生的。 基因治疗基因治疗 1概念概念 把把_导入病人体内，使该基因的导入病人体内，使该基因的_发挥功发挥功 能，从而达到治疗疾病的目的。能，从而达到治疗

18、疾病的目的。 2成果成果 将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的_中，可治疗复合中，可治疗复合 型免疫缺陷症。型免疫缺陷症。 正常基因正常基因 表达产物表达产物 淋巴细胞淋巴细胞 3方法方法 (1)体外基因治疗：先从病人体内获得体外基因治疗：先从病人体内获得_，如，如T淋巴淋巴 细胞，进行培养。然后，在细胞，进行培养。然后，在_完成基因转移，再筛选成功转完成基因转移，再筛选成功转 移的细胞移的细胞_，最后重新，最后重新_。 (2)体内基因治疗：直接向人体组织细胞中体内基因治疗：直接向人体组织细胞中_的治疗的治疗 方法。方法。 某种细胞某种细胞 体外体外 扩增培养扩增培养 输入

19、患者体内输入患者体内 转移基因转移基因 分析教材分析教材P23复合型免疫缺陷症的基因治疗，回答下列问题：复合型免疫缺陷症的基因治疗，回答下列问题： (1)研究人员将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的什么细胞？为什研究人员将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的什么细胞？为什 么不能转入其他的体细胞？么不能转入其他的体细胞？ (2)如何鉴定该患者是否治疗成功？如何鉴定该患者是否治疗成功？ 提示：提示：(1)淋巴细胞。腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功淋巴细胞。腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功 能所必需的，淋巴细胞中具有这种酶才能产生抗体等免疫物质。能所必需的，淋巴细胞中具有这种酶才能产生抗体等免疫物质。 (2

20、)鉴定患者产生抗体的能力是否明显改善，免疫能力是否明显鉴定患者产生抗体的能力是否明显改善，免疫能力是否明显 提高。提高。 2基因治疗的实质是利用外源基因替换了原基因本身，还基因治疗的实质是利用外源基因替换了原基因本身，还 是代替了原基因的功能？治疗后的性状能否遗传给后代？是代替了原基因的功能？治疗后的性状能否遗传给后代？ 提示：提示：代替了原基因的功能。基因治疗只是改变了病人体细代替了原基因的功能。基因治疗只是改变了病人体细 胞的遗传物质，所以恢复的正常性状不会遗传给子女。胞的遗传物质，所以恢复的正常性状不会遗传给子女。 1基因治疗基因治疗 (1)原理：利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法

21、，原理：利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法， 即把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，即把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能， 从而达到治疗疾病的目的。从而达到治疗疾病的目的。 (2)过程：过程： (3)途径：途径： 途径途径 比较比较 体外基因治疗体外基因治疗 体内基因治疗体内基因治疗 不不 同同 点点 方法方法 从患者体内获得某种细胞从患者体内获得某种细胞 体外完成基因转移体外完成基因转移筛筛 选、细胞扩增选、细胞扩增输入体内输入体内 直接向患者体内直接向患者体内 组织细胞中转移组织细胞中转移 基因基因 特点特点 操作复杂，但效果可靠操作复杂，但效果可靠

22、方法较简单，但方法较简单，但 效果难以控制效果难以控制 相同点相同点 都是将外源基因导入靶细胞，以纠正缺陷基都是将外源基因导入靶细胞，以纠正缺陷基 因，目前两种方法都处于临床试验阶段因，目前两种方法都处于临床试验阶段 2基因诊断与基因治疗的比较基因诊断与基因治疗的比较 项目项目 方法方法 备注备注 基因基因 诊断诊断 制作相应探针，利用制作相应探针，利用DNA分分 子杂交原理，快速、准确检子杂交原理，快速、准确检 测人类某种疾病测人类某种疾病 临床应用阶段临床应用阶段 基因基因 治疗治疗 把健康的外源基因导入有基把健康的外源基因导入有基 因缺陷的细胞中，可分为体因缺陷的细胞中，可分为体 外基因

23、治疗和体内基因治疗外基因治疗和体内基因治疗 两种方法两种方法 仅处于初期的临床试验仅处于初期的临床试验 阶段，仍有许多问题和阶段，仍有许多问题和 困难制约该技术的发展困难制约该技术的发展 特别提醒特别提醒 DNA分子制作探针进行检测时应检测单链，分子制作探针进行检测时应检测单链， 即需将待测的双链即需将待测的双链DNA分子打开。分子打开。 结合基因工程的操作程序，考查动植物基因结合基因工程的操作程序，考查动植物基因 例例1 1- 抗胰蛋白酶缺乏症是北美常见的一种单基因遗传抗胰蛋白酶缺乏症是北美常见的一种单基因遗传 病，患者成年后会出现肺气肿及其他疾病，严重者甚至死亡。病，患者成年后会出现肺气肿

24、及其他疾病，严重者甚至死亡。 利用基因工程技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵，最利用基因工程技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵，最 终培育出能在乳腺细胞表达人终培育出能在乳腺细胞表达人1- 抗胰蛋白酶的转基因羊，从而抗胰蛋白酶的转基因羊，从而 更容易获得这种酶。更容易获得这种酶。 程的应用程的应用 下列关于该过程的叙述中错误的是下列关于该过程的叙述中错误的是 ( ) A载体上绿色荧光蛋白基因载体上绿色荧光蛋白基因(GFP基因基因)的作用是便于筛选含的作用是便于筛选含 有目的基因的受体细胞有目的基因的受体细胞 B将目的基因导入羊膀胱细胞中，将会更加容易得到将目的基因导入羊膀胱细胞中，将会

25、更加容易得到1- 抗抗 胰蛋白酶胰蛋白酶 C培养出的转基因羊的所有细胞中都含培养出的转基因羊的所有细胞中都含有该目的基因，故有该目的基因，故 该羊有性生殖产生的后代也都能产生该羊有性生殖产生的后代也都能产生1- 抗胰蛋白酶抗胰蛋白酶 D目的基因与载体重组过程需要目的基因与载体重组过程需要DNA连接酶的催化作用连接酶的催化作用 精讲精析精讲精析 载体上绿色荧光蛋白基因作为标记基因，可用于载体上绿色荧光蛋白基因作为标记基因，可用于 筛选含目的基因的受体细胞，选项筛选含目的基因的受体细胞，选项A正确；将目的基因导入羊膀胱正确；将目的基因导入羊膀胱 细胞中可制得膀胱生物反应器，获取产品将不受性别和发育

26、时期细胞中可制得膀胱生物反应器，获取产品将不受性别和发育时期 的限制，选项的限制，选项B正确；基因表达载体的构建需要限制酶和正确；基因表达载体的构建需要限制酶和DNA连接连接 酶，选项酶，选项D正确；转基因羊有性生殖产生的后代会发生性状分离，正确；转基因羊有性生殖产生的后代会发生性状分离， 有的子代不再具有转基因生物的特性，选项有的子代不再具有转基因生物的特性，选项C错误。错误。 答案答案 C 思路点拨思路点拨 转基因生物自交后代性状分离比分析转基因生物自交后代性状分离比分析 若将目的基因插入同源染色体中的一条染色体若将目的基因插入同源染色体中的一条染色体DNA中，中， 则转基因生物可看做是杂

27、合子。若用则转基因生物可看做是杂合子。若用A 表示含有目的基因的 表示含有目的基因的 染色体，染色体，A 表示不含目的基因的染色体，则有： 表示不含目的基因的染色体，则有： A A A A 1A A 2A A 1A A 因此子代中不含目的基因的个体占因此子代中不含目的基因的个体占1/4。 利用基因工程技术将一个有功能的基因剔除的方法叫做基因敲除，利用基因工程技术将一个有功能的基因剔除的方法叫做基因敲除， 该技术常用于研究特定基因的功能。基因敲除一般包括三个步骤：该技术常用于研究特定基因的功能。基因敲除一般包括三个步骤： 第一步，从细胞中提取正常第一步，从细胞中提取正常DNA分子，在目的基因中插

28、入一段碱基分子，在目的基因中插入一段碱基 序列使之失活；第二步，将含有失活基因的序列使之失活；第二步，将含有失活基因的DNA分子导入胚胎干细分子导入胚胎干细 胞，用失活基因通过基因互换替换掉受体细胞中一个正常的目的基胞，用失活基因通过基因互换替换掉受体细胞中一个正常的目的基 因；第三步，培养处理后的细胞得到基因敲除动物。下图表示获得因；第三步，培养处理后的细胞得到基因敲除动物。下图表示获得 M基因敲除小鼠的过程，基因敲除小鼠的过程，“”表示基因存在，表示基因存在，“”表示该基因表示该基因 敲除，敲除，M /M表示敲除一个 表示敲除一个M基因的杂合子。请回答下列问题：基因的杂合子。请回答下列问题

29、： (1)在目的基因上插入一段碱基序列使之失活，这种变异类型在目的基因上插入一段碱基序列使之失活，这种变异类型 是是_。而变异基因导入胚胎干细胞，通过基因互换取。而变异基因导入胚胎干细胞，通过基因互换取 代正常基因，这种变异类型属于代正常基因，这种变异类型属于_。 (2)基因互换一般只能替换胚胎干细胞中一对基因中的一个，基因互换一般只能替换胚胎干细胞中一对基因中的一个， 所以通过上述处理得到的基因敲除小鼠为杂合子，如何利用所以通过上述处理得到的基因敲除小鼠为杂合子，如何利用 该杂合子小鼠得到隐性纯合子小鼠该杂合子小鼠得到隐性纯合子小鼠(M /M)? 解析解析：由于只有一只基因敲除的杂合子小鼠，

30、因此必须先让该小由于只有一只基因敲除的杂合子小鼠，因此必须先让该小 鼠与正常小鼠杂交得多只杂合子，再让不同性别的杂合子间交鼠与正常小鼠杂交得多只杂合子，再让不同性别的杂合子间交 配，即可得到隐性纯合子。配，即可得到隐性纯合子。 答案：答案：(1)基因突变基因突变 基因重组基因重组 (2)第一步：正常小鼠第一步：正常小鼠杂合子小鼠杂合子小鼠F1(从从F1得到杂合子小得到杂合子小 鼠鼠)；第二步：让；第二步：让F1中的不同性别杂合子小鼠彼此交配中的不同性别杂合子小鼠彼此交配F2，从，从 F2中得到隐性纯合子小鼠。中得到隐性纯合子小鼠。 以新背景材料为依托，考查基因诊断与基因以新背景材料为依托，考查

31、基因诊断与基因 例例2 科学家们对一位因缺乏腺苷酸脱氨酶基因而患严重复科学家们对一位因缺乏腺苷酸脱氨酶基因而患严重复 合型免疫缺陷症的美国女孩进行基因治疗，其方法是首先将患者合型免疫缺陷症的美国女孩进行基因治疗，其方法是首先将患者 的淋巴细胞取出做体外培养，然后用逆转录病毒将正常腺苷酸脱的淋巴细胞取出做体外培养，然后用逆转录病毒将正常腺苷酸脱 氨酶基因转入人工培养的淋巴细胞中，再将这些转基因淋巴细胞氨酶基因转入人工培养的淋巴细胞中，再将这些转基因淋巴细胞 回输到患者体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。回输到患者体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。 (1)基因治疗是把健康的基因治

32、疗是把健康的_导入有导入有_的细胞中，的细胞中， 以达到治疗疾病的目的。以达到治疗疾病的目的。 治疗的原理和方法治疗的原理和方法 (2)在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程 中基因操作工具中的中基因操作工具中的_。此基因工程中的目的基因是。此基因工程中的目的基因是 _，目的基因的受体细胞是，目的基因的受体细胞是_。 (3)将转基因淋巴细胞多次回输到患者体内后，免疫能力趋将转基因淋巴细胞多次回输到患者体内后，免疫能力趋 于正常，是由于淋巴细胞中能合成于正常，是由于淋巴细胞中能合成_。 (4)请用基因工程方法简要写出对该女孩实施基因治疗的

33、步请用基因工程方法简要写出对该女孩实施基因治疗的步 骤，并写出两种鉴定是否治疗成功的方法。骤，并写出两种鉴定是否治疗成功的方法。 思路点拨思路点拨 精讲精析精讲精析 基因治疗是指把健康的外源基因导入有基因缺基因治疗是指把健康的外源基因导入有基因缺 陷的细胞中，进行治疗疾病的方法。在该实例中，基因的运输陷的细胞中，进行治疗疾病的方法。在该实例中，基因的运输 工具是逆转录病毒，目的基因是腺苷酸脱氨酶基因，受体细胞工具是逆转录病毒，目的基因是腺苷酸脱氨酶基因，受体细胞 是淋巴细胞。患者得到恢复，说明目的基因在受体细胞中得到是淋巴细胞。患者得到恢复，说明目的基因在受体细胞中得到 了表达，即淋巴细胞能合

34、成出腺苷酸脱氨酶。鉴定该治疗过程了表达，即淋巴细胞能合成出腺苷酸脱氨酶。鉴定该治疗过程 是否成功，可通过鉴定其体内该酶的量或检测其免疫能力是否是否成功，可通过鉴定其体内该酶的量或检测其免疫能力是否 有所提高。有所提高。 答案答案 (1)外源基因外源基因 基因缺陷基因缺陷 (2)载体载体(或基因的运输工具或基因的运输工具) 腺苷酸脱氨酶基因腺苷酸脱氨酶基因 淋巴细胞淋巴细胞 (3)腺苷酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶 (4)获取腺苷酸获取腺苷酸 脱氨酶基因脱氨酶基因腺苷酸脱氨酶基因表达载体的构建腺苷酸脱氨酶基因表达载体的构建将重组将重组DNA分分 子导入淋巴细胞子导入淋巴细胞腺苷酸脱氨酶基因的检测和鉴定。目

35、的基因的鉴腺苷酸脱氨酶基因的检测和鉴定。目的基因的鉴 定方法：定方法：鉴定女孩体内产生的腺苷酸脱氨酶是否越来越多；鉴定女孩体内产生的腺苷酸脱氨酶是否越来越多；鉴鉴 定女孩产生抗体的能力是否明显改善，免疫能力是否明显提高。定女孩产生抗体的能力是否明显改善，免疫能力是否明显提高。 课堂回扣练习课堂回扣练习 1下列哪项不是植物基因工程技术的主要应用下列哪项不是植物基因工程技术的主要应用 ( ) A提高农作物的抗逆性提高农作物的抗逆性 B生产某些天然药物生产某些天然药物 C改良农作物的品质改良农作物的品质 D作器官移植的供体作器官移植的供体 解析：解析： D项为动物基因工程技术的重要应用。项为动物基因

36、工程技术的重要应用。 答案：答案：D 2下下列转基因植物与所选用的目的基因对应错误的是列转基因植物与所选用的目的基因对应错误的是 ( ) A抗虫棉抗虫棉Bt毒蛋白基因毒蛋白基因 B抗病毒转基因烟草抗病毒转基因烟草几丁质酶基因几丁质酶基因 C抗盐碱和抗旱植物抗盐碱和抗旱植物调节细胞渗透压的基因调节细胞渗透压的基因 D耐寒的番茄耐寒的番茄抗冻基因抗冻基因 解析：解析：抗病毒转基因植物常使用病毒外壳蛋白基因和病毒的抗病毒转基因植物常使用病毒外壳蛋白基因和病毒的 复制酶基因作为目的基因；几丁质酶基因及抗毒素合成基因复制酶基因作为目的基因；几丁质酶基因及抗毒素合成基因 一般用作抗真菌转基因植物的目的基因

37、。一般用作抗真菌转基因植物的目的基因。 答案：答案：B 3下列有关动物基因工程的说法，错误的是下列有关动物基因工程的说法，错误的是 ( ) A将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速度将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速度 B将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，使获得的转基因牛将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，使获得的转基因牛 分泌的乳汁中乳糖的含量大大降低分泌的乳汁中乳糖的含量大大降低 C利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决很利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决很 多重要的药品的生产问题多重要的药品的生产问题 D用转基因动物作为器官移植的供体时，由于导入的是调用

38、转基因动物作为器官移植的供体时，由于导入的是调 节因子，而不是目的基因，因此无法抑制抗原的合成节因子，而不是目的基因，因此无法抑制抗原的合成 解析：解析：用转基因动物作为器官移植的供体时，可将某种调节因用转基因动物作为器官移植的供体时，可将某种调节因 子导入器官供体基因组，以抑制抗原决定基因的表达，或设法子导入器官供体基因组，以抑制抗原决定基因的表达，或设法 除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反 应的转基因克隆器官。应的转基因克隆器官。 答案：答案：D 4人类基因治疗报道，在美国佛罗里达大学基因治疗中心人类基因治疗报道，在

39、美国佛罗里达大学基因治疗中心 接受基因治疗的三名遗传性失明患者都重新获得了一定的视接受基因治疗的三名遗传性失明患者都重新获得了一定的视 力，并且没有严重的副作用。基因治疗是指力，并且没有严重的副作用。基因治疗是指 ( ) A把健康外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾把健康外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾 病的目的病的目的 B对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治 疗疾病的目的疗疾病的目的 C运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突 变，从而恢复正常变，从而恢复正常 D运

40、用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾 病的目的病的目的 解析：解析：基因治疗只是将正常的基因导入病人体内，使该基因的表达基因治疗只是将正常的基因导入病人体内，使该基因的表达 产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，而细胞中的缺陷基因并产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，而细胞中的缺陷基因并 未修复，和正常基因同时存在。基因治疗也不是切除病变基因或诱未修复，和正常基因同时存在。基因治疗也不是切除病变基因或诱 发其突变，因而发其突变，因而B、C、D的说法都不的说法都不符合基因治疗的概念。符合基因治疗的概念。 答案：答案：A 5(新课标全国卷

41、新课标全国卷)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个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：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，基因组文库含有生物的理论上，基因组文库含有生物的_基因；而基因；而cDNA文文 库中含有生物的库中含有生物的_基因。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，再从中组文库，再从中_出所需的耐旱

42、基因。出所需的耐旱基因。 (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 基因的基因的_，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植 株的株的_是否得到提高。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，子代中耐旱与不耐假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱

43、与不耐 旱植株的数量比为旱植株的数量比为31时，则可推测该耐旱基因整合到了时，则可推测该耐旱基因整合到了_ (填填“同源染色体的一条上同源染色体的一条上”或或“同源染色体的两条上同源染色体的两条上”)。 解析：解析：(1)基因组文库包含某种生物的所有基因，而基因组文库包含某种生物的所有基因，而cDNA文库包含文库包含 某种生物的部分基因。某种生物的部分基因。(2)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与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，首先应建立该植物某个基因有关，若要从植物甲中获得耐旱基因，首先应建立该植物 的基因组文库，然后再从中筛选出所需的耐旱基因。

44、的基因组文库，然后再从中筛选出所需的耐旱基因。(3)从植物甲从植物甲 中获得该耐旱基因后，通常采用农杆菌转化法，将该耐旱基因导入中获得该耐旱基因后，通常采用农杆菌转化法，将该耐旱基因导入 植物乙的体细胞中，经过植物组织培养得到再生植株。若要确认该植物乙的体细胞中，经过植物组织培养得到再生植株。若要确认该 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 的表达产物，如果检测结果为阳性，说明该耐旱基因已经翻译成相的表达产物，如果检测结果为阳性，说明该耐旱基因已经翻译成相 应的蛋白质。此后还需要进行个体生物学水应的蛋白质。此后还需

45、要进行个体生物学水平的检测，平的检测， 即在田间试验中检测植株的耐旱性是否得到提高。即在田间试验中检测植株的耐旱性是否得到提高。(4)用得到的二用得到的二 倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱和不耐旱植株的数量比为倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱和不耐旱植株的数量比为 31，符合基因的分离定律，可知得到的二倍体转基因耐旱植株为，符合基因的分离定律，可知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。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。 答案：答案：(1)全部全部 部分部分(其他合理答案也给分其他合理答案也给分) (2)筛选筛选(其他合理答案也给分其他合理答案也给分) (3)乙乙 表达产物表达产物(其他合理答案也给分其他合理答案也给分) 耐旱性耐旱性 (4)同源染色体的一条上同源染色体的一条上 课下综合检测见课时跟踪检测课下综合检测见课时跟踪检测(三三)