生物中图版学案：第三单元第二章第四、五节转基因生物和转基因食品人类基因组计划

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，业必贵于专精第四节转基因生物和转基因食品第五节人类基因组计划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。4．关注人类基因组计划及其意义。一、转基因生物和转基因食品1．重组DNA技术（1）按照人们的需要,将外源的DNA片段或人工合成的基因在生物体外与载体进行拼接，形成重组DNA分子后导入受体细胞中,使新的基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的物质或得到新的生物性状。（2）重组DNA技术的步骤①获取目的基因:常用的方法有利用限制性内切酶从目的基因所在的生物的体细胞中直接提取，或利用信使RNA逆转录等方法人工合成。②体外重组DNA分子：常用的载体有细菌的质粒或病毒DNA。③重组DNA分子导入受体细胞：将重组DNA分子通过显微注射等方法导入受体细胞。④筛选和鉴定:通过一定的手段筛选和鉴定出含有目的基因并且能够表达所需遗传性状或所需基因产物的受体细胞。(3）优点：实现了种间遗传物质的转移;获得具有新性状并稳定地遗传给后代的个体。2．转基因生物和转基因食品(1）转基因生物：由于目的基因的导入，引起原有遗传物质组成改变的生物。（2）转基因食品：用转基因生物生产或制造的食品、食品原料以及食品添加剂等。(3）转基因生物可能带来的风险主要表现在：①造成遗传多样性的降低。②产生超级病毒。③对地球化学循环产生重要影响.（4)对于转基因食品安全性的评价主要集中在环境安全性和食用安全性两个方面.二、人类基因组计划1．基因组和人类基因组（1）基因组是指一个单倍体细胞核中、一个细胞器（如线粒体、叶绿体）中或一个病毒中所包含的全部DNA（或RNA）分子的总称。基因组可分为核基因组、线粒体基因组、叶绿体基因组、病毒基因组等。通常所说的基因组是指核基因组.（2）人类基因组是指人的所有遗传信息的总和，包括核基因组和线粒体基因组。通常情况下，人类基因组一般是指核基因组,即22条常染色体、一条X染色体和一条Y染色体上所具有的全部DNA分子.思考：果蝇的体细胞中有8条染色体，它的一个基因组的组成是怎样的？提示：果蝇的基因组是由3条常染色体、一条X染色体和一条Y染色体上所具有的全部DNA分子组成的。2．人类基因组计划概述（1）1990年，国际人类基因组计划正式启动，美国、德国、日本、英国、法国、中国等国家正式加入这一计划，中国承担了1％的测序任务，即3号染色体上的3000万个碱基对，中国是参与此研究的唯一一个发展中国家。（2)人类基因组计划最初的目标是，通过国际合作，用15年的时间，测定人类基因组DNA的全部核苷酸序列，绘制成精细的DNA序列图，定位约10万个基因,并对其他生物进行类似研究。终极目标是:阐明人类基因组全部DNA序列，识别基因,建立储存这些信息的数据库,开发数据分析工具以及研究人类基因组计划实施所带来的伦理、法律和社会问题.(3）后基因组是在基因组的基础上，研究所有基因的表达、调控与功能，阐明执行生命活动的全部蛋白质的表达规律和生物功能。（4）意义。①对于人类疾病的预防、诊断及治疗方式都会有全新的改变。②极大地促进了生命科学领域一系列基础研究的发展。1．转基因技术中获取目的基因的方法方法过程直接分离法供体细胞中的DNAeq\o(→，\s\up7（限制酶）)DNA片段eq\o（→，\s\up7（运载体))受体细胞→DNA片段扩增eq\o（→，\s\up7(找出））目的基因细胞→目的基因人工合成逆转录法mRNAeq\o(→,\s\up7（逆转录)）单链DNAeq\o(→，\s\up7(合成））双链DNA直接合成从已知蛋白质的氨基酸序列，推测出目的基因的核苷酸序列，再通过化学方法直接合成目的基因2．基因重组与转基因技术的比较比较项目基因重组转基因技术不同点概念在生物体有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状重组方式同一物种的不同基因不同物种的不同基因繁殖方式有性生殖无性生殖变异大小小大意义是生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义使人类有可能按照自己的意愿直接、定向地改造生物的遗传性状，培育出新品种相同点都实现了不同基因间的重新组合，都能使生物产生变异3．基因、基因组和人类基因组基因是DNA(脱氧核糖核酸）分子上具有遗传效应的特定核苷酸序列的总称,是具有遗传效应的DNA分子片段.基因组是指生物体DNA分子所携带的全部遗传信息，它包括核基因组、线粒体基因组和叶绿体基因组等。而染色体是遗传物质(基因）的载体，基因在染色体上呈线性排列。通常情况下，基因组一般是指核基因组。人类核基因组大约有3万～3.5万个基因，约32亿个碱基对。人类体细胞的细胞核中含有46条染色体（23对同源染色体）.但人类属于XY型性别决定类型，而X、Y为异型的同源染色体，其上所含的遗传信息有所不同，所以人类基因组计划研究的是24条染色体，即22条常染色体和X、Y性染色体,而不是46条或23条。对人类基因组的研究,就是要发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置,破译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上全面地认识自我.4．核基因组与染色体组比较含义研究对象表示方法（以人为例）核基因组一个单倍体细胞核中所包含的全部DNA(或RNA）基因22(常)＋X、Y染色体组一组形态大小各不相同的染色体，或二倍体配子中的全部染色体染色体22(常）＋X或22（常)＋Y题型一基因工程原理的应用【例1】下表有关基因表达的选项中，不可能的是（）。基因表达的细胞表达产物A细菌抗虫蛋白基因抗虫棉叶肉细胞细菌抗虫蛋白B人酪氨酸酶基因正常人皮肤细胞人酪氨酸酶C动物胰岛素基因大肠杆菌工程菌细胞动物胰岛素D兔血红蛋白基因兔成熟红细胞兔血红蛋白解析：抗虫棉叶肉细胞中存在细菌抗虫蛋白基因，细菌抗虫蛋白基因能够表达产生细菌抗虫蛋白;正常人皮肤细胞中含有人酪氨酸酶基因,人酪氨酸酶基因能够表达产生人酪氨酸酶；大肠杆菌工程菌细胞存在动物胰岛素基因，动物胰岛素基因能够表达产生动物胰岛素；兔成熟红细胞中无细胞核，所以无兔血红蛋白基因,不能表达产生兔血红蛋白。答案：D反思领悟：不同种生物的基因通过转基因技术发生转移并且在另一物种中成功表达，说明不同物种共用一套密码子，共用一套转运RNA；说明各种生物之间有或远或近的亲缘关系.题型二抗虫棉的培育【例2】采用转基因技术的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是（）。①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白质的DNA序列，注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，用花粉管通道法使其进入受精卵A．①②B．②③C．③④D．①④解析:转基因技术操作分为目的基因的提取、目的基因与运载体结合、重组DNA导入受体细胞、筛选和鉴定共四个步骤。答案：C反思领悟：转基因技术的核心是重组DNA的构建,目的基因必须与运载体结合才能进入受体细胞中，进一步完成表达。1（2011·湖南湘潭二模）下列关于转基因生物与环境安全的叙述错误的是（）。A．重组的微生物在降解污染物的过程中可能产生二次污染B．种植抗虫棉可以减少农药的使用量，对环境没有任何负面影响C．如果转基因花粉中有毒蛋白或过敏蛋白，可能会通过食物链传递到人体内D．转基因生物所带来的环境安全问题在今后有可能得到解决答案:B2人类的染色体组和人类的基因组的研究对象各包括哪些染色体？（）①46条染色体②22条常染色体＋X染色体或22条常染色体＋Y染色体③22条常