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提示:× 动物基因工程主要是为了改善畜产品的品质,而不是为了产 )
提示:× 基因工程的受体细胞包括细菌、 酵母菌、 动物(或动物细胞)、 植物(或植物细胞)。在受体细胞不断繁殖的过程中,大规模生产药用蛋白。
探究点一
探究点二
4.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。( ) 提示:√ 5.通过转基因方式获得的抗虫棉具有永久抗虫的能力。( ) 提示:× 抗虫棉的存在导致昆虫抗虫基因的基因频率发生改变,昆虫 抗性增加,使抗虫棉抗性降低。 6.用限制性核酸内切酶切割得到的人胰岛素基因,导入大肠杆菌细胞 后能得到有效的表达。( ) 提示:× 人胰岛素基因是真核细胞内的基因,其结构与原核细胞内的 基因不同,所需要的启动子原核生物中没有。另外,它的表达还需要特定的 细胞器:高尔基体、内质网等,而大肠杆菌中缺少这些细胞器。 7.应用 DNA 探针技术可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存 在及表达。( ) 提示:× DNA 探针技术不能检测基因是否表达。 要检测目的基因的表 达情况,应该检测是否产生了相应的蛋白质。
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二、动物基因工程展示出诱人的应用前景
动物基因工程在改善畜产品品质、提高动物生长速度、利用转基因动 物生产药物、 利用转基因动物作器官移植供体等方面,显示出诱人的应用前 景。 1.改善畜产品品质 科学家将编码乳糖酶的基因导入奶牛基因组后,获得的转基因牛生产 出来的牛奶中乳糖的含量大大降低。 2.提高动物生长速度 导入外源生长激素基因获得的转基因绵羊,其生长速度明显提高;导入 外源生长激素基因获得的转基因鲑鱼,在同样的生长周期中,体重明显大于 野生鲑鱼。
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五、生物武器的危害性
1.许多细菌如霍乱弧菌和炭疽杆菌、病毒如埃博拉病毒和天花病毒等 微生物具有强大的感染力和致病力,利用它们作为生物武器,具有极大的危 险性。 2.利用转基因技术,在一些不致病的微生物体内插入致病基因,或在一 些致病的细菌或病毒中插入能对抗普通疫苗或药物的基因,就会培育出新 的致病微生物或抗药性增强的致病微生物。 3.人类基因组计划的完成也为生物武器的研制创造了条件。 4.生物科学技术是把“双刃剑”,既可能造福人类,也可能造成灾难。 自主思考生物武器杀伤性有什么特点? 提示:生物武器有独特的杀伤性:致病力强,多数具有传染性;污染面广; 不易被发现;有一定的潜伏期。
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一、植物基因工程已经获得了迅猛发展
植物基因工程不仅用于提高农作物的抗除草剂、抗虫、抗病和抗盐碱 能力等方面,还用于改善农作物的品质和利用植物生产药物等方面。 1.抗病转基因植物 (1)许多病原微生物会引起植物患病,这些微生物包括病毒、细菌和真 菌。 (2)目的基因:病毒的复制酶基因、几丁质酶基因、抗毒素合成基因。 2.抗虫转基因植物 (1)转基因抗虫植物的研究已经获得相对丰硕的成果。 (2)目的基因:苏云金杆菌 Bt 毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶 抑制剂基因、植物凝集素基因。 3.抗逆转基因植物 (1)几乎所有的植物在它们的生活过程中都要遇到这样或那样的逆境, 包括冻害、盐碱、干旱、水涝等不利的环境条件。这些不利的环境条件都 会对农业生产产生不利影响。 (2)目的基因:抗冻蛋白基因、可以调节细胞渗透压的基因、抗除草剂 基因。
探究点一
探究点二
方 不 法 同 特 点 点 相同点
体外基因治疗 从患者体内获得某种细胞→体外完成基因 转移→筛选、细胞扩增→输入体内 操作复杂,效果可靠 都是将外源基因导入靶细胞,以纠正缺陷基因
体内基因治疗 直接向患者体内组织 细胞中转移基因 方法较简单,效果难 以控制
特别提醒不是所有的遗传病都能使用基因治疗的方
探究点一
探究点二
●名师精讲● 1.基因诊断 (1)方法:基因检测。 (2)原理:DNA 分子杂交(碱基互补配对原则)。 (3)目的: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(如乙型肝炎病毒)等。 2.基因治疗 (1)方法:利用正常基因置换或弥补缺陷基 因。 (2)过程。 (3)成果:将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患 者的淋巴细胞中,再将这种淋巴细胞转入患者 体内,从而提高患者的免疫力。 (4)途径:包括体外基因治疗和体内基因治 疗。
探究点一
探究点二
解析:图甲表示用限制性核酸内切酶将供体细胞的 DNA 切成许多片段, 然后将这些片段通过载体转入不同的受体细胞中,可从中找到目的基因。 图 乙表示用目的基因转录成的 mRNA 作为模板,反转录成互补的单链 DNA, 再合成双链 DNA,从而获得目的基因。 答案:(1)外源基因 基因缺陷 (2)载体(或基因的运输工具) 腺苷酸 脱氨酶基因 淋巴细胞 (3)腺苷酸脱氨酶 (4)供体细胞 反转录
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Байду номын сангаас
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1.下列哪项不是转基因技术成果?( A.乙肝疫苗 B.高产杂交水稻 C.转基因抗虫棉 D.超级小鼠
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解析:高产杂交水稻是袁隆平等科学家通过水稻杂交培育而成的,其原理是 基因重组,没有转入外源生物基因,不是转基因技术成果。 答案:B
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2.转基因技术在植物品种改良方面应用广泛,其中一项基因工程就是改造 CO2 固定酶。其目的是( ) A.提高光合作用效率 B.延长果实的储藏期 C.培育新作物品种 D.提高植物的抗性 解析:光合作用是植物利用光能将 CO2 和 H2O 合成可以贮存能量的有机物。 改造 CO2 固定酶,其目的是提高光合作用效率。 答案:A
第二节 关注基因工程
情境导入
目前,国际上获得的转基因植物已达 100 多种,包括水稻、 玉米等 粮食作物,棉花、大豆等经济作物,番茄、黄瓜等蔬菜。转基因也 在药物生产方面得到广泛应用,基因治疗有了长足的发展。
课程目标 1.举例 说出基因工 程的应用。 2.关注转基 因生物的安 全性问题。 3.举例说出 生物武器的 危害。
法诊治。目前,基因治疗的方式主要为导入正常基因并使之表达,以此弥补 基因缺陷。不能直接修复缺陷基因,也不能对基因直接替换。
探究点一
探究点二
【例题 1】科学家们对一位缺乏腺苷酸脱氨酶基因而患严重复合型免 疫缺陷症的美国女孩进行基因治疗,其方法是首先将患者的淋巴细胞取出 进行体外培养,然后用反转录病毒将正常腺苷酸脱氨酶基因转入人工培养 的淋巴细胞中,再将这些转基因淋巴细胞回输到患者体内,经过多次治疗,患 者的免疫功能趋于正常。 (1)基因治疗是把健康的 导入有 的细胞中,以达到治 疗疾病的目的。 (2)在基因治疗过程中,反转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作 工具中的 。此基因工程中的目 的基因是 ,目的基因的受 体细胞是 。 (3)将转基因淋巴细胞多次回输到患 者体内后,其免疫能力趋于正常,是由于 淋巴细胞中能合成 。 (4)下图甲所示的方法是从 的 DNA 中直接分离出基因,图乙所示的 方法是用 方法人工合成基因。
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判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。 1.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。( ) 提示:× 受体细胞最好用受精卵为受体,因为受精卵全能性高,但其他 体细胞也可作为受体细胞。 2.动物基因工程主要是为了产生体型巨大的个体。( 生体型巨大的个体。 3.药用蛋白主要由转基因动物生产。( )
探究点一
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【例题 2】经实验分析确定流感病毒 RNA 由 8 个基因组成,据此回答 问题。 (1)该流感病毒遗传物质的含氮碱基有哪几种?(分别写出名称和英文 缩写) (2)该病毒的基因控制合成的蛋白质最多有 种。 据中心法则分 析,该病毒遗传信息的传递过程与人体不同的步骤可能有 。 (3)20 世纪 30 年代,科学家们发现 1918 年大流感幸存者体内存在完全 可以阻断猪流感病毒毒力的抗体,而 1918 年后出生的人体内却没有这种抗 体。这表明 。 (4)如何对流感病毒进行改造制造生物武器?危害性与一般生物武器相 比怎样?原因是什么?
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三、基因工程和人类健康关系密切
基因工程和人类健康的关系十分密切,突出表现在基因工程药物、 基因 诊断和基因治疗等方面。
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四、转基因生物的安全性问题
1.对转基因生物及其产品的态度:科学地认识、 评估和利用,应保障公众 对所购食品是否来源于转基因生物拥有知情权。 2.对转基因植物应考虑的安全性问题:①食用安全问题;②对生态系统 的影响。 3.对转基因动物应考虑的安全性问题:①对人体健康的影响;②对生态 系统的影响。
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探究点二
基因工程与人类健康
●问题导引●
右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 “吉鲤” 。 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 的主要理由是什么。 提示: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一些负面影响,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,就是有效 方法之一。
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3.生产药物 目前世界范围内基因工程研究的热点之一是利用转基因动物生产药 物。 因为这些转基因动物就像一座座生产药物的反应器,所以也把这些转基 因动物称为新型生物反应器。培育这类转基因动物一般先要将药用蛋白基 因与乳腺蛋白基因的启动子等重组起来,导入哺乳动物的受精卵中,再让这 些受精卵在母体内生长发育成转基因动物。当这些转基因动物进入泌乳期 后,它们分泌的乳汁就成为生产所需药物的原料。 4.科学家也在开展用转基因动物作器官移植供体的研究
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探究点二
