第2节基因工程及其应用

1、 第2节 基因工程及其应用一 教学目标：1.简述基因工程的基本原理。2.举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。3.关注转基因生物和转基因食品的安全性。二 教学重点和难点：1.教学重点（1）基因工程的基本原理。（2）基因工程的安全性问题。 2.教学难点（1）基因工程的基本原理。（2）转基因生物与转基因食品的安全性。三 自主学习：（一、)基因工程的原理1. 基因工程的概念：基因工程就是按照_，把一种生物的某种基因提取出来，并加以_，然后放到另一种生物的细胞里，_地改造生物的_。2. 基因工程最基本的工具：_、_、_。（1）基因的剪刀是指_。一种该物质能识别_种核苷酸序列，并在切点上切割DNA分

2、子。大肠杆菌中的一种叫EcoRI的限制酶，能够专一识别_的序列，并在G和A之间将这段序列切开。（2）基因的针线即_，可以缝合_和_交替连接而构成的DNA骨架上的缺口。（3）基因工程中，目前常用的运载体有_、_和_等。（4）质粒存在于许多细菌及酵母菌等生物中，其本质是细胞染色体外的，能够_的很小的_分子。3. 基因工程的操作步骤：基因工程操作的一般步骤为：_、目的基因与_结合、将目的基因导入_、目的基因的_和_。(二、)基因工程的应用1. 作物育种：利用基因工程的方法，获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育各种抗逆性作物新品种。如抗虫棉等。2. 药物研制：利用基因工程的方法，培育转基因生物，

3、利用转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品。如胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等。3. 环境保护：如利用转基因细菌降解有毒有害化合物，吸收环境重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等。(三、)转基因生物和转基因食品的安全性通过学习，要认识到科学技术是一把双刃剑，认识到生命中许多事实还有待于人类去探索，科学发展中仍有许多问题有争议。四 课堂检测：1在遗传工程技术中，限制性内切酶主要用于 （）A目的基因的提取和导入 B目的基因的导入和检测C目的基因与运载体结合和导入 D目的基因的提取和与运载体结合3DNA连接酶的主要功能是 （）ADNA复制时母链与子链之间形成的氢键B粘性末端碱基之间形成的氢键C将两条DN

4、A末端之间的缝隙连接起来D将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的键连接起来4下列关于运载体的叙述中，错误的是 （）A与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子B对某种限制酶而言，最好只有一个切点，但还要有其他多种限制酶的切点C目前最常用的有质粒、噬菌体和动植物病毒D具有某些标记基因，便于对其进行切割5采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是 将毒素蛋白注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导人细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房进入受精卵 （）A B

5、C D6质粒是基因工程最常用的运载体，下列有关质粒的说法错误的是 （）A质粒不仅存在于细菌中，某些病毒也具有B根瘤菌、圆褐固氮菌的固氮基因存在于质粒上C质粒为小型环状DNA分子，存在于核(区)外的细胞质基质中D质粒能够在宿主细胞中稳定保存，并在宿主细胞内复制7如欲利用细菌大量生产人胰岛素，则下列叙述不正确的是 （）A需有适当运载体将人胰岛素基因置入细菌B需有适当的酶对运载体与人胰岛素基因进行切割与黏合C重组后的运载体DNA，须在细菌体内转录、翻译成人胰岛素D生产人胰岛素的细胞工程技术也可生产疫苗8下列关于基因工程的叙述，正确的是 （）A基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因B细菌质粒是基因工程

6、常用的运载体C通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNAD为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体9下列关于基因治疗的说法正确的是 （）A基因治疗只能治疗一些遗传病B基因治疗的主要方法是让患者口服一些健康的外源基因。C基因治疗的主要原理是修复患者的基因缺陷D基因治疗在发达国家已成为一种常用的临床治疗手段10 下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是 （）11金茶花是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病，降低观赏价值。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种。请据图回答：图(1)将连接到上并

7、形成，常用到的酶有。(2)与上的某种抗药性基因在结构上的最大区别是 。(3)经检测，被侵染的茶花叶片细胞具备了抗病性，这说明已经。欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用的技术是，依据的理论基础是 。(4)通过转基因方法获得的抗病金茶花，将来产生的配子中是否一定含有抗病基因?。12中国青年科学家陈大炬成功地把人的抗病毒干扰素基因嫁接到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力，试分析回答：(1)烟草转基因产品的获得属于A基因工程 B细胞工程 C微生物工程 D酶工程(2)人的基因之所以能接到植物体上，原因是_ _。(3)烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生了_。(4)不同生物间的基因移植成功，说明

8、生物共有一套_，从进化的角度来看，这些生物具有_。(5)烟草DNA分子被嫁接上或切割掉某个基因，实际上并不影响遗传信息的表达功能。这说明_。(6)该工程应用于实践，将给农业、医药等诸多领域带来革命，目前已取得了许多成就。请你列举你所知道的或你所设想应用该工程的三个具体实例_ _。(7)有人认为，转基因产品也是一把双刃剑，如水能载舟亦能覆舟，甚至可能带来灾难性的后果，你是否支持这一观点？如果支持，请你列举出一个可能出现的灾难性后果的实例_。13日刊工业新闻2002年月日报道说，日本广岛大学自然科学研究所吉里教授日前利用转基因技术，成功地在蚕体内合成了人体胶原蛋白，引起人们的关注。吉里教授把人体胶

9、原基因注入蚕的受精卵，最后在蚕茧中抽出了含有蛋白质胶原的丝纤维。丝纤维中的胶原蛋白含量约为。吉里教授认为，通过化学物质和酵素处理丝纤维，完全可以提取胶原。但如果希望应用于工业生产，则必须将丝纤维中胶原含量提高到至。胶原蛋白是构成皮肤和软骨的蛋白质，在制药、化妆品等领域有广泛的应用。日本科研人员的成果，使得借助生物工厂大批量生产药用和化妆品用胶原蛋白成为可能，有望在化妆品、血液凝固剂等药品原料生产系统中得到广泛应用。请根据上述材料，回答下列问题：胶原基因的化学本质是 。胶原基因能在蚕细胞内表达，说明胶原基因已重组到蚕的 分子内。不同生物之间基因重组的成功说明了人和蚕遗传物质的结构基础是 。人工合

10、成胶原基因的方法主要有哪两条途径？吉里教授在蚕丝中寻找胶原蛋白的过程属于基因操作基本步骤中的A提取目的基因 B目的基因与运载体结合C将目的基因导入受体细胞 D目的基因的检测和表达上述基因重组技术是在 领域中的应用。在此领域中基因工程还可应用于哪个方面？答案1D2D3C4D 5C6A7D 8B 9C10C11(1)限制性内切酶和DNA连接酶 (2)的编码区是间隔的、 不连续的(3)表达 植物组织培养 植物细胞的全能性 (4)不一定12（1）A(2)人与植物的基因化学组成和结构是相同的(3)抗病毒干扰素(4)遗传密码 共同的原始祖先(5)基因是遗传物质结构和功能的基本单位(6)将抗病毒基因嫁接到水

11、稻中，形成抗病毒水稻新品种；将人的血型基因移入猪体内培育产生人血的猪；将干扰素基因移入细菌体内，培育出能产生干扰素的细菌。(7)用于改良作物的抗不良环境。基因引入杂草，就将难以控制。解析：转基因属于基因工程是近两年生物科学领域的热点，各种生物之间转基因之所以能够成功是他们的基因结构组成是相同的，通过转基因技术可给人类带来许多益处，但又会给人类带来想不到的后果。13 DNA DNA 结构相同，都是双螺旋结构 第一条途径：以目的基因转录成的信使RNA为模板逆转录出单链DNA，再复制出双链DNA。第二条途径：从已知的蛋白质的氨基酸序列，推出相应的信使RNA序列，再推出它结构基因的核苷酸序列。然后通过化学方法合成目的基因。 D 医药卫生 用于基因诊断和治疗（一）问题探讨提示：此节问题探讨以基因工程菌的实例，引导学生思考基因工程的原理。为启发学生思考，教师可引导学生回忆前面学过的遗传学知识，如不同生物的DNA在结构上的统一性、几乎所有的生物都共用一套遗传密码等。（二）练习基础题1.基因工程的操作通常包括以下4步：（1）获得目的基因（外源基因）；（2）目的基因与运载体结合，形成重组DNA分子；（3）将重组DNA分子导入受体细胞；（4）目的基因的检测与表达。2.3.常用的运载体有质粒、噬菌体、农杆菌、动植物病毒等。拓展题1.提示：这是因为在基