专题113.docx

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专题113

1.3　基因工程的应用

[学习目标]　1.举例说出基因工程的应用。

2.关注基因工程的发展。

3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。

知识点一　植物基因工程的应用

知识梳理

1.植物基因工程的主要应用领域

（1）提高农作物的

抗逆能力。

（2）改良

农作物的品质。

（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

3．抗逆转基因植物

4．利用转基因改良植物品质

（1）利用转基因技术可以提高生物中

营养成分的含量、

延长蔬菜储存时间、改变花色等，从而改良作物品质。

（2）成果：

转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛花。

　1.转基因抗虫棉的目的基因是什么？

从哪种生物获取的？

提示：

Bt毒蛋白基因。

从苏云金芽孢杆菌体内提取出来的。

2．种植转基因抗虫棉若干年后，害虫会不会对转基因抗虫棉产生抗性，为什么？

提示：

会。

害虫会因基因突变产生对转基因抗虫棉的抗性。

典题分析

题型一　植物基因工程应用

[例1]　我国科学家利用基因工程技术将海藻合成酶基因转移到甘蔗体内，获得了抗旱、高产、高糖的甘蔗新品种。

以下关于植物基因工程的说法，正确的是（　　）

A．我国转基因抗虫棉是转入了植物凝集素基因培育出来的

B．可用于转基因植物的抗虫基因只有植物凝集素基因和蛋白酶抑制剂基因

C．抗真菌转基因植物中，可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因

D．提高作物的抗盐碱和抗干旱的能力，与调节渗透压的基因无关

解题分析　我国的转基因抗虫棉是转入了Bt毒蛋白基因培育出来的，A错误；抗虫基因主要有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，B错误；利用可以调节细胞渗透压的基因，可提高作物抗盐碱和抗干旱的能力，D错误。

答案　C

知识拓展

几种杀虫基因的比较

杀虫基因

基因产物

作用机理

Bt毒蛋

白基因

Bt毒蛋白

在害虫的消化道内降解为有毒的多肽，与肠上皮细胞的特异性受体结合，导致细胞膜穿孔，造成害虫死亡

蛋白酶抑

制剂基因

蛋白酶

抑制剂

与害虫消化道中的蛋白酶结合，使害虫不能正常消化食物中的蛋白质，并引起厌食反应

淀粉酶抑

制剂基因

淀粉酶

抑制剂

抑制害虫消化道中的淀粉酶活性，使害虫不能消化所摄取的淀粉，阻断害虫的能量来源

植物凝集

素基因

植物凝

集素

与害虫肠道黏膜上的某种物质结合，从而影响害虫对营养物质的吸收和利用

知识点二　动物基因工程的应用与基因工程制药

知识梳理

1.动物基因工程应用的几个方面

2．基因工程药物

（1）基因工程药物的来源：

利用转基因工程菌生产药物。

转基因工程菌是指用基因工程的方法，

使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。

（2）基因工程药物的成果：

第一种基因工程药物是

重组人胰岛素。

现在利用转基因的工程菌生产的药物已有60多种，包括

细胞因子、

抗体、

疫苗、激素等。

（3）基因工程药物的作用：

可用于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。

　1.动物乳腺生物反应器的优点及限制有哪些？

提示：

优点：

①产量高，且易收获目标产品，可以随乳汁分泌而排到动物体外；②产品质量好；③成本低；④易提取。

限制：

受性别的限制，若从动物尿液中提取目的基因产物则不受性别限制。

2．在培育动物乳腺生物反应器时，为什么将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起？

提示：

为了保证目的基因只在乳腺细胞中表达。

3．干扰素的定义及作用分别是什么？

提示：

干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白，它是一种抗病毒的特效药，对治疗某些癌症也有一定疗效。

典题分析

题型二　乳腺生物反应器的分析

[例2]　动物基因工程前景广阔，最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器，以生产所需要的药品，如转基因动物生产人的生长激素。

科学家培养转基因动物成为乳腺生物反应器时（　　）

A．仅仅利用了基因工程技术

B．不需要乳腺蛋白基因的启动子

C．利用基因枪法将人的生长激素基因导入受精卵中

D．需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”

解题分析　培育转基因动物时，除了利用了基因工程技术之外，还利用了胚胎和细胞工程技术，A错误；转基因动物成为乳腺生物反应器时，基因表达载体中必须含有乳腺蛋白基因的启动子等调控组件，这样目的基因才能在乳腺细胞中得以表达，B错误；将目的基因导入动物受精卵中利用的是显微注射法，C错误；乳腺生物反应器生产的药品需从乳汁中提取，因此转基因动物进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”，D正确。

答案　D

[例3]　下列有关乳腺生物反应器与大肠杆菌生产药物的叙述错误的是（　　）

A．前者在乳汁中提取药物，后者在细胞中或细胞产物中提取

B．前者生产药物的过程不需要严格灭菌，后者需要严格灭菌

C．前者合成的蛋白质可加工成熟，后者合成的蛋白质一般不可加工成熟

D．两者的基因与人体基因结构均相同

解题分析　动物基因的结构与人类基因的结构基本相同，大肠杆菌基因的结构与人类基因的结构不同，D错误。

答案　D

题后归纳

乳腺生物反应器与工程菌比较

知识点三　基因治疗与基因诊断

知识梳理

1.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能，从而达到治疗疾病的目的。

（2）分类

①体外基因治疗

a．方法：

先从病人体内获得

某种细胞，如T淋巴细胞，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。

b．特点：

操作复杂，但效果较为可靠。

c．成果：

将腺苷酸脱氨酶基因转入患者

淋巴细胞或造血干细胞中，治疗复合型免疫缺陷症。

②体内基因治疗

a．方法：

直接向人体组织细胞中转移

基因的治疗方法。

b．特点：

方法简便，但效果难以控制。

c．成果：

1994年美国科学家利用经过修饰的腺病毒作载体，成功地将治疗遗传性囊性纤维化病的正常基因转入患者肺组织中。

（3）用于基因治疗的基因种类：

①正常基因；②反义基因；③自杀基因。

（4）现状：

处于初期的临床试验阶段。

2．基因诊断

（1）概念：

也称

DNA诊断，即在DNA水平上分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。

（2）过程：

用

放射性同位素（如32P）或

荧光分子标记的DNA分子做探针，利用

DNA分子杂交的原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。

（3）特点：

准确性高、

不受细胞类型和发病年龄的限制，可用于遗传病的诊断。

　1.经基因治疗的患者体内是否还存在缺陷基因？

提示：

存在。

基因治疗只是导入正常基因，并没有去除缺陷基因。

2．基因治疗把健康的外源基因导入患者的哪些细胞中？

提示：

基因治疗并非把健康的外源基因导入患者的所有细胞中，而只是导入某些功能细胞中，且是体细胞。

3．基因治疗是利用基因工程产品治疗人类疾病吗？

提示：

基因治疗只是将正常的基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，并没有利用基因工程生产药物。

典题分析

题型三　基因诊断与基因治疗的区分

[例4]　下列关于基因工程应用的叙述，正确的是（　　）

A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因

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

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

解题分析　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，使基因的表达产物发挥功能达到治疗疾病的目的，A错误；基因诊断又称DNA诊断，利用的原理是DNA分子杂交，B正确；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，C错误；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，生产乙肝表面抗原蛋白，D错误。

答案　B

知识拓展

　　　　基因治疗与基因诊断的比较