生物学案：第章第节基因工程的应用

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第二节基因工程的应用学习目标重难点1.能举例说明基因工程的应用.2．会分析转基因生物存在的安全性问题。3．能分析出生物武器的危害性.重点：1．能分析出基因工程在农业、医疗、环境保护方面的广泛应用。2．会分析生物武器的特点、局限性等方面的问题。难点:能解决基因工程应用中出现的问题。一、基因工程的应用1．现在已经培育出抗猪瘟病毒的__________和抗口蹄疫病毒的__________等；转__________基因鲑鱼明显大于野生鲑鱼；转________基因牛的乳汁不含可使一些人过敏的______；奶牛等泌乳动物的______是公认的生产药用蛋白的理想器官。将外源____________转入泌乳动物体内，______就成了大量生产药用蛋白的“反应器”.2。__________又称DNA诊断，它是采用__________的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体；__________是指利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法。例如,1990年，美国国立卫生研究院就用__________基因治愈了一位患有重度复合免疫缺陷症的女孩。3．利用基因工程技术导入__________培育出的、能够将新性状稳定地遗传给______的生物，就叫做转基因生物。运用基因工程改良动植物品种，最突出的优点是能打破常规育种难以突破的__________的界限.预习交流简述基因治疗的基本步骤。二、转基因生物的安全性问题1．对转基因生物及其产品，应科学地认识、________和________，应保障公众对所购食品是否来自转基因生物的________。为了避免转基因食品可能对人体产生的威胁，应在转基因食品上加上特殊标识，以尊重消费者的____________。2．在转基因植物的安全方面,除了要考虑转基因植物的__________问题外，还需考虑对__________的影响。如，转基因植物的扩散对____________有无影响;若大面积种植转基因植物，其残体分解物、根际分泌物等是否会对生态环境造成大规模的__________等.转基因动物也存在着一定的安全性问题，如转基因动物对__________和__________的影响等。3．由于转基因生物安全问题涉及人类社会的科学、______、社会经济和________等各方面，因此，国家应建立相应的评估及预警机制，更加理性地______转基因生物。预习交流下图表示我国科学家培育的具有自主知识产权的转基因鲤鱼。其肉质细嫩、味道鲜美、营养丰富,远远超过鲫鱼和鲤鱼，而且生长迅速。但是,科学家们却千方百计地将其由正常二倍体变为三倍体。请说明这样做的主要理由。三、生物武器的危害性1．许多细菌，如霍乱弧菌和__________;病毒如埃博拉病毒和__________等微生物均具有强大的感染力和致病力.当这些致病微生物被用作__________时，具有极大的危险性。例如,埃博拉病毒可在7d内使______的感染者死亡。2．利用转基因技术，在一些不致病的微生物体内插入__________，或在一些致病细菌或病毒中插入能对抗__________或______的基因，就会培育出新的致病微生物或新的抗药性增强的致病微生物.这些微生物可能被制造成容易储存、便于携带、毒性更强的__________。3．人类基因组计划的完成也为生物武器的______创造了新的条件。例如，不同种群基因组成的特性的阐明，就有可能被用于研制针对__________的生物武器.预习交流1974年河北某县农民在实施大型农田工程时,挖出一些当时侵华日军埋藏的盛有微生物的金属罐。当上级组织得到报告后，立即派有关人员对该地区进行了封锁戒严。其理由是什么呢？答案：一、1。转基因猪转基因兔生长激素乳糖酶乳糖乳腺蛋白基因乳腺2．基因诊断基因检测基因治疗腺苷脱氨酶3．外源基因后代物种之间预习交流：答案：基本步骤包括：目的基因的转移、目的基因的表达、安全措施的实施。二、1.评估利用知情权选择权利2．食用安全生态系统生物多样性负面效应人体健康生态系统3．健康道德伦理利用预习交流：答案：转基因鲤鱼虽然具有很多优点,但其遗传物质和一些性状发生了一定变化，不知其是否会对生态环境和生物多样性等造成负面影响,故应限制其繁殖能力，而将其由二倍体变为繁育能力很低的三倍体生物,就是有效方法之一。三、1.炭疽杆菌天花病毒生物武器90%2．致病基因普通疫苗药物生物武器3．研制特定种群预习交流：答案：这些盛有微生物的金属罐是日本当年研制的生物武器，罐中的微生物有强大的感染力和致病力。对发现地实行封锁戒严，是为了防止病原体扩散.在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点一、基因工程的主要应用举例总结基因工程在动物、植物医学实践中的应用。下图是获得抗虫棉的技术流程示意图。卡那霉素抗性基因(kanr）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.下列叙述正确的是（).A．构建重组质粒过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶B．愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株C．卡那霉素抗性基因（kanr）中有该过程所利用的限制性核酸内切酶的识别位点D．抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传二、生物武器及其特点概述生物武器的特点,以及生物武器的局限性.蜡状杆菌可以被改造成像炭疽杆菌一样的致病菌，通常用的方法是（）。A．转基因技术B．克隆技术 C．细胞杂交 D．分子杂交利用转基因技术制造的全新致病菌比一般生物武器危害性大，其原因是人类从未接触过这种致病菌，体内无相应的抗体和记忆细胞，而且无药可治.答案：问题导学活动与探究一:答案：（1）动物基因工程的应用。①提高抗病能力：提高动物对疾病的抗性,是动物品种改良的一个重要方面。现在已经培育出抗猪瘟病毒的转基因猪和抗口蹄疫病毒的转基因兔等。②提高产品产量：转生长激素基因动物的成功培育，为提高产品产量奠定了基础。如转基因鲑鱼明显大于野生鲑鱼。③改善产品品质：在某些方面转基因动物的产品品质明显改善。如有些人会对牛奶中乳糖过敏或消化不良，但在转基因牛乳腺细胞中有乳糖酶基因，生产的牛奶中无乳糖。④生产药用蛋白：乳腺是公认的生产药用蛋白的理想器官。将外源蛋白基因转入牛等泌乳动物的体内，乳腺就成了“反应器”，能大量生产药用蛋白。(2）植物基因工程的应用。①提高植物的光合作用效率:改造光合作用中起关键作用的CO2固定酶，能提高植物对CO2的固定效率，还能通过增强植物对光能的吸收与转化效率来提高光合作用效率，提高作物的产量.②延长果实的储藏期:乙烯是催熟果实的一种激素，在其形成过程中需要乙烯形成酶.通过基因工程可以获得能抑制乙烯形成酶基因表达的植物新品种，这些转基因植物的果实既保持了原有的品质，又延长了储藏期。③提高植物次生代谢产物的产率:通过基因工程可以提高植物次生代谢产物的产率。例如，将产碱杆菌的有关基因转入拟南芥，转基因拟南芥会产生大量的用于生产可降解塑料的物质，对消除白色污染有重大意义.④提高植物的抗性：将苏云金杆菌抗虫毒素蛋白基因转入植物，使转基因植物（如烟草）具有杀虫能力，害虫在取食含有杀虫蛋白的植物后会中毒死亡.（3）基因工程在医学实践中的应用.①基因诊断与基因治疗：基因诊断是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常（如遗传病患者的基因缺陷）或携带病原体（如乙肝病毒）等。基因治疗是指利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法，这是治疗遗传病的最有效的手段.②基因工程药物的生产：自20世纪80年代初，第一种基因工程药物-—重组人胰岛素投放市场以来，利用转基因工程菌生产的药物已有60多种。这些药物包括细胞因子、抗体、疫苗、激素等。例如我国自己生产的白细胞介素-2、干扰素、乙肝疫苗等.迁移与应用：A解析:基因工程是一种能定向改造生物遗传性状的一种育种方式。质粒与目的基因结合时需要用同一种限制性核酸内切酶切割，用DNA连接酶连接;愈伤组织由相同的细胞分裂形成，分化后产生相同基因型的植株；卡那霉素抗性基因作为标记基因不可能有限制性核酸内切酶的切割位点；抗虫棉有性生殖后代可能会发生性状分离，抗虫性状不一定能稳定遗传.活动与探究二：答案:特点:拥有生命力，能够在宿主体内繁殖，并随宿主移动散布到不同的地方。局限性：①生物武器主要指病源微生物，所以它们的生存、繁殖、死亡易受环境条件的影响；②受地形、风向等多种条件影响；③生物武器使用不易控制，使用不当可危害本方安全.迁移与应用：A解析：转基因技术可以定向地改造生物的性状，所以被一些别有用心的人利用来制造新型生物武器.用转基因技术可将炭疽杆菌的致病基因转入蜡状杆菌内，使蜡状杆菌被改造成致病菌。1．下列关于抗病毒转基因植物成功表达后的说法，正确的是（)。A．抗病毒转基因植物可以抵抗所有病毒B．抗病毒转基因植物对病毒的抗性具有局限性或特异性C．抗病毒转基因植物可以抵抗害虫D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异2．(2012·江苏，13）下列关于转基因生物安全性的叙述，错误的是（）.A．种植转基因作物应与传统农业种植区隔离B．转基因作物被动物食用后,目的基因会转入动物体细胞中C．种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性D．转基因植物的目的基因可能转入根际微生物3．基因治疗是指（）。A．利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法B．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C．运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞产生基因突变恢复正常D．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4．上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍。“转基因动物”是指（).A．提供基因的动物 B．基因组中增加外源基因的动物C．能产生白蛋白的动物 D．能表达基因信息的动物5．要从根本上治疗白化病须采用（）。A．基因治疗B．医学手术 C．射线照射D．一般药物答案：1．B解析:抗病毒转基因植物只可以抵抗某些病毒，并不是所有病毒，也不可以抗虫。抗病毒基因的存在可能会增大变异的可能性。2．B解析：为了防止在杂交过程中转基因农作物将某些基因传递到近缘物种，应将其与传统农业种植区隔离；动物食入转基因植物后，其消化系统能将植物基因分解成小分子物质，基因不能转入动物体细胞中；转基因生物的花粉可能将某些基因传递到一些亲缘关系较近的物种中，从而影响到野生植物的遗传多样性；某些微生物能侵入到转基因植物的根系而使基因扩散到这些根际微生物。3．A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发其