选修三专题一1.3《基因工程的应用》导学案

·PAGE6·学校：渭南中学学科：生物编写人：胡金平审稿人：景小娟李晓娟郝萍樊谨英专题一1.3基因工程的应用课前预习学案一、预习目标1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。2.关注基因工程的进展。3.认同基因工程的应用促进生产力的提高二、预习内容选修3P17—P24阅读课本填表转基因生物与目的基因的关系转基因生物目的基因目的基因从何来抗虫棉Bt毒蛋白基因苏云金芽孢杆菌抗真菌立枯丝核菌的烟草几丁质酶基因和抗毒素合成基因抗盐碱和干旱作物调节细胞渗透压的基因耐寒的番茄鱼抗除草剂大豆抗除草剂基因增强甜味的水果降低乳糖的奶牛甜味基因肠乳糖酶基因生产胰岛素的工程菌人三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容

课内探究学案一、学习目标1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。2.关注基因工程的进展。3.认同基因工程的应用促进生产力的提高二、学习重难点1.重点：基因工程在农业和医疗等方面的应用2难点：基因治疗三、学习过程Ⅰ、植物基因工程的成果：植物基因工程技术主要用于提高农作物的能力，以及改良农作物的和利用植物生产等方面。（一）抗虫转基因植物1．杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、 抑制剂基因、 抑制剂基因、植物凝集素基因等。2．成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。(二)抗病转基因植物1．植物的病原微生物： 、真菌和细菌等。2．抗病基因种类(1)抗病毒基因：病毒 基因和病毒的复制酶基因。(2)抗真菌基因： 基因和抗毒素合成基因。(3)成果：烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。(三)抗逆转基因植物1．抗逆基因：调节细胞 基因使作物抗碱、抗旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。2．成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。(四)转基因改良植物品质1．优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。2．成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。Ⅱ、动物基因工程的成果(一)提高动物的生长速度1．生长基因：外源 基因。2．成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。(二)改善畜产品的品质1．优良基因：肠乳糖酶基因。2．成果：转基因牛 含量少。(三)转基因动物生产药物1．基因来源：药用 基因+ 蛋白基因+启动子。2．成果：乳腺生物反应器。接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一定时间后，加入碘液，工程菌周围出现透明圈，请解释该现象发生的原因。（3）如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小?（4）微生物在基因工程领域中有哪些重要作用?2、（8分）为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。（1）获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的处，DNA连接酶作用于处。（填“a”或“b”）（2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和法。（3）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的作探针进行分子杂交检测，又要用方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。3、以重组DNA技术为核心的基因工程正在改变着人类的生活。请回答下列问题。（1）获得目的基因的方法通常包括和。（2）切割和连接DNA分子所使用的酶分别是和。（3）运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒或，后者的形状成。（4）由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率，所以在转化后通常需要进行操作。（5）将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌，从两者中生产的胰岛素在功能和序列上是相同的。4、（8分）[生物-现代生物科技专题]继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是。（2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入中，原因是。（3）通常采用技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的细胞中特异表达。5、（14分）在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kan）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。侵侵染抗虫基因含kan质粒重组质粒土壤农杆菌含重组质粒土壤农杆菌A构建导入B培养选择转基因抗虫植株再生植株愈伤组织离体棉花叶片组织C诱导选择分化D检测请据图回答：（1）A过程需要的酶有_______________________________________________。（2）B过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是________________________________________________________________________________。（3）C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入________________。（4）如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用________________________________________________________________作为探针。（5）科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传规律。①将转基因植株与________________________杂交，其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为1：1。②若该转基因植株自交，则其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为________。③若将该转基因植株的花药在卡那霉素培养基上作离体培养，则获得的再生植株群体中抗卡那霉素型植株占____________%。6、（2007年江苏卷第42题B题）很久以前科学家在土壤中发现了某种细菌能制造对昆虫有毒的蛋白质，当时许多人就想把编码这一蛋白质的基因（抗虫基因）转移到农作物中，以降低昆虫对农作物造成的危害。20世纪90年代，美国科学家采用基因工程技术首次培育出抗虫玉米新品种。下图为这一转基因玉米的主要培育过程。（1）获得特定目的基因的途径除了从该细菌中直接分离抗虫基因外，还可以____________。将目的基因与运载体结合时必须用________酶和DNA连接酶。在基因工程中，常用的运载体有_______等，而作为运载体必须具备相应的条件，例如，应具有____________以便进行筛选。（2）由转基因玉米细胞经过__________形成愈伤组织，然后发育成胚状体和试管苗。若要制备转基因玉米的人工种子，可选择上述实验过程中的__________再包裹合适的__________等。解析：这是一道典型的基础题，主要对教材上基因工程的基本知识进行考查，涉及基本方法、基本工具、基本概念、基本原理、基本过程等，同时还联系了植物细胞工程中的植物组织培养的相关知识，熟记了教材中的内容，即可正确解答本题。7、（2008年江苏卷第32题）将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗，饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表。请根据以上图表回答下列问题。（1）在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中，使用的DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶，其最主要的特点是_____________。（2）PCR过程中退火（复性）温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。表1为根据模板设计的两对引物序列，图2为引物对与模板结合示意图。请判断哪一对引物可采用较高的退火温度？_______。（3）图1步骤③所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求?_________。（4）为将外源基因转入马铃薯，图1步骤⑥转基因所用的细菌B通常为__________。（5）对符合设计要求的重组质粒T进行酶切。假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图1中标示的酶切位点和表2所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。①采用EcoRⅠ和PstⅠ酶切，得到_________种DNA片断。②采用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切，得到________种DNA片断。当堂检测答案1.D2.D3.C4.A5.A6.C7.（1）某种病毒；腺苷脱氨酶基因；白细胞（2）腺苷脱氨酶（抗体）；转录；翻译（3）脱氧核苷酸排列顺序不同（遗传信息不同或碱基排列顺序不同）；编码区是间隔的，不连续的（4）基因治疗；把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞内从而达到治疗的目的课后练习与提高1、（1）限制酶（限制性内切酶）DNA连接酶导入酿酒酵母菌（或导入受体细胞）（2）DNA分子杂交抗原抗体杂交检测抗原抗体杂交检测或淀粉酶的活性该工程菌产生的的淀粉酶可分泌到培养基，水解淀粉后的区域，遇碘不再变成蓝色，产生透明圈（3）测定相同培养条件下不同工程菌菌株的淀粉酶活性或酒精产量（4）工具酶来自微生物目的基因的供体库目的基因的载体之一作为受体细胞提供用于发酵的工程菌2、（1）aa（2）基因枪法（花粉管通道法）（3）耐盐基因（目的基因）一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）3、（1）化学合成（人工合成）酶切获取（从染色体DNA分离/从生物细胞分离）（2）限制性核酸内切酶（限制酶）DNA连接酶（连接酶）（3）质粒小型环状（双链环状、环状）（4）低筛选（5）氨基酸4、（1）显微注射（2）受精卵（或早期胚胎）受精卵（或早期胚胎细胞）具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达（3）DNA分子杂交（核酸