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高中生物专题一第3节基因工程的应用课件新人教版选修3

花匠小妙招
2024-11-29 14:31

1、专题专题1基因工程基因工程第第3节基因工程的应用节基因工程的应用知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接一、植物基因工程硕果累累一、植物基因工程硕果累累提提高高农农作作物物的的_能能力力、改改良良农农作作物物的的_、利用植物生产、利用植物生产_等等。1抗虫转基因植物。抗虫转基因植物。(1)方方法法：从从某某些些生生物物中中分分离离出出具具有有_，将其导入作物中，使其具有抗虫性。，将其导入作物中，使其具有抗虫性。抗逆抗逆品质品质药物药物杀虫活性的基因杀虫活性的基因知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接(2)杀杀虫虫基基因因种种类类：Bt毒毒蛋蛋白白基基因因、_抑抑制制剂剂基基因因、_抑抑制制剂剂基基因因、植植物物凝凝集集素素基因等。基因等。(3)成果：抗虫棉、抗虫水稻等。成果：抗虫棉、抗虫水稻等。(4)意意义义：减减少少_的的使使用用，降降低低生生产产成成本本，减少环境污染，降低了对人体健康的损害。减少环境污染，降低了对人体健康的损害。淀粉酶淀粉酶蛋白酶蛋白酶农药农药知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接2抗病转基因

2、植物。抗病转基因植物。(1)植物的病原微生物：植物的病原微生物：_、_和细菌等。和细菌等。(2)方法：将方法：将_导入植物中，使其具有抗病特性。导入植物中，使其具有抗病特性。(3)抗病基因种类。抗病基因种类。抗病毒基因：病毒抗病毒基因：病毒_基因和病毒的复制酶基因基因和病毒的复制酶基因。抗真菌基因：抗真菌基因：_基因和抗毒素合成基因基因和抗毒素合成基因。病毒病毒真菌真菌抗病基因抗病基因外壳蛋白外壳蛋白几丁质酶几丁质酶知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接(4)成成果果：抗抗烟烟草草花花叶叶病病毒毒的的转转基基因因烟烟草草和和抗抗病病毒毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。的转基因小麦、甜椒、番茄等。3其他抗逆转基因植物。其他抗逆转基因植物。(1)方方法法：将将_基基因因导导入入植植物物，获获得得抗抗逆逆作作物。物。(2)抗抗逆逆基基因因：调调节节细细胞胞_的的基基因因，提提高高作作物物抗抗盐盐碱碱、抗抗干干旱旱的的能能力力；鱼鱼的的_基基因使作物耐寒；抗除草剂基因使作物抗除草剂。因使作物耐寒；抗除草剂基因使作物抗除草剂。(3)成成果果：抗抗盐盐抗抗旱旱烟烟草草、耐耐寒寒番番茄茄

3、、抗抗除除草草剂剂玉玉米等。米等。抗逆抗逆知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接渗透压渗透压抗冻蛋白抗冻蛋白4利用转基因改良植物的品质。利用转基因改良植物的品质。(1)我我国国科科学学家家将将富富含含赖赖氨氨酸酸的的_导导入入玉玉米米，获获得得的的转转基基因因玉玉米米中中赖氨酸的含量比对照组提高赖氨酸的含量比对照组提高30%。(2)我我国国科科学学家家将将控控制制番番茄茄_的的基基因因导导入番茄，获得了转基因延熟番茄。入番茄，获得了转基因延熟番茄。蛋白质编码基因蛋白质编码基因果实成熟果实成熟知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接二、动物基因工程前景广阔二、动物基因工程前景广阔1提高动物的生长速度。提高动物的生长速度。(1)基因：外源基因：外源_基因。基因。(2)成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。2改善畜产品的品质。改善畜产品的品质。(1)优良基因：优良基因：_基因。基因。(2)成果：转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少。成果：转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少。生长激素生长激素肠乳糖酶肠乳糖酶知识梳理知识梳理典例

4、剖析典例剖析栏栏目目链链接接3转基因动物生产药物。转基因动物生产药物。(1)基基因因来来源源：药药用用_基基因因_蛋蛋白白基基因因的启动子。的启动子。(2)成果：乳腺生物反应器。成果：乳腺生物反应器。4转基因动物作转基因动物作_的供体。的供体。(1)器官供体：抵制或除去器官供体：抵制或除去_。(2)成成果果 (预预期期 )：结结合合 _培培育育没没有有_的猪器官。的猪器官。蛋白蛋白乳腺乳腺器官移植器官移植抗原决定基因抗原决定基因克隆技术克隆技术免疫排斥反应免疫排斥反应知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接三、基因工程药物异军突起三、基因工程药物异军突起1方方式式：利利用用基基因因工工程程培培育育“_”来生产药品。来生产药品。2成成果果：利利用用“工工程程菌菌”可可生生产产细细胞胞因因子子、抗体、疫苗、激素等。抗体、疫苗、激素等。工程菌工程菌知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接四、基因治疗四、基因治疗1概概念念：把把_导导入入病病人人体体内内，使使该该基基因因的的表表达达产产物物发发挥挥功功能能，从从而而达达到到治治疗疗疾疾病病的的目目的

5、。的。2成成果果：将将腺腺苷苷酸酸脱脱氨氨酶酶基基因因导导入入患患者者的的淋淋巴细胞。巴细胞。3 途途径径：分分为为 _和和_。正常基因正常基因体外基因治疗体外基因治疗体内基因治疗体内基因治疗知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接知识点知识点1 1 利用基因工程生产转基因生物利用基因工程生产转基因生物( (或目的基因产物或目的基因产物) )1转基因植物。转基因植物。(1)生生产产过过程程图图解解(以以抗抗虫虫棉棉生生产产过过程程为例为例)：知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接(2)成果。成果。类别类别目的基因目的基因成果成果抗虫转基因植抗虫转基因植物物Bt毒蛋白基因、蛋白酶毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因等抑制剂基因等抗虫棉等抗虫棉等抗病转基因植抗病转基因植物物抗病毒基因抗病毒基因抗烟草花叶病毒的转抗烟草花叶病毒的转基因烟草基因烟草抗逆转基因植抗逆转基因植物物耐寒基因等耐寒基因等耐寒冷的烟草和番茄耐寒冷的烟草和番茄等等转基因改良植转基因改良植物品质物品质控制果实成熟基因控制果实成熟基因转基因延熟

6、番茄转基因延熟番茄与花青素代谢有关的基与花青素代谢有关的基因因转基因牵牛花转基因牵牛花知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接2转基因动物。转基因动物。(1)生产过程图解生产过程图解(以转基因牛生产过程为例以转基因牛生产过程为例)：知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接 (2)成果成果(或前景或前景)。知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接3.转基因微生物。转基因微生物。(1)生生产产过过程程图图解解(以以可可生生产产干干扰扰素素酵酵母母菌菌的的培培育育过过程为例程为例)：知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接(2)应应用用：利利用用基基因因工工程程培培育育“工工程程菌菌”来来生生产产药药品品，是是基基因因工工程程的的低低成成本本高高效效益益的的工工程程产产业业。例例如如：可可以以通通过过转转基基因因培培育育的的工工程程菌菌生生产产人人胰胰岛岛素素、细细胞胞因因子子、抗抗体体、疫疫苗苗、激激素素、白白细细胞胞介介素素、干干扰扰素、乙肝疫苗等。素、乙肝疫苗等。知识梳理知识

7、梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接例例1 1 继继哺哺乳乳动动物物乳乳腺腺生生物物反反应应器器研研发发成成功功后后，膀膀胱胱生生物物反反应应器器的的研研究究也也取取得得了了一一定定进进展展。最最近近，科科学学家家培培育育出出一一种种转转基基因因小小鼠鼠，其其膀膀胱胱上上皮皮细细胞胞可可以以合合成成人人的的生长激素并分泌到尿液中。请回答：生长激素并分泌到尿液中。请回答：(1)将将人人的的生生长长激激素素基基因因导导入入小小鼠鼠受受体体细细胞胞，常常用用方法是方法是_。(2)进进行行基基因因转转移移时时，通通常常要要将将外外源源基基因因转转入入_中中，原原因因是是_. 知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接(3)通通常常采采用用_技技术术检检测测外外源源基基因因是否插入了小鼠的基因组。是否插入了小鼠的基因组。(4)在在研研制制膀膀胱胱生生物物反反应应器器时时，应应使使外外源源基基因因在在小小鼠鼠的的_细细胞胞中中特特异异表表达达。跟跟乳乳腺腺生生物物反反应应器器相比，膀胱生物反应器有何优势？相比，膀胱生物反应器有何优势？_。知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目

8、链链接接解解析析：在在基基因因工工程程中中，若若受受体体细细胞胞是是动动物物细细胞胞，常常采采用用显显微微注注射射的的方方法法导导入入目目的的基基因因。若若要要使使小小鼠鼠膀膀胱胱上上皮皮细细胞胞合合成成人人的的生生长长激激素素，在在进进行行基基因因转转移移时时，当当作作受受体体细细胞胞的的通通常常是是受受精精卵卵，其其原原因因是是受受精精卵卵具具有有全全能能性性，可可使使外外源源基基因因在在相相应应组组织织细细胞胞中中得得到到表表达达。检检测测目目的的基基因因是是否否插插入入到到受受体体细细胞胞的的基基蜃蜃椋椋捎捎玫玫氖氖DNA分分子子杂杂交交技技术术。乳乳腺腺生生物物反反应应器器生生产产药药物物受受生生物物发发育育期期和和性性别影响，而膀胱生物反应器则不受其影响。别影响，而膀胱生物反应器则不受其影响。知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接答答案案：(1)显显微微注注射射(2)受受精精卵卵(或或早早期期胚胚胎胎)受受精精卵卵(或或早早期期胚胚胎胎细细胞胞)具具有有全全能能性性，可可使使外外源源基基因因在在相相应应组组织织细细胞胞表表达达(3)DNA分分子子杂杂交交(核

9、核酸酸探探针针)(4)膀膀胱胱上上皮皮处处于于不不同同生生长长发发育育时时期期的的雌雌雄雄动动物物均均可生产药物可生产药物知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接变变式式迁迁移移1为为扩扩大大可可耕耕地地面面积积，增增加加粮粮食食产产量量，黄黄河河三三角角洲洲等等盐盐碱碱地地的的开开发发利利用用备备受受关关注注。我我国国科科学学家家应应用用耐耐盐盐基基因因培培育育出出了了耐耐盐盐水水稻稻新新品品系系。据据此此完完成成(1)(4)题。题。知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接变变式式迁迁移移 (1)获获得得耐耐盐盐基基因因后后，构构建建重重组组DNA分分子子所所用用的的限限制制酶酶作作用用于于上上图图中中的的_处处，DNA连连接接酶酶作作用用于于_处。处。(填填“a”或或“b”)(2)将将重重组组DNA分分子子导导入入水水稻稻受受体体细细胞胞的的常常用用方方法法有农杆菌转化法和有农杆菌转化法和_。知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接变变式式迁迁移移(3)由由导导入入目目的的基基因因的的水水稻稻细细胞胞培培养养成成植植株株需需要要

10、利用利用_技术。技术。(4)为为了了确确定定耐耐盐盐转转基基因因水水稻稻是是否否培培育育成成功功，既既要要用用放放射射性性同同位位素素标标记记的的_作作探探针针进进行行分分子子杂杂交交检检测测，又又要要用用_方方法法从从个个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。体水平鉴定水稻植株的耐盐性。知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接解解析析：(1)限限制制酶酶和和DNA连连接接酶酶的的作作用用部部位位都都是是脱脱氧氧核核苷苷酸酸链链上上相相邻邻两两脱脱氧氧核核苷苷酸酸之之间间的的磷磷酸酸二二酯酯键键，即即a处处，只只不不过过前前者者是是断断裂裂，后后者者是是形形成成。(2)将将重重组组DNA分分子子导导入入植植物物受受体体细细胞胞常常用用的的方方法法有有农农杆杆菌菌转转化化法法、基基因因枪枪法法、花花粉粉管管通通道道法法。(3)将将含含有有目目的的基基因因的的水水稻稻细细胞胞培培养养成成植植株株的的技技术术是是植植物物组组织织培培养养，其其核核心心是是脱脱分分化化和和再再分分化化。(4)基基因因工工程程检检测测包包括括目目的的基基因因的的检检测测和和目目的的基基因因是是否否转转录录出出

11、mRNA的的检检测测，两两者者都都用用放放射射性性标标记记的的目目的的基基因因(耐耐盐盐基基因因)作作为为探探针针检检测测，而而鉴鉴定属于个体水平，需要一定浓度盐水浇灌进行实验。定属于个体水平，需要一定浓度盐水浇灌进行实验。变变式式迁迁移移知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接答案答案：(1)aa(2)基因枪法基因枪法(花粉管通道法花粉管通道法)(3)植物组织培养植物组织培养(4)耐耐盐盐基基因因(目目的的基基因因)一一定定浓浓度度盐盐水水浇浇灌灌(移移栽到盐碱地中栽到盐碱地中)变变式式迁迁移移知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接点点评评：(1)基基因因工工程程育育种种相相对对于于传传统统杂杂交交育育种种的的比较。比较。变变式式迁迁移移杂交育种杂交育种转基因育种转基因育种原理原理基因重组基因重组异源异源DNA(基因基因)重组重组处理方处理方法法杂交杂交自交自交筛选。筛选。先通过两个具有不同先通过两个具有不同优良性状的纯种杂交优良性状的纯种杂交得到得到F1，然后再将，然后再将F1自交，人工筛选获取自交，人工筛选获取所需品种所需品种提提装装导导

12、检检选。提选。提取目的基因，装入运载体，取目的基因，装入运载体，导入受体细胞，检测与鉴导入受体细胞，检测与鉴定目的基因，筛选出符合定目的基因，筛选出符合要求的新品种要求的新品种优点优点使位于不同个体上的使位于不同个体上的多个优良性状集中于多个优良性状集中于一个个体上，即一个个体上，即“集集优优”目的性强，育种周期短，目的性强，育种周期短，克服远缘杂交不亲和的障克服远缘杂交不亲和的障碍，可培育出高产、优质碍，可培育出高产、优质或具有特殊用途的动植物或具有特殊用途的动植物品种品种知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接变变式式迁迁移移缺点缺点育种时间长育种时间长技术复杂、工作量大、技术复杂、工作量大、操作繁琐操作繁琐应用应用用纯种高秆抗病小麦与用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦秆抗病小麦转基因大豆、转基因超转基因大豆、转基因超级绵羊、转基因超级鲤级绵羊、转基因超级鲤鱼等鱼等(2)动动物物基基因因工工程程中中，一一般般是是将将目目的的基基因因导导入入受受精精卵卵或或卵卵细细胞胞(需需与与精精子子结结合合进进一一步步形形成成受受精精卵卵)中

13、中；但但在在一一定定条条件件下下也也可可导导入入体体细细胞胞中中，直直接接获获得得含含目目的的基基因因的的动动物物细细胞胞，或或进进一一步步通通过过核核移移植植技技术术和和胚胚胎胎移移植植技技术术获获得得含含目目的的基基因因的的克克隆隆动动物。物。知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接变变式式迁迁移移(3)利利用用基基因因工工程程只只能能生生产产蛋蛋白白质质类类的的药药物物，而而不不能能生生产产其其他他成成分分的的药药物物。因因为为目目的的基基因因的的表表达产物为蛋白质，而非其他物质。达产物为蛋白质，而非其他物质。知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接知识点知识点2 2 基因治疗基因治疗1原原理理：基基因因治治疗疗是是把把正正常常基基因因导导入入病病人人体体内内有有基基因因缺缺陷陷的的细细胞胞中中，使使该该基基因因的的表表达达产产物物发发挥挥功功能能，从从而而达达到到治治疗疗疾疾病病的的目目的的，这这是是治治疗疗遗遗传传病病的的最有效的手段。最有效的手段。2过过程程：基基因因治治疗疗有有体体外外基基因因治治疗疗和和体体内内基基因因治疗两种途径，其中体

14、外基因治疗过程如下图：治疗两种途径，其中体外基因治疗过程如下图：知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接3注注意意：基基因因治治疗疗并并非非把把健健康康的的外外源源基基因因导导入入患患者者的的全全部部细细胞胞，而而只只是是导导入入某某些些功功能能细细胞胞中中，且且是是体体细细胞胞。例例如如对对于于白白血血病病的的基基因因治治疗疗主主要要就就是是给给患患者者的的造造血血干干细细胞胞导导入入正正常常基基因因。外外源源基基因因是是不不可可遗遗传传的的，治疗好的患者后代仍有可能患病。治疗好的患者后代仍有可能患病。知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接例例2 2 科科学学家家们们对对一一位位缺缺乏乏腺腺苷苷酸酸脱脱氨氨酶酶基基因因而而患患严严重重复复合合型型免免疫疫缺缺陷陷症症的的美美国国女女孩孩进进行行基基因因治治疗疗，其其方方法法是是首首先先将将患患者者的的淋淋巴巴细细胞胞取取出出做做体体外外培培养养，然然后后用用逆逆转转录录病病毒毒将将正正常常腺腺苷苷酸酸脱脱氨氨酶酶基基因因转转入入人人工工培培养养的的淋淋

15、巴巴细细胞胞中中，再再将将这这些些转转基基因因淋淋巴巴细细胞胞回回输输到到患患者者体体内内，经经过过多多次次治治疗疗，患患者者的的免免疫疫功功能能趋趋于于正正常常。据据此完成此完成(1)(4)题。题。(1)基基因因治治疗疗是是把把健健康康的的_导导入入有有_的细胞中，以达到治疗疾病的目的。的细胞中，以达到治疗疾病的目的。知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接(2)在在基基因因治治疗疗过过程程中中，逆逆转转录录病病毒毒的的作作用用相相当当于于基基因因工工程程中中基基因因操操作作工工具具中中的的_。此此基基因因工工程程中中的的目目的的基基因因是是_，目目的的基基因因的的受受体体细胞是细胞是_。(3)将将转转基基因因淋淋巴巴细细胞胞多多次次回回输输到到患患者者体体内内后后，免免疫疫能能力力趋趋于于正正常常，是是由由于于淋淋巴巴细细胞胞中中能能合合成成_。(4)下下图图甲甲所所示示的的方方法法是是从从_的的DNA中中直直接接分分离离出出基基因因，图图乙乙所所示示的的方方法法是是用用_方方法法人人工工合成基因。合成基因。知识梳理知识梳理典例

16、剖析典例剖析栏栏目目链链接接知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接解解析析：图图甲甲表表示示用用限限制制酶酶将将供供体体细细胞胞的的DNA切切成成许许多多片片段段，然然后后将将片片段段通通过过载载体体转转入入到到不不同同的的受受体体细细胞胞，从从中中找找到到目目的的基基因因。图图乙乙表表示示用用目目的的基基因因转转录录成成的的信信使使RNA为为模模板板，逆逆转转录录成成互互补补的的单单链链DNA，再再合成双链合成双链DNA，从而获得目的基因。，从而获得目的基因。答答案案：(1)外外源源基基因因基基因因缺缺陷陷(2)载载体体(或或基基因因的的运运输输工工具具)腺腺苷苷酸酸脱脱氨氨酶酶基基因因淋淋巴巴细细胞胞(3)腺腺苷酸脱氨酶苷酸脱氨酶(4)供体细胞逆转录供体细胞逆转录知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接2下列说法不正确的是下列说法不正确的是()A干干扰扰素素是是动动物物或或人人体体细细胞胞受受到到病病毒毒侵侵染染时时产生的一种糖蛋白产生的一种糖蛋白B基因治疗是治疗遗传病的最有效手段基因治疗是治疗遗传病的最有效手段C体内基因治疗是基因治疗的一种形式体内

17、基因治疗是基因治疗的一种形式D体体外外基基因因治治疗疗仅仅指指体体外外完完成成基基因因转转移移这这个个环节环节变变式式迁迁移移知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接解解析析：人人类类遗遗传传病病是是很很难难用用一一般般药药物物进进行行治治疗疗的的，基基因因治治疗疗是是把把正正常常基基因因导导入入病病人人体体内内，使使该该基基因因的的表表达达产产物物发发挥挥功功能能，从从而而达达到到治治疗疗疾疾病病的的目目的的，这这是是治治疗疗遗遗传传病病的的最最有有效效的的手手段段。基基因因治治疗疗包包括括体体外外基基因因治治疗疗和和体体内内基基因因治治疗疗两两种种方方式式。体体外外基基因因治治疗疗是是先先从从病病人人体体内内获获得得某某种种细细胞胞，进进行行培培养养，然然后后，在在体体外外完完成成基基因因转转移移，再再筛筛选选成成功功转转移移的的细细胞胞扩扩增增培培养养，最最后后重重新新输输入入患患者者体体内内。体体内内基基因因治治疗疗是是指指直直接接向向人人体体组组织织细胞中转移基因的治病方法。细胞中转移基因的治病方法。答案：答案：D变变式式迁迁移移知识梳理知识梳理典例剖析典例剖析栏栏目目链链接接

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