2019-2020学年高二生物人教版选修三教师用书：1.3 基因工程的应用 Word版含答案.pdf

一、植物基因工程的成果()一、植物基因工程的成果()阅阅读读教教材材P P1 17 71 19 9 1植物基因工程的应用领域1植物基因工程的应用领域 (1)提高农作物的抗逆能力。(1)提高农作物的抗逆能力。 (2)改良农作物的品质。(2)改良农作物的品质。 (3)利用植物生产药物等。(3)利用植物生产药物等。 2抗虫转基因植物与抗病转基因植物2抗虫转基因植物与抗病转基因植物 类型 项目 类型 项目 抗虫转基因植物抗虫转基因植物抗病转基因植物抗病转基因植物 方法方法 从某些生物中分离出具 有杀虫活性的基因，将其 从某些生物中分离出具 有杀虫活性的基因，将其 导入植物中导入植物中 将抗病基因导入植物中将抗病基因导入植物中 基因种类基因种类 Bt 毒蛋白基因、 蛋白酶抑Bt 毒蛋白基因、 蛋白酶抑 制剂基因、淀粉酶抑制剂制剂基因、淀粉酶抑制剂 基因、植物凝集素基因等基因、植物凝集素基因等 抗病毒基因：抗病毒基因： 病毒外壳蛋白基因和病病毒外壳蛋白基因和病 毒的复制酶基因；毒的复制酶基因； 抗真菌基因：抗真菌基因： 几丁质酶基因和抗毒素几丁质酶基因和抗毒素 合成基因合成基因 成果成果转基因抗虫棉、转基因抗转基因抗虫棉、转基因抗抗烟草花叶病毒的转基抗烟草花叶病毒的转基 虫水稻等虫水稻等因烟草和抗病毒的转基 因小麦、甜椒、番茄等 因烟草和抗病毒的转基 因小麦、甜椒、番茄等 意义意义 减少化学农药的使用，降低生产成本，减少环境污减少化学农药的使用，降低生产成本，减少环境污 染，降低了对人体健康的损害染，降低了对人体健康的损害 3抗逆转基因植物3抗逆转基因植物 (1)抗逆基因 ： 利用调节细胞渗透压的基因使作物抗盐碱、 抗干旱 ；(1)抗逆基因 ： 利用调节细胞渗透压的基因使作物抗盐碱、 抗干旱 ； 导入鱼的抗冻蛋白基因使作物抗寒；导入抗除草剂基因使作物导入鱼的抗冻蛋白基因使作物抗寒；导入抗除草剂基因使作物 抗除草剂。抗除草剂。 (2)成果 ： 抗盐碱、抗干旱的烟草 ； 抗寒的番茄 ； 抗除草剂的大豆、(2)成果 ： 抗盐碱、抗干旱的烟草 ； 抗寒的番茄 ； 抗除草剂的大豆、 玉米等。玉米等。 4利用转基因改良植物的品质4利用转基因改良植物的品质 (1)将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米， 获得的转基因玉米(1)将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米， 获得的转基因玉米 中赖氨酸的含量比对照组提高 30%。中赖氨酸的含量比对照组提高 30%。 (2)将控制番茄果实成熟的基因导入番茄，获得了转基因延熟番(2)将控制番茄果实成熟的基因导入番茄，获得了转基因延熟番 茄。茄。 (3)将与植物花青素代谢有关的基因导入矮牵牛，获得了转基因(3)将与植物花青素代谢有关的基因导入矮牵牛，获得了转基因 矮牵牛。矮牵牛。 二、动物基因工程的应用（）二、动物基因工程的应用（）阅阅读读教教材材P P2 20 02 21 1 项目 项目 应用 应用 基因来源或处理基因来源或处理成果成果 用于提高动物生长速 度 用于提高动物生长速 度 外源生长激素基因外源生长激素基因 转基因绵羊、转基因 鲤鱼 转基因绵羊、转基因 鲤鱼 用于改善畜产品的品 质 用于改善畜产品的品 质 肠乳糖酶基因肠乳糖酶基因 转基因牛分泌的乳汁 中乳糖含量少 转基因牛分泌的乳汁 中乳糖含量少 用转基因动物生产药 物 用转基因动物生产药 物 药用蛋白基因乳腺药用蛋白基因乳腺 蛋白基因的启动子蛋白基因的启动子 乳腺生物反应器乳腺生物反应器 用转基因动物作器官 移植的供体 用转基因动物作器官 移植的供体 抑制抗原决定基因的 表达或除去抗原决定 抑制抗原决定基因的 表达或除去抗原决定 基因基因 结合克隆技术培育出 没有免疫排斥反应的 结合克隆技术培育出 没有免疫排斥反应的 转基因克隆猪器官转基因克隆猪器官 三、基因工程与人体健康（）三、基因工程与人体健康（）阅阅读读教教材材P P2 20 02 21 1 1基因工程药物1基因工程药物 (1)概念：利用转基因的工程菌生产的药物。(1)概念：利用转基因的工程菌生产的药物。 (2)原理：通过基因工程技术，使外源基因在工程菌细胞内高效(2)原理：通过基因工程技术，使外源基因在工程菌细胞内高效 表达。表达。 (3)成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。(3)成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 (4)作用 ： 预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、各种传染(4)作用 ： 预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、各种传染 病、糖尿病、类风湿等疾病。病、糖尿病、类风湿等疾病。 2基因治疗2基因治疗 (1)概念 ： 把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功(1)概念 ： 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。能，从而达到治疗疾病的目的。 (2)方法：分为体内基因治疗和体外基因治疗。(2)方法：分为体内基因治疗和体外基因治疗。 (3)成果：将腺苷酸脱氨酶基因成功转入患者的淋巴细胞，治疗(3)成果：将腺苷酸脱氨酶基因成功转入患者的淋巴细胞，治疗 复合型免疫缺陷症。复合型免疫缺陷症。 (4)现状：处于初期的临床试验阶段。(4)现状：处于初期的临床试验阶段。 共研探究共研探究 1植物基因工程的应用1植物基因工程的应用 根据图中和教材相关内容，回答下列问题：根据图中和教材相关内容，回答下列问题： (1)转基因抗虫棉的目的基因是 Bt 毒蛋白基因，Bt 毒蛋白基因(1)转基因抗虫棉的目的基因是 Bt 毒蛋白基因，Bt 毒蛋白基因 是从苏云金芽孢杆菌体内提取出来的。 由于抗虫基因具有专一性， 所是从苏云金芽孢杆菌体内提取出来的。 由于抗虫基因具有专一性， 所 以抗虫棉不能(填“能”或“不能”)抗病毒、细菌、真菌。以抗虫棉不能(填“能”或“不能”)抗病毒、细菌、真菌。 (2)判断正误(2)判断正误 目的基因全部来自细菌、病毒等微生物。(×)目的基因全部来自细菌、病毒等微生物。(×) 提示 ： 目的基因来自其他生物的能表现优良性状的外源基因，如 抗冻蛋白基因来自鱼类。 提示 ： 目的基因来自其他生物的能表现优良性状的外源基因，如 抗冻蛋白基因来自鱼类。 目的基因直接或间接控制生物性状。()目的基因直接或间接控制生物性状。() 抗虫、 抗病可分别通过害虫接种、 病毒接种来进行个体水平的 检测。() 抗虫、 抗病可分别通过害虫接种、 病毒接种来进行个体水平的 检测。() (3)从环境保护角度出发， 分析转基因抗虫棉与普通棉相比， 在害 虫防治方面有哪些优越性？ (3)从环境保护角度出发， 分析转基因抗虫棉与普通棉相比， 在害 虫防治方面有哪些优越性？ 提示：减少化学农药的使用量，降低环境污染。提示：减少化学农药的使用量，降低环境污染。 2动物基因工程的应用2动物基因工程的应用 根据上面图示，结合教材内容回答下列问题：根据上面图示，结合教材内容回答下列问题： (1)用转基因动物生产药物的操作过程(1)用转基因动物生产药物的操作过程 (2)动物乳腺生物反应器生产药物有什么优点与限制？(2)动物乳腺生物反应器生产药物有什么优点与限制？ 提示：优点：产量高、质量好、成本低、易提取。提示：优点：产量高、质量好、成本低、易提取。 局限：受动物性别和是否处于生殖期的限制。局限：受动物性别和是否处于生殖期的限制。 (3)用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程与一般 转基因动物的操作过程有什么异同？ (3)用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程与一般 转基因动物的操作过程有什么异同？ 提示 ： 二者过程相似， 不同之处在于获得动物乳腺生物反应器时， 需要将编码目的蛋白质的基因序列与乳腺蛋白基因的启动子等调控 组件重组在一起构建表达载体。 提示 ： 二者过程相似， 不同之处在于获得动物乳腺生物反应器时， 需要将编码目的蛋白质的基因序列与乳腺蛋白基因的启动子等调控 组件重组在一起构建表达载体。 总结升华总结升华 1植物基因工程的应用1植物基因工程的应用 外源基因类型及举例外源基因类型及举例成果举例成果举例 抗虫转基抗虫转基 因植物因植物 抗虫基因：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 抗虫基因：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 抗虫水稻、抗虫棉、 抗虫玉米 抗虫水稻、抗虫棉、 抗虫玉米 抗病转基抗病转基 因植物因植物 抗病毒基因：病毒 外壳蛋白基因、病毒 的复制酶基因； 抗病毒基因：病毒 外壳蛋白基因、病毒 的复制酶基因； 抗真菌基因：几丁抗真菌基因：几丁 抗病毒烟草、抗病毒 小麦、抗病毒番茄、 抗病毒甜椒 抗病毒烟草、抗病毒 小麦、抗病毒番茄、 抗病毒甜椒 质酶基因、抗毒素合 成基因 质酶基因、抗毒素合 成基因 抗逆转基抗逆转基 因植物因植物 抗逆基因：调节细胞 渗透压的基因、抗冻 蛋白基因、抗除草剂 基因 抗逆基因：调节细胞 渗透压的基因、抗冻 蛋白基因、抗除草剂 基因 抗盐碱和抗干旱的烟 草、抗寒番茄、抗除 草剂的大豆和玉米 抗盐碱和抗干旱的烟 草、抗寒番茄、抗除 草剂的大豆和玉米 改良品质改良品质 的转基因的转基因 植物植物 优良性状基因：提高 必需氨基酸含量的蛋 白质编码基因、控制 番茄成熟的基因、与 植物花青素代谢有关 的基因 优良性状基因：提高 必需氨基酸含量的蛋 白质编码基因、控制 番茄成熟的基因、与 植物花青素代谢有关 的基因 高赖氨酸玉米、耐储 存番茄、 高赖氨酸玉米、耐储 存番茄、 新花色矮牵牛新花色矮牵牛 2.动物基因工程的应用2.动物基因工程的应用 应用类型应用类型目的基因案例目的基因案例作用作用成果举例成果举例 提高动物提高动物 生长速度生长速度 生长激素基因生长激素基因 促进生长，提高 生长速度 促进生长，提高 生长速度 转基因绵羊、转 基因鲤鱼 转基因绵羊、转 基因鲤鱼 改善畜产改善畜产 品的品质品的品质 肠乳糖酶基因肠乳糖酶基因 使转基因牛分 泌的乳汁中乳 糖含量降低 使转基因牛分 泌的乳汁中乳 糖含量降低 转基因奶牛转基因奶牛 生产药物生产药物 (乳腺生物(乳腺生物 反应器)反应器) 药用蛋白基因 与乳腺蛋白基 因的启动子 药用蛋白基因 与乳腺蛋白基 因的启动子 通过分泌乳汁 来生产相应的 药品 通过分泌乳汁 来生产相应的 药品 转基因牛、山羊 等 转基因牛、山羊 等 转基因动转基因动 物作器官物作器官 移植的供移植的供 将器官供体基 因组导入某种 调节因子； 将器官供体基 因组导入某种 调节因子； 抑制抗原决定 基因的表达； 抑制抗原决定 基因的表达； 不能合成相应不能合成相应 无免疫排斥反 应的转基因猪 无免疫排斥反 应的转基因猪 体体设法除去抗原 决定基因 设法除去抗原 决定基因 抗原抗原 3乳腺生物反应器与工程菌生产药物的区别3乳腺生物反应器与工程菌生产药物的区别 乳腺生物反应器乳腺生物反应器工程菌工程菌 含义含义 将外源基因在哺乳动物 的乳腺中特异表达，利 用动物的乳腺组织生产 药物蛋白 将外源基因在哺乳动物 的乳腺中特异表达，利 用动物的乳腺组织生产 药物蛋白 用基因工程的方法，使 外源基因得到高效表达 的菌类细胞株系 用基因工程的方法，使 外源基因得到高效表达 的菌类细胞株系 基因结构基因结构 动物基因结构与人类的 基因结构基本相同 动物基因结构与人类的 基因结构基本相同 细菌和酵母菌的基因结 构与人类的基因结构有 较大差异 细菌和酵母菌的基因结 构与人类的基因结构有 较大差异 基因表达基因表达 合成的药物蛋白与天然 蛋白质相同 合成的药物蛋白与天然 蛋白质相同 细菌细胞内缺少内质 网、高尔基体等细胞器， 合成的蛋白质可能不具 有生物活性 细菌细胞内缺少内质 网、高尔基体等细胞器， 合成的蛋白质可能不具 有生物活性 受体细胞受体细胞动物受精卵动物受精卵微生物细胞微生物细胞 目的基因目的基因 导入方式导入方式 显微注射法显微注射法感受态细胞法感受态细胞法 生产条件生产条件 不需严格灭菌；温度等 外界条件对其影响不大 不需严格灭菌；温度等 外界条件对其影响不大 需严格灭菌，严格控制 工程菌所需的温度、pH、 营养物质浓度等外界条 件 需严格灭菌，严格控制 工程菌所需的温度、pH、 营养物质浓度等外界条 件 药物提取药物提取从动物乳汁中提取从动物乳汁中提取 从微生物细胞或其培养 液中提取 从微生物细胞或其培养 液中提取 易错易混 基因工程应用的四个易混点易错易混 基因工程应用的四个易混点 (1)动物基因工程的目的不仅是为了培育体型巨大的动物，更重 要的是改良畜产品的品质或者是用转基因动物生产药物。 (1)动物基因工程的目的不仅是为了培育体型巨大的动物，更重 要的是改良畜产品的品质或者是用转基因动物生产药物。 (2)高产青霉菌是诱变产生的， 不是通过基因工程改造的工程菌。(2)高产青霉菌是诱变产生的， 不是通过基因工程改造的工程菌。 (3)乳腺生物反应器的操作过程中，构建基因表达载体时，目的 基因首端要连接乳腺蛋白基因的启动子， 否则目的基因在乳腺上皮细 胞中不能转录。 构建好的基因表达载体导入受精卵， 而不是乳腺上皮 细胞，这样由受精卵发育成的个体细胞均含有目的基因(如药用蛋白 基因)，但其只在乳腺上皮细胞中表达。 (3)乳腺生物反应器的操作过程中，构建基因表达载体时，目的 基因首端要连接乳腺蛋白基因的启动子， 否则目的基因在乳腺上皮细 胞中不能转录。 构建好的基因表达载体导入受精卵， 而不是乳腺上皮 细胞，这样由受精卵发育成的个体细胞均含有目的基因(如药用蛋白 基因)，但其只在乳腺上皮细胞中表达。 (4)与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器的优点是该系统可 从动物一出生就可以收集产物，不论动物的性别和是否正处于生殖 期。 膀胱生物反应器最显著的优势在于从尿液中提取蛋白质比从乳汁 中提取更简便、高效。 (4)与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器的优点是该系统可 从动物一出生就可以收集产物，不论动物的性别和是否正处于生殖 期。 膀胱生物反应器最显著的优势在于从尿液中提取蛋白质比从乳汁 中提取更简便、高效。 对点演练对点演练 1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 研究也取得了一定进展。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。请回答下列问 题： 1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 研究也取得了一定进展。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。请回答下列问 题： (1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是 _。 (1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是 _。 (2)进行基因转移时，通常要将外源基因转入_中，原 因是_。 (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到小鼠的 基因组中。 (3)通常采用_技术检测外源基因是否插入到小鼠的 基因组中。 (4)在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的_ 细胞中特异性表达。 (4)在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的_ 细胞中特异性表达。 解析 ： 在基因工程中，若受体细胞是动物细胞，常采用显微注射 法导入目的基因。 若使小鼠膀胱上皮细胞合成人的生长激素， 在进行 基因转移时，作受体细胞的通常是受精卵，因为受精卵具有全能性， 可使外源基因在相应组织细胞中得到表达。 检测目的基因是否插入受 体细胞的基因组，通常采用的是 DNA 分子杂交技术。 解析 ： 在基因工程中，若受体细胞是动物细胞，常采用显微注射 法导入目的基因。 若使小鼠膀胱上皮细胞合成人的生长激素， 在进行 基因转移时，作受体细胞的通常是受精卵，因为受精卵具有全能性， 可使外源基因在相应组织细胞中得到表达。 检测目的基因是否插入受 体细胞的基因组，通常采用的是 DNA 分子杂交技术。 答案：(1)显微注射法 (2)受精卵(或早期胚胎) 受精卵(或早 期胚胎细胞)具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中表达 (3)DNA 分子杂交 (4)膀胱上皮 答案：(1)显微注射法 (2)受精卵(或早期胚胎) 受精卵(或早 期胚胎细胞)具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中表达 (3)DNA 分子杂交 (4)膀胱上皮 共研探究 共研探究 复合型免疫缺陷症是一种遗传疾病。 美国一名患有严重复合型免 疫缺陷症的 4 岁女童由于腺苷酸脱氨酶基因缺失， 造成体内缺乏腺苷 酸脱氨酶 ； 而腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能作用所必需 的。因此，女童不能抵抗病原微生物的威胁。1990 年 9 月，这名女 童接受了基因治疗， 研究人员将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋 巴细胞中，使淋巴细胞能够产生腺苷酸脱氨酶，然后，再将这种淋巴 细胞转入患者体内。半年后，在血液中检测出了被改造的淋巴细胞， 女童体内产生的腺苷酸脱氨酶也越来越多， 女童产生抗体的能力显著 改善。 复合型免疫缺陷症是一种遗传疾病。 美国一名患有严重复合型免 疫缺陷症的 4 岁女童由于腺苷酸脱氨酶基因缺失， 造成体内缺乏腺苷 酸脱氨酶 ； 而腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能作用所必需 的。因此，女童不能抵抗病原微生物的威胁。1990 年 9 月，这名女 童接受了基因治疗， 研究人员将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋 巴细胞中，使淋巴细胞能够产生腺苷酸脱氨酶，然后，再将这种淋巴 细胞转入患者体内。半年后，在血液中检测出了被改造的淋巴细胞， 女童体内产生的腺苷酸脱氨酶也越来越多， 女童产生抗体的能力显著 改善。 根据材料回答下列问题：根据材料回答下列问题： 1基因治疗的原理是利用正常基因置换或弥补缺陷基因，即把 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 1基因治疗的原理是利用正常基因置换或弥补缺陷基因，即把 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。疗疾病的目的。 2根据上述示意图完善该女童基因治疗的步骤及是否治疗成功 的鉴定方法。 2根据上述示意图完善该女童基因治疗的步骤及是否治疗成功 的鉴定方法。 (1)治疗步骤：获取腺苷酸脱氨酶基因构建腺苷酸脱氨酶基因(1)治疗步骤：获取腺苷酸脱氨酶基因构建腺苷酸脱氨酶基因 表达载体将重组DNA分子导入淋巴细胞筛选成功转移的细胞扩增表达载体将重组DNA分子导入淋巴细胞筛选成功转移的细胞扩增 培养，最后输入患者体内腺苷酸脱氨酶基因的检测和鉴定。培养，最后输入患者体内腺苷酸脱氨酶基因的检测和鉴定。 (2)鉴定方法：(2)鉴定方法： 鉴定女童体内产生的腺苷酸脱氨酶是否越来越多。 鉴定女童鉴定女童体内产生的腺苷酸脱氨酶是否越来越多。 鉴定女童 产生抗体的能力是否明显改善，免疫能力是否明显提高。产生抗体的能力是否明显改善，免疫能力是否明显提高。 (3)研究人员将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞而不是其他细胞 的原因可能是腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能所必需的， (3)研究人员将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞而不是其他细胞 的原因可能是腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能所必需的， 淋巴细胞中具有这种酶才能产生抗体等免疫物质。淋巴细胞中具有这种酶才能产生抗体等免疫物质。 (4)请运用所学遗传学原理，预测该女童腺苷酸脱氨酶基因缺失 的可能原因。 (4)请运用所学遗传学原理，预测该女童腺苷酸脱氨酶基因缺失 的可能原因。 提示：基因突变；染色体变异(或染色体结构变异、染色体数目 变异)。 提示：基因突变；染色体变异(或染色体结构变异、染色体数目 变异)。 总结升华总结升华 1基因诊断与基因治疗1基因诊断与基因治疗 基因诊断与基因治疗都是 DNA 分子水平上的操作， 都与遗传病有 关。基因诊断和基因治疗的比较如下： 基因诊断与基因治疗都是 DNA 分子水平上的操作， 都与遗传病有 关。基因诊断和基因治疗的比较如下： 种类项目种类项目基因诊断基因诊断基因治疗基因治疗 概念概念 也称为DNA诊断或基因探 针技术，即在 DNA 分子水 平上分析检测某一基因， 从而对特定的疾病进行 诊断 也称为DNA诊断或基因探 针技术，即在 DNA 分子水 平上分析检测某一基因， 从而对特定的疾病进行 诊断 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 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 原理原理DNA 分子杂交DNA 分子杂交基因工程基因工程 过程过程 用放射性同位素(如用放射性同位素(如 3232P)、 荧光分子等标记的DNA片 段作探针，利用 DNA 分子 杂交原理，鉴定被检测标 本上的遗传信息 P)、 荧光分子等标记的DNA片 段作探针，利用 DNA 分子 杂交原理，鉴定被检测标 本上的遗传信息 获取正常的目的基因构 建基因表达载体将基因 表达载体导入有缺陷的 受体细胞，并筛选含目的 基因的受体细胞将含目 的基因的受体细胞输回 患者体内 获取正常的目的基因构 建基因表达载体将基因 表达载体导入有缺陷的 受体细胞，并筛选含目的 基因的受体细胞将含目 的基因的受体细胞输回 患者体内 应用应用 诊断遗传病最准确的 手段； 诊断遗传病最准确的 手段； 检测目的基因是否导 入受体细胞； 检测目的基因是否导 入受体细胞； 检测饮用水中的病原 菌等 检测饮用水中的病原 菌等 治疗遗传病最有效的手 段，包括体外基因治疗和 体内基因治疗 治疗遗传病最有效的手 段，包括体外基因治疗和 体内基因治疗 2体外基因治疗与体内基因治疗2体外基因治疗与体内基因治疗 项目项目体外基因治疗体外基因治疗体内基因治疗体内基因治疗 过过 程程 从患者体内获得某种细胞 体外完成基因转移筛选 细胞扩增输入患者体内 从患者体内获得某种细胞 体外完成基因转移筛选 细胞扩增输入患者体内 外源基因载体携带体内 相应组织细胞 外源基因载体携带体内 相应组织细胞 不不 同同 点点特特 点点 操作复杂，但效果较为可靠操作复杂，但效果较为可靠 操作简便，但效果难以控制操作简便，但效果难以控制 相同点相同点 都属于基因治疗，都是将正常的外源基因导入靶细胞，使 该基因的表达产物发挥功能。 目前两种方法都处于初期的 临床试验阶段 都属于基因治疗，都是将正常的外源基因导入靶细胞，使 该基因的表达产物发挥功能。 目前两种方法都处于初期的 临床试验阶段 易错易混 基因治疗的三个结论易错易混 基因治疗的三个结论 (1)基因治疗并非把功能正常的外源基因导入患者的所有细胞 中，而只是导入某些功能体细胞中。 (1)基因治疗并非把功能正常的外源基因导入患者的所有细胞 中，而只是导入某些功能体细胞中。 (2)基因治疗是利用正常基因在缺陷细胞中表达，替代缺陷基因 的功能， 而非替代缺陷基因本身， 即原来细胞中的缺陷基因没有被清 除或改变。 (2)基因治疗是利用正常基因在缺陷细胞中表达，替代缺陷基因 的功能， 而非替代缺陷基因本身， 即原来细胞中的缺陷基因没有被清 除或改变。 (3)基因治疗目前还处于临床试验阶段。可以说，在没有完全解 释人类基因组的运转机制， 充分了解基因调控机制和疾病的分子机理 之前，进行基因治疗是十分困难的。 (3)基因治疗目前还处于临床试验阶段。可以说，在没有完全解 释人类基因组的运转机制， 充分了解基因调控机制和疾病的分子机理 之前，进行基因治疗是十分困难的。 对点演练对点演练 2下列有关基因诊断和基因治疗的叙述，正确的是( )2下列有关基因诊断和基因治疗的叙述，正确的是( ) A基因工程可以直接在细胞内修复有问题的基因A基因工程可以直接在细胞内修复有问题的基因 B用基因替换的方法可治疗 21 三体综合征B用基因替换的方法可治疗 21 三体综合征 C基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因C基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 D应用基因探针可以检测出苯丙酮尿症D应用基因探针可以检测出苯丙酮尿症 解析：选 D 基因工程可以向细胞内导入正常的基因来替代有问 题的基因，从而达到治疗效果；21 三体综合征是 21 号染色体多了一 条，不能用一个基因替换而治疗相应的疾病 ； 基因治疗就是把正常基 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 ； 苯丙酮尿症是一种单基因遗传病，可以应用基因探针检测出 来。 解析：选 D 基因工程可以向细胞内导入正常的基因来替代有问 题的基因，从而达到治疗效果；21 三体综合征是 21 号染色体多了一 条，不能用一个基因替换而治疗相应的疾病 ； 基因治疗就是把正常基 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 ； 苯丙酮尿症是一种单基因遗传病，可以应用基因探针检测出 来。 1下列属于基因工程技术培养的新品种的是( )1下列属于基因工程技术培养的新品种的是( ) A耐寒的小黑麦A耐寒的小黑麦 B抗棉铃虫的转基因抗虫棉B抗棉铃虫的转基因抗虫棉 C太空椒C太空椒 D试管牛D试管牛 解析：选 B 耐寒的小黑麦是多倍体育种，原理是染色体变异； 抗虫棉是基因工程育种，目的基因是苏云金芽孢杆菌的抗虫基因 ； 太 空椒是诱变育种，原理是基因突变 ； 试管牛是胚胎工程育种，涉及体 外受精、早期胚胎发育和胚胎移植。 解析：选 B 耐寒的小黑麦是多倍体育种，原理是染色体变异； 抗虫棉是基因工程育种，目的基因是苏云金芽孢杆菌的抗虫基因 ； 太 空椒是诱变育种，原理是基因突变 ； 试管牛是胚胎工程育种，涉及体 外受精、早期胚胎发育和胚胎移植。 2下列关于基因工程的成果及应用的说法，正确的是( )2下列关于基因工程的成果及应用的说法，正确的是( ) A用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒A用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒 B基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养体型巨大、品质 优良的动物 B基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养体型巨大、品质 优良的动物 C基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良 和具有抗逆性的农作物 C基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良 和具有抗逆性的农作物 D目前，在发达国家，基因治疗已用于临床实践D目前，在发达国家，基因治疗已用于临床实践 解析：选 C 抗虫基因的产物是毒蛋白，只能对害虫起作用；基 因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养生长速度快、 品质优良的动 物；在发达国家，基因治疗目前处于初期的临床试验阶段。 解析：选 C 抗虫基因的产物是毒蛋白，只能对害虫起作用；基 因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养生长速度快、 品质优良的动 物；在发达国家，基因治疗目前处于初期的临床试验阶段。 3下列有关科研人员建立人乳铁蛋白乳腺生物反应器过程的叙 述，正确的是( ) 3下列有关科研人员建立人乳铁蛋白乳腺生物反应器过程的叙 述，正确的是( ) A从细胞中分离目的基因时必须使用限制酶和 DNA 连接酶A从细胞中分离目的基因时必须使用限制酶和 DNA 连接酶 B借助标记基因可检测目的基因是否表达B借助标记基因可检测目的基因是否表达 C常用显微注射法将目的基因导入人的乳腺细胞中C常用显微注射法将目的基因导入人的乳腺细胞中 D应该将目的基因与在乳腺细胞中高效特异表达的启动子结合D应该将目的基因与在乳腺细胞中高效特异表达的启动子结合 解析：选 D 从细胞中分离目的基因时需要使用限制酶，不需要 DNA 连接酶；标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基 因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来 ； 常用显微注射法将目的基 因导入受精卵中 ； 启动子是一段有特殊结构的 DNA 片段，位于基因的 首端，是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出 mRNA， 最终获得所需的蛋白质，所以目的基因要与启动子结合。 解析：选 D 从细胞中分离目的基因时需要使用限制酶，不需要 DNA 连接酶；标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基 因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来 ； 常用显微注射法将目的基 因导入受精卵中 ； 启动子是一段有特殊结构的 DNA 片段，位于基因的 首端，是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出 mRNA， 最终获得所需的蛋白质，所以目的基因要与启动子结合。 4科学家们对一位由于缺乏腺苷酸脱氨酶基因而患复合型免疫 缺陷症的美国女孩进行基因治疗， 其方法是首先将患者的白细胞取出 进行体外培养， 然后用逆转录病毒将正常腺苷酸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转入患者体内， 经过多次治 疗，患者的免疫功能趋于正常。 4科学家们对一位由于缺乏腺苷酸脱氨酶基因而患复合型免疫 缺陷症的美国女孩进行基因治疗， 其方法是首先将患者的白细胞取出 进行体外培养， 然后用逆转录病毒将正常腺苷酸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转入患者体内， 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。 (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，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_。 (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转入患者体内后，患者的免疫功能趋于 正常，是由于白细胞中能合成_。 (3)将转基因白细胞多次转入患者体内后，患者的免疫功能趋于 正常，是由于白细胞中能合成_。 (4)人的腺苷酸脱氨酶基因与胰岛素基因的主要差别是 _。 (4)人的腺苷酸脱氨酶基因与胰岛素基因的主要差别是 _。 解析：基因治疗就是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。逆转录病毒的作用是作为载体，将目的基 因(腺苷酸脱氨酶基因)导入白细胞中， 目的基因在受体细胞中经过转 录和翻译， 表达产生腺苷酸脱氨酶。 人的不同基因所含有的脱氧核苷 酸的排列顺序是不同的。 解析：基因治疗就是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。逆转录病毒的作用是作为载体，将目的基 因(腺苷酸脱氨酶基因)导入白细胞中， 目的基因在受体细胞中经过转 录和翻译， 表达产生腺苷酸脱氨酶。 人的不同基因所含有的脱氧核苷 酸的排列顺序是不同的。 答案：(1)外源基因 基因缺陷 (2)载体(或基因的运载工具) 腺苷酸脱氨酶基因 白细胞 (3)腺苷酸脱氨酶 (4)脱氧核苷酸的 排列顺序不同 答案：(1)外源基因 基因缺陷 (2)载体(或基因的运载工具) 腺苷酸脱氨酶基因 白细胞 (3)腺苷酸脱氨酶 (4)脱氧核苷酸的 排列顺序不同 基础题组基础题组 1下列关于基因工程应用的叙述正确的是( )1下列关于基因工程应用的叙述正确的是( ) A基因治疗能治愈所有遗传病A基因治疗能治愈所有遗传病 B基因诊断的基本原理是 DNA 分子杂交B基因诊断的基本原理是 DNA 分子杂交 C一种基因探针能检测水体中的各种病毒C一种基因探针能检测水体中的各种病毒 D利用基因工程生产乙肝疫苗时，目的基因存在于人体 B 淋巴 细胞的 DNA 中 D利用基因工程生产乙肝疫苗时，目的基因存在于人体 B 淋巴 细胞的 DNA 中 解析：选 B 基因治疗不能治愈所有遗传病；基因诊断又称 DNA 诊断， 即在 DNA 分子水平上分析检测某一基因， 从而对疾病作出判断， 利用的原理是 DNA 分子杂交；基因探针是用放射性同位素(或荧光分 子)标记的含有目的基因的 DNA 片段，一种基因探针只能检测水体中 的一种或一类病毒 ； 利用基因工程生产乙肝疫苗是通过构建含有乙肝 病毒表面抗原基因的重组质粒， 然后导入相应的宿主细胞， 如酵母菌 细胞，生产乙肝病毒表面抗原蛋白。 解析：选 B 基因治疗不能治愈所有遗传病；基因诊断又称 DNA 诊断， 即在 DNA 分子水平上分析检测某一基因， 从而对疾病作出判断， 利用的原理是 DNA 分子杂交；基因探针是用放射性同位素(或荧光分 子)标记的含有目的基因的 DNA 片段，一种基因探针只能检测水体中 的一种或一类病毒 ； 利用基因工程生产乙肝疫苗是通过构建含有乙肝 病毒表面抗原基因的重组质粒， 然后导入相应的宿主细胞， 如酵母菌 细胞，生产乙肝病毒表面抗原蛋白。 2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( ) 2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，导入受体细胞，使受体 细胞表达乙肝病毒的蛋白质外壳。 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，导入受体细胞，使受体 细胞表达乙肝病毒的蛋白质外壳。 3下列转基因植物与所选目的基因对应错误的是( )3下列转基因植物与所选目的基因对应错误的是( ) A抗虫棉Bt 毒蛋白基因A抗虫棉Bt 毒蛋白基因 B抗病毒转基因烟草几丁质酶基因B抗病毒转基因烟草几丁质酶基因 C抗盐碱和抗旱植物调节细胞渗透压的基因C抗盐碱和抗旱植物调节细胞渗透压的基因 D耐寒的番茄抗冻基因D耐寒的番茄抗冻基因 解析：选 B 抗病毒转基因植物常使用病毒外壳蛋白基因和病毒解析：选 B 抗病毒转基因植物常使用病毒外壳蛋白基因和病毒 的复制酶基因作为目的基因 ； 几丁质酶基因及抗毒素合成基因一般用 作抗真菌转基因植物的目的基因。 的复制酶基因作为目的基因 ； 几丁质酶基因及抗毒素合成基因一般用 作抗真菌转基因植物的目的基因。 4下列关于基因工程相关知识的叙述，正确的是( )4下列关于基因工程相关知识的叙述，正确的是( ) A 在基因工程操作中为了获得重组质粒， 必须用相同的限制酶， 露出的黏性末端可以不相同 A 在基因工程操作中为了获得重组质粒， 必须用相同的限制酶， 露出的黏性末端可以不相同 B若要生产转基因抗病水稻，可将目的基因先导入到大肠杆菌 中，再转入水稻细胞