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2019-2020年高中生物《基因工程的應(yīng)用》教案3 新人教版選修3 [教學(xué)目標(biāo)] 1、列舉基因工程在植物、動(dòng)物、微生物方面的具體應(yīng)用及取得的豐碩成果。 2、關(guān)注基因工程的進(jìn)展。3、認(rèn)同基因工程的應(yīng)用促進(jìn)生產(chǎn)力的提高。 [教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)] 1、教學(xué)重點(diǎn) 基因工程在農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等方面的應(yīng)用； 2、教學(xué)難點(diǎn) 基因治療。 [教學(xué)過程] 一、植物基因工程的成果： 植物基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的 能力，以及改良農(nóng)作物的 和利用植物生產(chǎn) 等方面。 （一）抗蟲轉(zhuǎn)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(zhuǎn)基因植物 1．植物的病原微生物： 、真菌和細(xì)菌等。 2．抗病基因種類 (1)抗病毒基因：病毒 基因和病毒的復(fù)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(zhuǎn)基因煙草和抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥、甜椒、番茄等。 (三)抗逆轉(zhuǎn)基因植物 1．抗逆基因：調(diào)節(jié)細(xì)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(zhuǎn)基因改良植物品質(zhì) 1．優(yōu)良基因：必需氨基酸的蛋白質(zhì)編碼基因、控制番茄果實(shí)成熟的基因和植物花青素代謝有關(guān)的基因。 2．成果：轉(zhuǎn)基因玉米、轉(zhuǎn)基因延熟番茄和轉(zhuǎn)基因矮牽牛。 例1、科學(xué)家已能運(yùn)用基因工程技術(shù)，讓羊合成并由乳腺分泌抗體，相關(guān)敘述中正確的是( ) ①該技術(shù)將導(dǎo)致定向變異 ②DNA連接酶把目的基因與運(yùn)載體黏性末端的堿基對(duì)連接起來 ③蛋白質(zhì)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(dòng)物基因工程的成果 (一)提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速度 1．生長(zhǎng)基因：外源 基因。 2．成果：轉(zhuǎn)基因綿羊、轉(zhuǎn)基因鯉魚。 (二)改善畜產(chǎn)品的品質(zhì) 1．優(yōu)良基因：腸乳糖酶基因。 2．成果：轉(zhuǎn)基因牛 含量少。 (三)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物 1．基因來源：藥用 基因+ 蛋白基因+啟動(dòng)子。 2．成果：乳腺生物反應(yīng)器。 (四)轉(zhuǎn)基因動(dòng)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(shù)培育沒有免疫排斥反應(yīng)的豬器官。 （五）基因工程藥物 1．來源：轉(zhuǎn)基因 。 2．成果：人胰島素、細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等。 例2、抗病毒轉(zhuǎn)基因植物成功表達(dá)后，以下說法正確的是( ) A．抗病毒轉(zhuǎn)基因植物，可以抵抗所有病毒 B．抗病毒轉(zhuǎn)基因植物，對(duì)病毒的抗性具有局限性或特異性 C．抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以抗害蟲 D．抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以穩(wěn)定遺傳，不會(huì)變異 三、基因治療 1．概念：把 導(dǎo)入病人體內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的。 2．成果：將腺苷脫氫酶基因?qū)牖颊叩牧馨图?xì)胞。 例3、基因治療是指( ) A．把健康外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的 B．對(duì)有缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常，達(dá)到治療疾病的目的 C．運(yùn)用人工誘變方法，使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因突變，從而恢復(fù)正常 D．運(yùn)用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，達(dá)到治療疾病的目的 課堂鞏固： 一、選擇題： 1、切取某動(dòng)物合成生長(zhǎng)激素的基因，用某種方法將此基因轉(zhuǎn)移到鲇魚的受精卵中，從而鲇魚比同類個(gè)體大3～4倍，此項(xiàng)研究遵循的原理是( ) A．基因突變，DNA→RNA→蛋白質(zhì) B．基因工程，DNA→tRNA→蛋白質(zhì) C．細(xì)胞工程，DNA→RNA→蛋白質(zhì) D．基因重組，DNA→RNA→蛋白質(zhì) 2、上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶人白蛋白基因的轉(zhuǎn)基因牛。他們還研究出一種可大大提高基因表達(dá)水平的新方法，使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳汁中的白蛋白提高了30多倍，這標(biāo)志著我國(guó)轉(zhuǎn)基因研究向產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)邁進(jìn)了一步。那么“轉(zhuǎn)基因動(dòng)物”是指( ) A．提供基因的動(dòng)物 B．基因組成中轉(zhuǎn)人了外源基因的動(dòng)物 C．能產(chǎn)生白蛋白的動(dòng)物 D．能表達(dá)基因遺傳信息的動(dòng)物 3．下列各項(xiàng)不屬于基因工程在實(shí)際中的應(yīng)用的是( ) A．轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育成功 B．利用DNA探針檢測(cè)飲用水中有無病毒 C．培育工程菌使之能產(chǎn)生胰島素 D．將C4植物細(xì)胞內(nèi)的葉綠體移入C3植物細(xì)胞內(nèi) 4．有關(guān)基因工程的成果及應(yīng)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(yīng)用的主要目的是培養(yǎng)體型巨大、品質(zhì)優(yōu)良的動(dòng)物 C．基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗逆性的農(nóng)作物 D．目前，在發(fā)達(dá)國(guó)家，基因治療已用于臨床實(shí)踐 5、運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)的育種方法，將抗菜青蟲的Bt基因轉(zhuǎn)移到優(yōu)質(zhì)油菜中，培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲的油菜品種，這一品種在生長(zhǎng)過程中能產(chǎn)生特異的殺蟲蛋白，對(duì)菜青蟲有顯著抗性，能大大減輕菜青蟲對(duì)油菜的危害，提高油菜產(chǎn)量，減少農(nóng)藥使用，保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。根據(jù)以上信息，下列敘述正確的是（ ） A、Bt基因的化學(xué)成分是蛋白質(zhì) B、Bt基因中有菜青蟲的遺傳物質(zhì) C、轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜能產(chǎn)生殺蟲蛋白是由于具有Bt基因 D、轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜產(chǎn)生的殺蟲蛋白是無機(jī)物 6、下列不屬于基因工程方法生產(chǎn)的藥品是（ ） A.干擾素 B.白細(xì)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(chǎn)的產(chǎn)品，不包括( ) A．白細(xì)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(shù)將生長(zhǎng)激素基因?qū)刖d羊體內(nèi)，轉(zhuǎn)基因綿羊生長(zhǎng)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(zhǎng)激素基因的受體細(xì)胞最好采用( ) A．乳腺細(xì)胞 B．體細(xì)胞 C．受精卵 D．精巢 9、基因治療是指（ ） A.用DNA探針修復(fù)缺陷基因 B.用DNA探針檢測(cè)疾病 C.將健康基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中 D.將健康基因?qū)胧荏w細(xì)胞 10、要徹底治療白化病必須采用（ ） A．基因治療 B．醫(yī)學(xué)手術(shù) 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(guān)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(chǎn)品治療人類疾病的方法 C、以正?；蛱鎿Q致病基因?qū)儆诨蛑委煹囊环N方法 D、基因治療的靶細(xì)胞可以是體細(xì)胞和生殖細(xì)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(jià)格昂貴。美國(guó)加利福尼亞的某生物制品公司用如下方法生產(chǎn)干擾素。如下圖所示： 從上述方式中可以看出該公司生產(chǎn)干擾素運(yùn)用的方法是( ) A．個(gè)體間的雜交 B．基因工程 C．細(xì)胞融合 D．器官移植 13．下列有關(guān)基因工程技術(shù)的應(yīng)用中，對(duì)人類不利的是( ) A．制造“工程菌”用于藥品生產(chǎn) B．創(chuàng)造“超級(jí)菌”分解石油、DDT C．重組DNA誘發(fā)受體細(xì)胞基因突變 D．導(dǎo)人外源基因替換缺陷基因 14．“工程菌”是指( ) A．用物理或化學(xué)方法誘發(fā)菌類自身某些基因得到高效表達(dá)的菌類細(xì)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(xì)胞株系 C．用基因工程的方法使外源基因得到高效表達(dá)的菌類的細(xì)胞株系 D．從自然界中選取的能迅速增殖的菌類 15．生產(chǎn)上培育無子番茄、青霉素高產(chǎn)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(zhǎng)素促進(jìn)果實(shí)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(xiàn)代生物技術(shù)培育生物新品種，其優(yōu)越性在于( ) A．克隆技術(shù)可以快速繁育優(yōu)良性狀的家畜 B．現(xiàn)代轉(zhuǎn)基因技術(shù)可迅速改變生物的基因組成 C．現(xiàn)代生物技術(shù)迅速使新品種形成群落 D．現(xiàn)代生物技術(shù)可克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 （二）填空題： 17、請(qǐng)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?gòu)募?xì)菌細(xì)胞中提取一種叫“質(zhì)?！钡腄NA分子，把它和絲蛋白基因拼接在一起再送回細(xì)菌細(xì)胞中，結(jié)果，此細(xì)菌就有生產(chǎn)蠶絲的本領(lǐng)。 B．法國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，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(guó)復(fù)旦大學(xué)遺傳所科學(xué)家成功的進(jìn)行了世界上首例用基因療法治療血友病的臨床實(shí)驗(yàn)。 D．江蘇農(nóng)科院開展轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花的研究，得到的棉花新品種對(duì)棉鈴蟲等害蟲毒殺效果高達(dá)80%~100%。 （1）所有這些實(shí)驗(yàn)統(tǒng)稱為 工程，所有這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，有沒有生成前所未有的新型蛋白質(zhì)？ 。 （2）A段中實(shí)驗(yàn)結(jié)果的細(xì)菌能生產(chǎn)蠶絲，說明 。在將質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌時(shí)，一般要用___ 處理該菌，以使處于 細(xì)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(chǎn)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(jìn)化上看，說明 。 （4）人類基因組計(jì)劃（HGP）測(cè)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(guān)的染色體是 染色體； 18．基因工程技術(shù)在培育抗旱植物用于發(fā)展沙漠農(nóng)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?qū)胫参?如甜菜、馬鈴薯等)中并獲得有效表達(dá)，使“工程植物”增強(qiáng)耐旱性和耐寒性。 (1)根據(jù)材料中表達(dá)，使“工程植物”增強(qiáng)耐旱性、耐寒性的基本操作步驟是： ① ② ，③ ，④ 。 (2)基因表達(dá)的含義 。 (3)寫出酶基因在植物體內(nèi)的表達(dá)過程： 。 (4)基因工程操作中的工具是 、 、 。 19、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，化學(xué)農(nóng)藥的產(chǎn)量和品種逐年增加。但害蟲的抗藥性也不斷增強(qiáng)，對(duì)農(nóng)作物危害仍然很嚴(yán)重。如近年來，棉鈴蟲在我國(guó)大面積暴發(fā)成災(zāi)，造成經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá)100億以上。針對(duì)這種情況，江蘇農(nóng)科院開展“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”的科技攻關(guān)研究，成功地將某種細(xì)菌產(chǎn)生抗蟲毒蛋白的抗蟲基因?qū)嗣藁?xì)胞中，得到的棉花新品種對(duì)棉鈴蟲的毒殺效果高達(dá)80％以上。就以上材料，分析回答： (1)抗蟲基因之所以能導(dǎo)人植物體內(nèi)，原因是 。 (2)“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”具有抗害蟲的能力，這表明棉花體內(nèi)產(chǎn)生了抗蟲的 物質(zhì)。這個(gè)事實(shí)說明，害蟲和植物共用一套 ，蛋白質(zhì)合成的方式是 的。 (3)“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”抗害蟲的遺傳信息傳遞過程可表示為 。 (4)該項(xiàng)科技成果在環(huán)境保護(hù)上的作用是 (5)科學(xué)家預(yù)言，此種“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”獨(dú)立種植若干代以后，也將出現(xiàn)不抗蟲的植株，此現(xiàn)象來源于 (6)基因?qū)斯こ碳夹g(shù)已在多方面得到應(yīng)用，請(qǐng)各舉一例說明該技術(shù)的應(yīng)用可能帶來的正負(fù)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(zhì)基因(簡(jiǎn)稱Bt基因)及形成轉(zhuǎn) 基因抗蟲植物的圖解。請(qǐng)回答： (1)在下列含有ATP和有關(guān)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(dá)式： 。 (3)活化的毒性物質(zhì)應(yīng)是一種 分子，活化的毒性物質(zhì)全部或部分嵌合于昆蟲的細(xì)胞膜上，使細(xì)胞膜產(chǎn)生孔道，導(dǎo)致細(xì)胞由于 平衡的破壞而破裂。 (4)我國(guó)在“863”計(jì)劃資助下開展Bt抗蟲棉育種等研究，這將對(duì) 、 和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。 1．3 基因工程的應(yīng)用 例1、B例2B例3、A 課堂鞏固：答案： 題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D B D C C C C C 題號(hào) 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(xì)菌體內(nèi)得以表達(dá) Ca2+ 感受態(tài) （3）人類的血紅蛋白是一種含F(xiàn)e的特殊蛋白質(zhì) 不同生物之間具有一定的親緣關(guān)系 （4）24 X 18、海藻糖糖合成基因的獲取 構(gòu)建基因表達(dá)載體 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 目的基因檢測(cè)與鑒定 基因通過轉(zhuǎn)錄、翻譯合成蛋白質(zhì)，體現(xiàn)出相應(yīng)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(xì)菌與棉花的DNA組成，結(jié)構(gòu)相同 毒蛋白 密碼子 相同 復(fù)制DNA（基因） RNA蛋白質(zhì) 減少農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)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(zhuǎn)基因動(dòng)植物與農(nóng)牧業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、凈化污染、生物制藥等 負(fù)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(chǎn)生一些難以預(yù)測(cè)的危害等。 20、 D Bt基因m RNA 原毒素 多肽 滲透 農(nóng)業(yè)害蟲防治 環(huán)境保護(hù)