荣昌中学高2016级导学案 生物选修3 · 专题1 基因工程 第3节 基因工程的应用
知识目标 举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果 程 能力目标 尝试设计某一转基因生物的研制过情感态度与价值观目标 认同基因工程的应用促进生产力的提高 预 习 案
【教材助读】
一、植物基因工程硕果累累
（1）植物基因工程主要用于提高农作物的 能力（如抗除草剂、 、 、抗干旱和抗盐碱等），以及改良农作物的 和利用植物 等。 （2）实例
①抗虫转基因植物：如 ，用于杀虫的基因主要是 、 、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。抗虫植物的个体生物学检测应如何进行操作？
②抗病转基因植物：如
。用于抗病的基因最多的
是 、 。抗真菌转基因植物可使用的基因有几丁质酶基因和 基因。抗病植物的个体生物学检测应如何进行操作？
③抗逆转基因植物
抗逆主要是指 等不利环境。目前正在利用一些可以调节 ，来提高农作物的抗盐碱和 的能力。如何检测？
④改良植物品质
二、动物基因工程前景广阔 （1）用于提高动物生长速度
选择 基因作为外源基因，使转基因动物生长更快。 （2）改善畜产品的品质
如：将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使转基因牛的乳汁中
含量大大降低，避免有些人食用牛奶后出现过敏、腹泻、恶心等问题。 （3）用转基因动物生产药物
①过程：将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的 重组在一起，通过 等方法，导入哺乳动物的 中，然后将受精卵送入母体内，生长发育为转基因动物。
②乳腺生物反应器或乳房生物反应器：通过分泌的乳汁来 。 ③药物种类： ，血清白蛋白，生长激素和 （4）用转基因动物作器官移植的供体
采用的方法:将器官供体导入 ，抑制抗原决定基因的表达，或设法除去 ，再结合 技术，培育出没有免疫排斥的转基因克隆器官。
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教师寄语：松驰的琴弦，永远奏不出时代的强音！
三、基因工程药物
（1）第一种基因工程药物： 。 （2）工程菌： 。 四、基因治疗
（1）概念：把 基因导入 体内，使该基因的 发挥功能，达到治疗疾病的目的。
（2）种类：体内基因治疗和 。 【探究案】
1.培养转基因植物与转基因动物有何区别？
2.培养转基因动物时为什么选择受精卵为受体细胞？如果选择动物的体细胞，应如何操作？[来源:学#科#网Z#X#X#K]
3.乳腺生物反应器有什么不足之处？
4.基因治疗与基因诊断的区别？基因治疗后，缺陷基因是否还存在？
【巩固案】 一、判断：
(1)我国的转基因抗虫棉转入的抗虫基因是Bt毒蛋白基因
(2)利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中
(3)由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用
(4)为培育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
(5)目前，植物基因工程技术主要应用于提高农作物的抗逆性、生产某些天然药物、改良农作物的品质、作器官移植的供体
(6)基因工程药物主要来源于转基因动物生产 二、简答题
1. 下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图回答：
(7)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目的
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荣昌中学高2016级导学案 生物选修3 · 专题1 基因工程
（1）能否利用人的皮肤细胞来完成①过程?______，为什么? ____________________________。 （2）过程②必需的酶是______________酶，过程③必需的酶是___________________酶。 （3）与人体细胞中的胰岛素基因相比，通过②过程获得的目的基因不含有_______和_______。 （4）若A中共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，则③④⑤过程连续进行4次，至少需要提供胸腺嘧啶____个。
（5）在利用AB获得C的过程中，必须用________________切割A和B，使它们产生_________，再加入___________，才可形成C。[来源:学科网ZXXK] （6）为使过程⑧更易进行，可用_____________处理
2.科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉，其过程大致如下图所示：
(1)细菌的基因之所以能在棉花细胞内表达，产生抗性，其原因是 。
(2)上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内使用的方法是 ，这种导入方法较经济、有效。目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上，这需要通过检测才能知道，检测采用的最好方法是 。 (3)上述基因工程中的核心步骤是 。
(4)利用基因工程技术培育抗虫棉，与诱变育种和杂交育种方法相比，具有 和 等突出的优点，但是目前基因工程仍不能取代杂交育种和诱变育种。与基因工程技术相比，杂交育种和诱变育种方法主要具有 的优点。
3. 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。 （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 细胞中特异表现。
（5）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠体细胞的 转入 细胞中构成重组细胞，使其发育成供体具有相同性状的个体。该技术称为 。
4. 盐害是导致全球水稻减产的重要原因之一，中国水稻研究所等单位的专家通过农杆菌法将CMO基因、BADH基因、mtld基因、gutD基因和SAMDC基因5个耐盐基因导入水稻，获得了一批耐盐转基因植株。请分析回答下列问题：
(1)水稻耐盐性状由________________个基因控制。
(2)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。(填“a”或“b”)。耐盐基因的载体是____________________。
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(3)由导入耐盐基因的水稻细胞培养成植株需要利用________技术。
(4)从个体水平上检测耐盐转基因水稻是否成功可采用什么方法？_______________________。 5、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。
请据图回答：
（1）A过程需要的酶有_______________________________________________。[来源:学科网] （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________。
7.图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。 请回答下列问题：
抗虫基因 含kan质粒
A 构建 重组质粒 导入 土壤农杆菌 B 含重组质粒土壤农杆菌 培养选择 侵 染 C 离体棉花叶片组织 诱导选择 转基因抗虫植株 D 检测 再生植株 分化 愈伤组织
(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由______________________连接。
(2)若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段，产生的末端是____________末端，其产物长度为____________。
(3)若图1中虚线方框内的碱基对被T－A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，产物中共有____________种不同长度的DNA片段。
(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是____________。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加____________的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是_____________________。
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