选修3 《基因工程》第3节 基因工程的应用
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第3节基因工程的应用【课程标准】举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。
【素养目标】1.科学思维:基于基因工程在农牧、医药和食品等行业应用的实例,说明基因工程给社会带来的巨大进步。
2.社会责任:基于基因工程在各方面发展的前景,理性看待基因工程的安全性。
你听说过转基因鲤鱼吗?转基因鲤鱼的生长速率比非转基因鲤鱼提高了42%~115%,它在142天后平均体重达到648 g。
除生长速度快,转基因鲤鱼对饵料的利用率也非常高,这两个因素使得转基因鲤鱼的养殖经济效益比非转基因鲤鱼提高125%。
观看视频《快速生长的转基因黄河鲤鱼》。
思考:1.提高鲤鱼生长速度的目的基因是什么?2.你还知道哪些转基因生物?基因工程有哪些方面的应用?一、基因工程在农牧业方面的应用连一连:基于基因工程在改良动植物品种、提高作物和畜产品的产量等方面的应用,将下列转基因生物和选用的目的基因连线。
【警示】转基因抗虫植物与转基因抗病植物是不同的,转基因抗病植物可以抵抗病毒、真菌等,但不能抗虫。
二、基因工程在医药卫生领域的应用判一判:基于基因工程在医药卫生领域的成果和应用,判断正误。
①对微生物或动植物的细胞进行基因改造,使它们能够生产药物。
(√)②乳腺生物反应器是将药用蛋白基因导入动物的乳腺细胞中。
(×)提示:需将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子重组在一起后导入受精卵中。
③转基因动物需要进入泌乳期才能成为“乳腺生物反应器”。
(√)④用转基因动物做器官移植的供体时,只能通过抑制供体动物抗原决定基因的表达来解决免疫排斥的问题。
(×)提示:还可以设法除去抗原决定基因。
思考:作为乳腺生物反应器的动物,对性别有怎样的要求?提示:应为雌性动物。
三、基因工程在食品工业方面的应用1.基因工程菌:用基因工程的方法,使外源基因得到高效表达的菌类。
2.选一选:以下叙述属于基因工程在食品工业方面应用的是①③。
高中生物选修三基因工程知识点总结
高中生物选修三(基因工程)知识点总结如下:
1. 基因工程的基本步骤:
- 分离基因:从目标DNA序列中分离特定的基因。
- 转录:将分离得到的基因转录成RNA。
- 修饰:对转录后的基因进行修饰,使其更具表达效果。
- 克隆:用适当的载体将修饰过的基因导入目标细胞中。
- 表达:使目标细胞中导入的基因表达。
2. 基因工程的主要方法:
- 重组DNA技术:包括文库制备、扩增和筛选。
- 外源DNA片段导入技术:包括限制性内切酶消化、连接、转化、融合等。
- 自组织培养技术:包括离心、培养基选择、细胞培养等。
- 基因编辑技术:包括CRISPR/Cas9、CRISPR-Cas13a等。
3. 基因工程的应用:
- 细胞治疗:通过基因工程手段治疗一些遗传性疾病。
- 农业育种:通过基因工程技术改良作物品质和产量。
- 生物恐怖袭击防御:通过基因工程技术检测和防御生物恐怖袭击。
- 环境污染治理:通过基因工程技术处理污染物。
4. 基因工程的限制:
- 伦理和道德问题:基因工程技术可能会带来未知的伦理和道德
问题。
- 技术成本:基因工程技术相对其他技术更为复杂,成本较高。
- 技术安全:基因工程技术的安全性需要持续进行研究和维护。
5. 基因工程的安全性问题:
- 基因突变:基因工程过程中可能会引发基因突变,导致不良后果。
- 质量控制:基因工程技术的产品需要进行质量控制,以确保其质量和稳定性。
1.3基因工程的应用基础巩固1转基因动物是指( )A.提供基因的动物B.基因组成中转入了外源基因的动物C.能产生白蛋白的动物D.能表达基因遗传信息的动物2若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种,其在环境保护上的重要意义是( )A.减少氮肥使用量,降低生产成本B.减少氮肥生产量,节约能源C.避免因施用氮肥过多引起的环境污染D.改良土壤的群落结构、海华水”,化引起淡水“赤洋,污染环境。
利用现象”“潮基因工程技术培育能固氮的水稻新品种,可减少氮肥施用量,避免水体富营养化,保护环境。
3下列哪项不是植物基因工程技术的主要应用?( )A.提高农作物的抗逆性B.生产某些天然药物C.改良农作物的品质D.作器官移植的供体项为动物基因工程技术的重要应用。
4基因治疗是指( )A.把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的B.对有基因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发生基因突变后恢复正常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疗,其基本方法都是把相应的正常基因导入有基因缺陷的相关细胞中,从而使病人恢复正常。
5科学家运用转基因技术,将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因转到大白菜细胞中,培育出抗虫效果很好的优质大白菜,减少了农药的使用量,保护了环境。
下列说法正确的是( )A.抗虫基因中含有终止密码子B.抗虫基因能在大白菜细胞中正常表达C.转基因技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和载体D.限制酶识别的序列一定是GAATTC于终止密码子存在,子mRN不同的限制酶识别的序A,上。
载体不是酶。
限制酶有多种列大都不相同。
6以下关于抗病转基因植物成功表达抗病毒基因后的说法,正确的是( )A.可以抵抗所有病毒B.对病毒的抗性具有局限性或特异性C.可以抵抗害虫D.可以稳定遗传,不会变异,毒并不是所有病,也不可以抗虫。
抗病毒基因也会发生变异。
毒7下列不属于利用基因工程技术制取药物的是( )A.从大肠杆菌体内获取白细胞介素B.从酵母菌体内获得干扰素C.利用青霉菌获取青霉素D.从大肠杆菌体内获得胰岛素等如大肠杆菌、酵母菌(胞)中并使,该基因得到高效表达以产生药物,然后通过培养微生物来获得药物的一种技术。
第3节基因工程的应用课程内容标准核心素养对接1.举例说出基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用。
2.认同基因工程的应用价值。
3.关注基因工程的进展。
1.生命观念——举例说出植物基因工程、动物基因工程的成果及其给人类带来的影响。
2.社会责任——用基因工程培育优良品种或细胞产品,造福人类。
知识点1基因工程在农牧业方面的应用知识点2基因工程在医药卫生领域的应用技术方法①对微生物或动植物的细胞进行基因改造,使它们能够生产药物②利用乳腺生物反应器生产药物:将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起,通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中,培育出的转基因动物通过分泌乳汁生产所需要的药物③培育移植器官:在器官供体的基因组中导入某种调节因子,抑制抗原决定基因的表达,或设法除去抗原决定基因,然后再结合克隆技术,培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆器官实例重组人干扰素、促红细胞生成素、抗凝血酶、血清白蛋白等知识点3基因工程在食品工业方面的应用技术方法利用基因工程菌生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。
例如将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因组中,再通过工业发酵生产凝乳酶实例凝乳酶、淀粉酶、脂酶、天冬氨酸和苯丙氨酸(1)目的基因只能来源于微生物(×)(2)科学家利用转基因技术培育了抗玉米螟玉米,种植该玉米的农田就不需要进行防虫管理了(×)(3)转基因抗虫植物培育成功后可防治各种害虫(×)(4)通过基因工程生产干扰素与传统的生产方法相比较,患者的治疗费用大大提高了(×)(5)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(×)(6)由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用(×)教材P88图示拓展下面是基因工程技术在农牧业方面的应用成果,分析回答下列问题:(1)对于基因工程生产的抗虫棉是否取得最后的成功,最简单的检测方法是什么?提示让害虫去吃转基因棉花的植株,观察害虫的生存状况。
2019版生物选择性必修3 课后集训第3章基因工程第3节基因工程的应用题组一基因工程在农业方面的应用1.下列哪项不是植物基因工程技术的主要应用()A.提高农作物的抗逆性B.生产某些天然药物C.改良农作物的品质D.作器官移植的供体2.番茄营养丰富,是人们喜爱的蔬菜之一。
普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因,控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶,该酶能破坏细胞壁,使番茄软化,不耐储存。
科学家通过基因工程将一种抗多聚半乳糖醛酸酶的基因导入番茄细胞,获得了抗软化番茄。
下列关于培育抗软化番茄的叙述,错误的是()A.质粒可作为载体B.受体细胞是番茄细胞C.目的基因为多聚半乳糖醛酸酶基因D.目的基因的表达延缓了细胞的软化3.科学家在河南华溪蟹中找到了金属硫蛋白基因,并以质粒为载体,采用转基因方法培育出了硫吸收能力极强的转基因烟草。
下列有关该烟草培育的说法正确的是() A.金属硫蛋白基因需插入到质粒上,才能转移到受体细胞中B.需用特定的限制酶切割烟草的核酸C.同种限制酶既可以切割含目的基因的DNA片段,又可以切割质粒,因此不具有专一性D.转基因烟草与原烟草相比基因组成发生了变化,导致两者出现生殖隔离题组二基因工程在畜牧业方面的应用4.利用基因工程技术将生长激素基因导入绵羊体内,转基因绵羊生长速率比一般的绵羊提高30%,体型大50%。
在基因工程操作过程中,生长激素基因的受体细胞最好采用() A.乳腺细胞B.体细胞C.受精卵D.精细胞5.下列有关目的基因的操作能够改善产品品质的是()A.将草鱼的生长激素基因导入鲤鱼体内B.将肠乳糖酶的基因导入奶牛的基因组C.将人血清白蛋白的基因改造后在山羊的乳腺中表达D.将Bt抗虫蛋白基因整合到烟草或棉花的基因组并实现表达6.上海医学遗传研究所成功培育出一头携带人白蛋白基因的转基因牛。
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了30多倍。
以下相关叙述正确的是()A.转基因动物是指体细胞中出现了新基因的动物B.提高基因的表达水平是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因C.只能在转基因牛乳汁中获取人白蛋白,是因为人白蛋白基因只在牛乳腺细胞中是纯合的D.转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因,但不发生转录、翻译,故不能合成人白蛋白题组三基因工程在医药卫生和食品工业方面的应用7.利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素,下列相关叙述正确的是()A.人和大肠杆菌在合成胰岛素时,转录和翻译的场所都是相同的B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C.通过检测,大肠杆菌中没有胰岛素产生,则可判断重组质粒未导入受体菌D.选用大肠杆菌作为受体细胞主要原因是其繁殖快、易培养、产量高8.蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”,有着超强的抗张强度,可制成防弹背心、降落伞绳等。
3.3 基因工程的应用(同步检测)一、单选题1.大豆为严格的自花传粉、闭花授粉植物。
我国是世界主要的大豆进口国家之一,大豆的产量低是一个重要的瓶颈。
下列说法错误的是()A.我国丰富的大豆种质资源为大豆杂交育种提供了丰富的基因库B.通过培育大豆多倍体来育种是提高其产量的最合适途径C.大豆杂交育种与基因工程育种的原理都属于基因重组D.自然界中的大豆往往都是纯种,大豆间难以自然实现杂交2.我国的科研团队首次发现了高粱细胞中A T1基因编码的A T1蛋白可以调节作物的耐碱性表型,对于提高作物在盐碱地的存活率具有重要意义。
在盐碱地种植的作物会受胁迫产生过量的有害物质H2O2.图中的PIP2s为某种水通道蛋白,其磷酸化水平影响H2O2的跨膜运输,其机理如图所示。
下列叙述错误的是()A.盐碱环境可引起大多数作物胞内液渗透压上升,吸水能力增强B.PIP2s失活的植物细胞在高渗溶液中仍可以发生质壁分离C.敲除AT1基因将导致PIP2s蛋白磷酸化被抑制,促进H2O2外排D.可以将耐碱基因的成果应用到大豆、油菜等更多的作物提高其抗逆性3.作物育种可以说是农业的“芯片工程”,下列关于育种的叙述,错误的是()A.单倍体育种和多倍体育种分别是为了获得单倍体和多倍体新物种B.用化学阻断剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体(n),然后培育形成的最可能是三倍体C.转基因育种和杂交育种的主要原理都是基因重组D.植物体细胞杂交和秋水仙素处理都能实现植物不育向可育的转变4.科学家将蜘蛛的蛛丝蛋白基因导入山羊体内,得到转基因山羊,使羊奶中含有一种独特的蛛丝蛋白,生产原理见下图。
下列叙述错误的是()A.图中的核供体细胞来自雌羊B.导入了蛛丝蛋白基因的核供体细胞不需要进行传代培养C.形成重组细胞时来自核供体细胞的调节蛋白全部被卵细胞质中的蛋白因子替换D.为获得更多转基因山羊,可对早期胚胎进行胚胎分割5.科学家运用基因工程技术,将人凝血因子基因导入山羊的DNA中,培育出羊乳腺生物反应器,使羊乳汁中含有人凝血因子。
第3章基因工程:第3节基因工程的应用一、理清主干知识一、基因工程在农牧业方面的应用二、基因工程在医药卫生领域的应用三、基因工程在食品工业方面的应用利用基因工程菌还能生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。
1.凝乳酶(1)目的基因:编码牛凝乳酶的基因。
(2)受体细胞:大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌。
(3)应用:生产奶酪。
2.加工转化糖浆需要的淀粉酶,加工烘烤食品用到的脂酶等也都可以通过基因工程技术生产。
二、诊断自学效果1.判断下列叙述的正误(1)转基因抗虫植物培育成功后可防治各种害虫(×)(2)将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产生人干扰素的菌株(√)(3)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(×)(4)由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用(×)2.下列不属于利用基因工程技术制取的药物是()A.从大肠杆菌体内获得白细胞介素B.从酵母菌体内获得干扰素C.从大肠杆菌体内获得胰岛素D.从青霉菌体内获得青霉素解析:选D利用基因工程技术可制取药物,如将外源白细胞介素基因导入大肠杆菌中并表达制取白细胞介素,使外源干扰素基因在酵母菌体内表达获得干扰素,使外源胰岛素基因在大肠杆菌体内表达获得胰岛素。
青霉素是由青霉菌自身基因表达产生的,因此在青霉菌体内提取的青霉素不属于基因工程药品。
3.我国已能自行生产乙肝疫苗等基因工程药物,乙肝疫苗的生产方法是()A.在受体细胞内大量增殖乙肝病毒B.在液体培养基中大量增殖乙肝病毒C.将乙肝病毒的全部基因导入受体细胞并表达D.将乙肝病毒的表面抗原基因导入受体细胞并表达解析:选D疫苗具有抗原性,乙肝病毒的抗原性由蛋白质外壳决定,所以生产乙肝疫苗利用的是乙肝病毒的蛋白质外壳。
生产乙肝疫苗的方法是获取乙肝病毒表面抗原基因,将其导入受体细胞,使受体细胞表达乙肝病毒的蛋白质外壳。
第3节基因工程的应用【本节重难点】重点:1.基因工程在农业和医疗等方面的应用难点:1.基因治疗【知识精讲】教材梳理知识点一植物基因工程的应用植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等)以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
1.提高抗逆性(1)常用抗虫基因:用于抗虫(杀虫)的基因主要是Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。
(2)常用抗病基因:a.抗病毒基因有:病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因;b.抗真菌基因有:几丁质酶基因和抗毒素合成基因(3)其他抗逆基因:环境条件对农作物的生产会造成很大影响,并且这些影响是多方面的,因此,抗逆性基因也有多种多样,如:抗盐碱和干旱的调节细胞渗透压基因、抗冻基因、抗除草剂基因等等。
2.改良植物品质由于人们的食品含有的营养不平衡,不能满足人们对食品的要求,这样,可以通过转基因技术,使植物能够合成某些本来不能合成的物质。
如科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中,或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性,以提高氨基酸的含量。
3.生产药物基因工程不但促进了传统技术的变革,也为人类提供了传统产业难以得到的许多昂贵药品,并已形成基因工程制药业的雏形。
目前诸如人胰岛素、人生长激素、人脑激素、α-干扰素、乙肝疫苗、蛋白C、组织血纤维蛋白溶酶原激活剂等数十种基因工程药物已实现商品化。
此外,还有促红细胞生成素、白细胞介素-2、肾素、心钠素等一大批珍贵药品正处于试用或临床试验阶段。
知识点二动物基因工程的应用1.用于提高动物生长速度:由于外援生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快,将这类基因导入动物体内,以提高动物的生长速率。
如:转基因绵羊和转基因鲤鱼。
2.用于改善畜产品的品质:基因工程可用于改善畜产品的品质。
如:有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状,科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,这样所获得的牛奶其成分不受影响,但乳糖的含量大大减低。
3.用转基因动物做器官移植的供体:目前,人体移植器官短缺是一个世界性的难题,用其它动物的器官替代,又会出现免疫排斥现象,现在,科学家正试图利用基因工程方法对一些动物的器官进行改造,培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官。
知识点三基因治疗1.概念: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,这是治疗遗传病的最有效的手段。
2.方法:体外基因治疗和体内基因治疗体外基因治疗:先从病人体内获得某种相关细胞,进行培养,然后在体外完成基因转移,再筛选成功转移的细胞扩增培养,最后重新输入患者体内,这种方法叫做体外基因治疗。
体内基因治疗:直接向人体组织细胞中转移基因的治疗方法叫做体内基因治疗。
说明:对于遗传病的治疗最根本的方法是进行基因替换或修复。
基因治疗的最佳时期理论上是受精卵时期,这样可以使个体的每个细胞都含有正常基因,但在现实生活中是不可能的,因为不可能人人在受精卵时期进行基因检查。
其次是对患者进行相关细胞的基因替换,如:对于遗传性糖尿病患者,只对胰腺的B细胞进行基因替换,该个体就能正常分泌胰岛素,糖尿病得以治疗;但这种局部细胞的基因替换,并没有改变其它部位细胞的基因,如精原细胞,其后代很大可能还会患遗传性糖尿病。
教材拓展拓展点一该节内容是对第2节知识的综合运用,是近几年及今后几年高考的主考点。
在学习这部分知识时,要注意以下几点:1.熟练、灵活掌握第2节的基础知识,形成系统的、完善的知识体系2.目的基因来自其他生物,目的基因和受体细胞的基因构成基因重组,这是基因工程的原理。
3.常考知识为基因操作的基本步骤4.相关知识为DNA的结构和复制、基因控制蛋白质的合成及对性状的控制、基因突变、酶的性质和作用、其他生物工程等5.解决的方法是学好相关知识,达到灵活运用程度,进行知识迁移。
拓展点三利用微生物生产药物的优越性所谓利用微生物生产蛋白质类药物,是指将人们需要的某种蛋白质的编码基因,构建成表达载体后导入微生物,然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药物。
与传统的制药相比有以下优越性:1.利用活细胞作为表达系统,表达效率高,无需大型装置和大面积厂房就可以生产出大量药品。
2.可以解决传统制药中原料来源的不足。
例如,胰岛素是治疗糖尿病患者的药物,一名糖尿病患者每年需用的胰岛素需要从40头牛或50头猪的胰脏中才能提取到。
1978年科学家用2 000 L大肠杆菌发酵液得到100 g胰岛素,相当于从1 000 kg猪胰脏中提取的量。
又如,生长素是治疗侏儒症患者的药物,治疗一名侏儒症患者每年需要从80具尸体的脑下垂体中提取生长素。
利用基因工程菌发酵生产就不需要从动物或人体上获取原料。
3.降低生产成本,减少生产人员和管理人员。
【典题分类精析】考点一、植物基因工程的应用例1.下列说法正确的是A.用基因工程方法培育抗虫植物也能抗病毒B.基因工程在畜牧业上应用的目的是培育体型巨大、品质优良的动物C.任何一种假单孢杆菌都能分解四种石油成分,因此,假单孢杆菌是“超级细菌”D.基因工程在农业生产上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物分析:本题考查基因工程的应用。
用基因工程方法培育的抗虫植物(如抗虫棉)不能抗病毒;科学家培养超级动物的更重要的目的是利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达,获得人类所需要的各类物质(如激素、酶、抗体等);每一种假单孢杆菌只能分解石油中的某一种成分,科学家利用生物工程的方法,把能分解三个烃类的基因转移到能分解另一种烃类的假单孢杆菌内,创造出了能同时分解四种烃类的超级细菌。
答案:D点评:抗虫和抗病毒不是一回事,抗虫棉转入的基因能够合成毒蛋白,害虫吃了这种毒蛋白后,能抑制害虫正常的新陈代谢,而对病毒不起作用,所以,抗虫棉抗虫而不抗病毒。
(参见知识点1)例2.金茶花是中国特有的观赏品种,但易得枯萎病,降低观赏价值。
科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因,用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种。
请据图回答:(1)获得②一般用的方法,①和②结合能形成③,最重要的是①和②经处理后具有。
(2)在⑤→⑥过程中,获得抗病基因的金茶花细胞将经历和过程后才能形成⑦。
(3)抗枯萎病金茶花的培育成功说明一种生物的基因表达系统能够识别来自另一种生物的DNA的___________。
(4)欲快速培育大量该抗病新品种,应该采用的技术是____________________。
通过转基因方法获得的抗病金茶花,将来产生的配子中是否一定含有抗病基因?。
分析:要获得具有抗病基因的重组载体,首先用限制性内切酶切出抗病基因(目的基因),并用同一种限制性内切酶在质粒这一环状DNA上切口,再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起,形成重组载体。
将重组载体导入茶花细胞中,由这一细胞发育成的植株就产生了抗病性,说明抗病基因已得到了表达。
如果重组载体存在于茶花细胞的细胞质中,则抗病基因在茶花的有性生殖中符合细胞质遗传,即产生的雌配子中含有抗病基因,而雄配子中一般不含有抗病基因。
如果重组载体整合到了茶花细胞和中的DNA分子上,则抗病基因在茶花的有性生殖中基因发生重组,产生的配子中也不一定含有抗病基因。
因此,保持后代都具有抗病性状的最好方法是无性繁殖,如植物组织培养(克隆)。
答案:(1)人工合成基因相同的黏性末端(2)脱分化再分化(3)脱氧核苷酸序列(遗传信息或碱基序列)(4)植物组织培养不一定点评:绝大多数目的基因导入受体细胞中后,跟染色体DNA结合,属于核遗传。
考点二、动物基因工程的应用例3.原有基因通过DNA重组技术得以改造的动物称为转基因动物。
现在这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质,人类控制蛋白质合成的基因可以替代羊染色体上的相似基因,右图表示了这一技术的基本过程。
请回答:(1)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊染色体内,原因是。
(2)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是。
将人体蛋白质基因“插入”羊体细胞染色体中的酶是。
(3)将人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达,使羊产生新的性状。
这种变异属于。
(4)举出两例说明转基因技术的应用:①;②。
(5)假设人体蛋白质基因含有12000个碱基对,则该基因控制合成的蛋白质共有个氨基酸。
分析:本题考查识图能力、理解能力、分析问题能力和表达水平。
主要考查知识点是:蛋白质的结构、基因对性状的控制、转基因技术、蛋白质的简单计算、应用等知识点。
(1)人体蛋白质基因要能够“插入”到羊染色体内,必须要求人的DNA分子和羊染色体的DNA分子具有相同的空间结构和化学组成。
(2)基因的“剪刀”是限制性内切酶,基因的“针线”是DNA连接酶。
(3)通过将人的基因重新组合到羊的DNA分子中,从而使羊产生新的性状,所以这种变异属于基因重组。
(4)实际的例子还有:培育抗虫棉、培育“向日葵豆”植株、基因治疗、在动物的乳腺细胞中培育人类需要的激素、抗体、酶等。
(5)按照基因中每3对碱基决定1个氨基酸即可计算得出。
答案:(1)①人和羊DNA分子的空间结构、化学组成相同;②有互补的碱基序列(答出其中一点即可)(2)限制性内切酶;DNA连接酶(3)基因重组(4)①培育转基因超级动物;②提供器官移植的来源(其他合理答案亦给分)(5)4000点评:目的基因导入受体细胞后,绝大多数跟染色体DNA结合。
——知识点2考点三、基因治疗例4.如果通过转基因技术,成功改造了某血友病女性的造血干细胞,使其凝血功能全部恢复正常。
当她与正常男性结婚,婚后所生子女的表现型为A.儿子、女儿全部正常B.儿子、女儿中各一半正常C.儿子全部有病,女儿全部正常D.儿子全部正常,女儿全部有病分析:通过转基因技术改造人的造血干细胞,就是将健康人的正常基因导入患者体内,合成凝血因子,恢复正常的凝血功能。
答案:C点评:血友病为X染色体上的隐性遗传病,本题中完成转基因的细胞只有造血干细胞,而正常的体细胞和精原细胞没有进行转基因,女性患者所产生的卵细胞仍然含有血友病基因,所以,所生男孩都患病。
这是做错本题的主要原因。
例5. 18.1990年对一位缺乏腺苷脱氨酶基因,而患先天性体液兔疫缺陷病的美国女孩进行基因治疗,其方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养,然后用逆转录病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中,再将这些转基因白细胞回输到患者的体内,经过多次治疗,患者的免疫功能趋于正常。
(1)为使体外培养细胞的工作成功,必须考虑的培养条件是,培养液须含有。
(2)在基因治疗过程中,逆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)将转基因白细胞多次回输到患者体内后,兔疫能力趋于正常是由于产生了,产生这种物质的两个基本步骤是、。