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2019-2020年高中生物《基因工程的應用》教案3 新人教版選修3 [教學目標] 1、列舉基因工程在植物、動物、微生物方面的具體應用及取得的豐碩成果。 2、關注基因工程的進展。3、認同基因工程的應用促進生產力的提高。 [教學重點和難點] 1、教學重點 基因工程在農業(yè)和醫(yī)療等方面的應用； 2、教學難點 基因治療。 [教學過程] 一、植物基因工程的成果： 植物基因工程技術主要用于提高農作物的 能力，以及改良農作物的 和利用植物生產 等方面。 （一）抗蟲轉基因植物 1．殺蟲基因種類：Bt毒蛋白基因、 抑制劑基因、 抑制劑基因、植物凝集素基因等。 2．成果：抗蟲植物：棉、玉米、馬鈴薯、番茄等。 (二)抗病轉基因植物 1．植物的病原微生物： 、真菌和細菌等。 2．抗病基因種類 (1)抗病毒基因：病毒 基因和病毒的復制酶基因。 (2)抗真菌基因： 基因和抗毒素合成基因。 (3)成果：煙草花葉病毒的轉基因煙草和抗病毒的轉基因小麥、甜椒、番茄等。 (三)抗逆轉基因植物 1．抗逆基因：調節(jié)細胞 基因使作物抗堿、抗旱；魚的抗凍蛋白基因使作物耐寒；抗除草劑基因，使作物抗除草劑。 2．成果：煙草、大豆、番茄、玉米等。 (四)轉基因改良植物品質 1．優(yōu)良基因：必需氨基酸的蛋白質編碼基因、控制番茄果實成熟的基因和植物花青素代謝有關的基因。 2．成果：轉基因玉米、轉基因延熟番茄和轉基因矮牽牛。 例1、科學家已能運用基因工程技術，讓羊合成并由乳腺分泌抗體，相關敘述中正確的是( ) ①該技術將導致定向變異 ②DNA連接酶把目的基因與運載體黏性末端的堿基對連接起來 ③蛋白質中的氨基酸序列可為合成目的基因提供資料 ④受精卵是理想的受體 A．①②③④ B．①③④ C．②③④ D．①②④ 二、動物基因工程的成果 (一)提高動物的生長速度 1．生長基因：外源 基因。 2．成果：轉基因綿羊、轉基因鯉魚。 (二)改善畜產品的品質 1．優(yōu)良基因：腸乳糖酶基因。 2．成果：轉基因牛 含量少。 (三)轉基因動物生產藥物 1．基因來源：藥用 基因+ 蛋白基因+啟動子。 2．成果：乳腺生物反應器。 (四)轉基因動物作器官移植的供體 1．器官供體：抑制或除去抗原決定基因。 2．成果：利用克隆技術培育沒有免疫排斥反應的豬器官。 （五）基因工程藥物 1．來源：轉基因 。 2．成果：人胰島素、細胞因子、抗體、疫苗、激素等。 例2、抗病毒轉基因植物成功表達后，以下說法正確的是( ) A．抗病毒轉基因植物，可以抵抗所有病毒 B．抗病毒轉基因植物，對病毒的抗性具有局限性或特異性 C．抗病毒轉基因植物可以抗害蟲 D．抗病毒轉基因植物可以穩(wěn)定遺傳，不會變異 三、基因治療 1．概念：把 導入病人體內，使該基因的表達產物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的。 2．成果：將腺苷脫氫酶基因導入患者的淋巴細胞。 例3、基因治療是指( ) A．把健康外源基因導入有基因缺陷的細胞中，達到治療疾病的目的 B．對有缺陷的細胞進行修復，從而使其恢復正常，達到治療疾病的目的 C．運用人工誘變方法，使有基因缺陷的細胞發(fā)生基因突變，從而恢復正常 D．運用基因工程技術，把有缺陷的基因切除，達到治療疾病的目的 課堂鞏固： 一、選擇題： 1、切取某動物合成生長激素的基因，用某種方法將此基因轉移到鲇魚的受精卵中，從而鲇魚比同類個體大3～4倍，此項研究遵循的原理是( ) A．基因突變，DNA→RNA→蛋白質 B．基因工程，DNA→tRNA→蛋白質 C．細胞工程，DNA→RNA→蛋白質 D．基因重組，DNA→RNA→蛋白質 2、上海醫(yī)學遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶人白蛋白基因的轉基因牛。他們還研究出一種可大大提高基因表達水平的新方法，使轉基因動物乳汁中的白蛋白提高了30多倍，這標志著我國轉基因研究向產業(yè)化的目標邁進了一步。那么“轉基因動物”是指( ) A．提供基因的動物 B．基因組成中轉人了外源基因的動物 C．能產生白蛋白的動物 D．能表達基因遺傳信息的動物 3．下列各項不屬于基因工程在實際中的應用的是( ) A．轉基因抗蟲棉的培育成功 B．利用DNA探針檢測飲用水中有無病毒 C．培育工程菌使之能產生胰島素 D．將C4植物細胞內的葉綠體移入C3植物細胞內 4．有關基因工程的成果及應用的說法正確的是( ) A．用基因工程方法培育的抗蟲植物也能抗病毒 B．基因工程在畜牧業(yè)上應用的主要目的是培養(yǎng)體型巨大、品質優(yōu)良的動物 C．基因工程在農業(yè)上的應用主要是培育高產、穩(wěn)產、品質優(yōu)良和具有抗逆性的農作物 D．目前，在發(fā)達國家，基因治療已用于臨床實踐 5、運用現代生物技術的育種方法，將抗菜青蟲的Bt基因轉移到優(yōu)質油菜中，培育出轉基因抗蟲的油菜品種，這一品種在生長過程中能產生特異的殺蟲蛋白，對菜青蟲有顯著抗性，能大大減輕菜青蟲對油菜的危害，提高油菜產量，減少農藥使用，保護農業(yè)生態(tài)環(huán)境。根據以上信息，下列敘述正確的是（ ） A、Bt基因的化學成分是蛋白質 B、Bt基因中有菜青蟲的遺傳物質 C、轉基因抗蟲油菜能產生殺蟲蛋白是由于具有Bt基因 D、轉基因抗蟲油菜產生的殺蟲蛋白是無機物 6、下列不屬于基因工程方法生產的藥品是（ ） A.干擾素 B.白細胞介素—2 C.青霉素 D.乙肝疫苗 7．基因工程培育的“工程菌”通過發(fā)酵工程生產的產品，不包括( ) A．白細胞介素一2 B．干擾素 C．聚乙二醇 D．重組乙肝疫苗 8、利用基因工程技術將生長激素基因導入綿羊體內，轉基因綿羊生長速率比一般的綿羊提高30％，體型大50％，在基因操作過程中生長激素基因的受體細胞最好采用( ) A．乳腺細胞 B．體細胞 C．受精卵 D．精巢 9、基因治療是指（ ） A.用DNA探針修復缺陷基因 B.用DNA探針檢測疾病 C.將健康基因導入有基因缺陷的細胞中 D.將健康基因導入受體細胞 10、要徹底治療白化病必須采用（ ） A．基因治療 B．醫(yī)學手術 C．射線照射 D．一般藥物 11、基因治療是人類疾病治療的一種嶄新手段，下列有關敘述中不正確的是（ ） A、基因治療可使人類遺傳病得到根治 B、基因治療是一種利用基因工程產品治療人類疾病的方法 C、以正?；蛱鎿Q致病基因屬于基因治療的一種方法 D、基因治療的靶細胞可以是體細胞和生殖細胞 12、干擾素是治療癌癥的重要藥物，它必須從血液中提取，每升人血中只能提取0.5g，所以價格昂貴。美國加利福尼亞的某生物制品公司用如下方法生產干擾素。如下圖所示： 從上述方式中可以看出該公司生產干擾素運用的方法是( ) A．個體間的雜交 B．基因工程 C．細胞融合 D．器官移植 13．下列有關基因工程技術的應用中，對人類不利的是( ) A．制造“工程菌”用于藥品生產 B．創(chuàng)造“超級菌”分解石油、DDT C．重組DNA誘發(fā)受體細胞基因突變 D．導人外源基因替換缺陷基因 14．“工程菌”是指( ) A．用物理或化學方法誘發(fā)菌類自身某些基因得到高效表達的菌類細胞株系 B．用遺傳工程的方法把相同種類不同株系的菌類通過雜交得到新細胞株系 C．用基因工程的方法使外源基因得到高效表達的菌類的細胞株系 D．從自然界中選取的能迅速增殖的菌類 15．生產上培育無子番茄、青霉素高產菌株、雜交培育矮稈抗銹病小麥、抗蟲棉的培育原理依次是( ) ①生長素促進果實發(fā)育 ②染色體變異 ③基因重組④基因突變⑤基因工程 A．①②③④ B．①④③② C．①④②⑤ D．①④③③ （多選）16、用現代生物技術培育生物新品種，其優(yōu)越性在于( ) A．克隆技術可以快速繁育優(yōu)良性狀的家畜 B．現代轉基因技術可迅速改變生物的基因組成 C．現代生物技術迅速使新品種形成群落 D．現代生物技術可克服遠緣雜交不親和的障礙 （二）填空題： 17、請閱讀下列幾段文字后回答： A．有人把蠶的DNA分離出來，用一種酶“剪切”下制造絲蛋白的基因，再從細菌細胞中提取一種叫“質粒”的DNA分子，把它和絲蛋白基因拼接在一起再送回細菌細胞中，結果，此細菌就有生產蠶絲的本領。 B．法國科學家發(fā)現，玉米、煙草等植物含有類似人體血紅蛋白的基因，如加入“Fe”原子，就可以制造出人的血紅蛋白，從而由植物提供醫(yī)療中所需要的人體血液。 C．1991年，我國復旦大學遺傳所科學家成功的進行了世界上首例用基因療法治療血友病的臨床實驗。 D．江蘇農科院開展轉基因抗蟲棉花的研究，得到的棉花新品種對棉鈴蟲等害蟲毒殺效果高達80%~100%。 （1）所有這些實驗統稱為 工程，所有這些實驗的結果，有沒有生成前所未有的新型蛋白質？ 。 （2）A段中實驗結果的細菌能生產蠶絲，說明 。在將質粒導入大腸桿菌時，一般要用___ 處理該菌，以使處于 細胞狀態(tài)，以便吸收周圍環(huán)境中的DNA分子。 （3）B段中由玉米、煙草的基因生產人類血紅蛋白為什么要加入“Fe”原子？ ，植物中含類似人類血紅蛋白基因，從進化上看，說明 。 （4）人類基因組計劃（HGP）測定了人體中 條染色體的雙鏈DNA分子的脫氧核苷酸序列，C段中血友病基因療法中有關的染色體是 染色體； 18．基因工程技術在培育抗旱植物用于發(fā)展沙漠農業(yè)和沙漠改造方面顯示了良好的前景，荷蘭一家公司將大腸桿菌中的海藻糖合成酶基因導入植物(如甜菜、馬鈴薯等)中并獲得有效表達，使“工程植物”增強耐旱性和耐寒性。 (1)根據材料中表達，使“工程植物”增強耐旱性、耐寒性的基本操作步驟是： ① ② ，③ ，④ 。 (2)基因表達的含義 。 (3)寫出酶基因在植物體內的表達過程： 。 (4)基因工程操作中的工具是 、 、 。 19、隨著科學技術的發(fā)展，化學農藥的產量和品種逐年增加。但害蟲的抗藥性也不斷增強，對農作物危害仍然很嚴重。如近年來，棉鈴蟲在我國大面積暴發(fā)成災，造成經濟損失每年達100億以上。針對這種情況，江蘇農科院開展“轉基因抗蟲棉”的科技攻關研究，成功地將某種細菌產生抗蟲毒蛋白的抗蟲基因導人棉花細胞中，得到的棉花新品種對棉鈴蟲的毒殺效果高達80％以上。就以上材料，分析回答： (1)抗蟲基因之所以能導人植物體內，原因是 。 (2)“轉基因抗蟲棉”具有抗害蟲的能力，這表明棉花體內產生了抗蟲的 物質。這個事實說明，害蟲和植物共用一套 ，蛋白質合成的方式是 的。 (3)“轉基因抗蟲棉”抗害蟲的遺傳信息傳遞過程可表示為 。 (4)該項科技成果在環(huán)境保護上的作用是 (5)科學家預言，此種“轉基因抗蟲棉”獨立種植若干代以后，也將出現不抗蟲的植株，此現象來源于 (6)基因導人工程技術已在多方面得到應用，請各舉一例說明該技術的應用可能帶來的正負面影響。 20、下圖表示從蘇云金芽孢桿菌分離出來的殺蟲晶體蛋白質基因(簡稱Bt基因)及形成轉 基因抗蟲植物的圖解。請回答： (1)在下列含有ATP和有關的酶的試管中．大量而快捷地獲取Bt基因的最佳方案是下圖中( ) (2)寫出b過程表達式： 。 (3)活化的毒性物質應是一種 分子，活化的毒性物質全部或部分嵌合于昆蟲的細胞膜上，使細胞膜產生孔道，導致細胞由于 平衡的破壞而破裂。 (4)我國在“863”計劃資助下開展Bt抗蟲棉育種等研究，這將對 、 和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展產生巨大影響。 1．3 基因工程的應用 例1、B例2B例3、A 課堂鞏固：答案： 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D B D C C C C C 題號 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 C A B B C C D ABD 17、（1）基因 沒有 （2）蠶的絲蛋白基因在細菌體內得以表達 Ca2+ 感受態(tài) （3）人類的血紅蛋白是一種含Fe的特殊蛋白質 不同生物之間具有一定的親緣關系 （4）24 X 18、海藻糖糖合成基因的獲取 構建基因表達載體 將目的基因導入受體細胞 目的基因檢測與鑒定 基因通過轉錄、翻譯合成蛋白質，體現出相應的性狀 酶基因m RNA 海藻糖合成酶 限制酶 DNA連接酶 載體 19、細菌與棉花的DNA組成，結構相同 毒蛋白 密碼子 相同 復制DNA（基因） RNA蛋白質 減少農藥對環(huán)境的污染，保護生態(tài)環(huán)境或生態(tài)平衡 基因突變 正面：基因治療和基因診斷，轉基因動植物與農牧業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、凈化污染、生物制藥等 負面：重組的基因可能使生物發(fā)生突變，生態(tài)遭受破壞，濫用基因工程制造生物武器、重組基因的生物可能產生一些難以預測的危害等。 20、 D Bt基因m RNA 原毒素 多肽 滲透 農業(yè)害蟲防治 環(huán)境保護