1、选修三 专题 1 1.3 基因工程的应用 一、 学习目标 1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 2.关注基因工程的进展。 3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。 二、教学建议 1.课时数：本节教学建议用 1 课时。 2.课时侧重点： （1）基因工程在农业和医疗等方面的应用。 3.教学策略 （1）加强收集信息和处理信息环节的指导。 基因工程的应用是基因工程基本操作程序的一个必然结果。如果本节只作为成果的学 习，那么就显得思维力度不足了。为此，建议加强指导学生收集和处理信息这一环节。具 体做法如下： 无论是学习转基因植物方面的应用，还是学习转基因动物方面的应用，乃至转基因工 程菌生产药物方
2、面的应用，首先必须寻找目的基因。教师可利用表 1-1，指导学生整理课 本中提供的信息，填写此表。这样做既可以调动学生学习的积极性，也增强了他们分析和 处理信息的能力。 表 1-1 转基因生物与目的基因的关系 转基因生物 目的基因 目的基因从何来 抗虫棉 Bt 毒蛋白基因 苏云金芽孢杆菌 抗真菌立枯丝核菌的烟草 几丁质酶基因和抗毒素合成基因 抗盐碱和干旱作物 调节细胞渗透压的基因 耐寒的番茄 抗冻蛋白基因 鱼 抗除草剂大豆 抗除草剂基因 增强甜味的水果 降低乳糖的奶牛 甜味基因 肠乳糖酶基因 生产胰岛素的工程菌 人胰岛素基因 人 指导学生提高处理信息的能力，还可以体现在对教材内容的重组上。例如，
3、我们可以 解决当前世界上存在的重大问题作为主题，如以解决“粮食”、“环境污染”、“能源危 机”、“攻克不治之症”等问题作为主题，让学生将课文中的知识或学生知道的课外的基 因工程应用方面的知识进行重组。这样的活动不仅培养了学生处理信息的能力，还会使学 生感悟到肩负的社会责任，从而激发用科学技术报效祖国的志向。 （2）课文中的一些难点，建议采用小组讨论，师生共同归纳的方法学习。 课文中有几处是学生学习感兴趣的知识，但文字说明不多，学生学习有一定难度。例 如 “什么叫乳腺生物反应器”、 “什么叫工程菌”、 “什么是基因治疗” 等。教师可 创设问题情境，让学生讨论，加深用已有知识认识新事物的能力。学生
4、想不到的地方，可 由师生共同归纳。例如，学习乳腺生物反应器时，学生提出“给我们讲讲乳腺生物反应器 究竟是怎么回事”。这时教师可提出以下问题，让学生讨论。 用动物乳腺作为反应器，生产高价值的蛋白质（如教材中列举的血清白蛋白、抗凝 血酶等）比工厂化生产的优越之处有哪些？ 用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的？ 第一个问题，既可以解决乳腺生物反应器的优越性问题，而且显示了社会需求是乳腺 生物反应器这一创新成果产生的动力。学生在充分讨论和发表观点的基础上，师生共同归 纳出乳腺生物反应器的优点：产量高、质量好、成本低、易提取。 第二个问题，用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程
5、与转基因动物操作 过程相同。而不同之处可由教师提出：为了将目标产品在奶中形成，需要使用乳腺组织中 特异表达的启动子，要在编码目的蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特异表达的启动子 构建成表达载体。 操作过程大致归纳为：获取目的基因（例如血清白蛋白基因）构建基因表达载体 （在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）显微注射导入哺乳动物受精卵中形成胚 胎将胚胎送入母体动物发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体中，转入的基因才 能表达）。 关于工程菌的学习，也可结合基因工程操作程序，予以说明，并结合微生物生长和代 谢的特点，说明工程菌生产药物的优越性。 关于基因治疗，可结合课文中的具体实例，归纳出大致治疗
6、过程。至于是否采用讨论 方式，可根据课堂时间而定。如果时间紧，也可采用教师引导学习的方法。 三、达标检测 1下列关于基因工程应用的叙述中，错误的是 ( ) A提高植物的抗性 B提高产品产量和品质 C提高植物的光合作用效率 D保护生物多样性，维持生态平衡 2运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的 Bt 毒蛋白基因转移到优质油菜里，培育出抗 虫的转基因油菜品种。根据以上信息，下列叙述正确的是 ( ) ABt 毒蛋白基因的化学成分是蛋白质 BBt 毒蛋白基因中会有菜青虫的遗传物质 C转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有 Bt 毒蛋白基因 D转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物 3番茄营养丰富，是
7、人们喜爱的蔬菜。普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶的控制基因，控 制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。科学家通过基 因工程将一种抗多聚半乳糖醛酸酶的基因导入番茄细胞，获得了抗软化番茄。下列关于培育 抗软化番茄的叙述，错误的是 ( ) A运载工具是质粒 B受体细胞是番茄细胞 C目的基因为多聚半乳糖醛酸酶基因 D目的基因的表达延缓了细胞的软化 4上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提 高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高 30 多倍。“转基因动 物”是指 ( ) A提供基因的动物 B基因组中增加外源基
8、因的动物 C能产生白蛋白的动物 D能表达基因信息的动物 5转基因技术可以改良动物品种，生产人类需要的药用蛋白。下列符合生产药用蛋白的是 ( ) A养殖转生长激素基因鲑鱼 B养殖抗口蹄疫病毒转基因兔 C养殖转乳糖酶基因牛 D从牛乳汁中获得人血清蛋白 6关于用转基因动物作器官移植供体的研究的叙述，不正确的是 ( ) A器官短缺和免疫排斥是目前制约人体器官移植的两大难题 B猪的内脏构造、大小和血管分布与人极为相似 C灵长类动物体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒少于猪 D无论以哪种动物作为供体，都需在其基因组中导入某种调节因子以抑制抗原决定基因的 表达，或设法除去抗原决定基因 7下列不属于基因工程药物的
9、是 ( ) A从大肠杆菌体内获取的白细胞介素 B从酵母菌体内获取的干扰素 C从青霉菌体内获取的青霉素 D从大肠杆菌体内获取的胰岛素 8治疗复合型免疫缺陷症、白化病、囊性纤维化病等人类遗传病的根本途径是 ( ) A口服化学药物 B注射化学药物 C利用辐射或药物诱发致病基因突变 D采用基因治疗法纠正或弥补缺陷基因带来的影响 9“工程菌”是指 ( ) A用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系 B用遗传工程的方法，把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到的新细胞体系 C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 D从自然界中选取能迅速增殖的菌类 10有关动物基因工程的说
10、法，错误的是 ( ) A将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速度 B将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，使获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大 大减低 C利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要的药品的生产问题 D用转基因动物作为器官移植的供体时，导入的是调节因子，而不是目的基因，因此无 法抑制抗原的合成 11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 12在用基因工程技术构
11、建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是 ( ) A用限制酶切割烟草花叶病毒的核酸 B用 DNA 连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C将重组 DNA 分子导入烟草原生质体 D用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 13利用基因工程生产蛋白质药物，经历了三个发展阶段。第一阶段：将人的基因转入细菌细 胞；第二阶段：将人的基因转入小鼠等动物的细胞。前两个阶段都是进行细胞培养，提取 药物。第三阶段：将人的基因转入高等动物体，饲养这些动物，从乳汁、尿液等中提取药 物。 (1)将人的基因转入异种生物的细胞或个体内，能够产生药物蛋白的原理是基因能控制 _过程(以遗传信息图示表示)。 (2)为了获得更
12、多的目的基因，可以用_技术使目的基因在生物体外大量 扩增。 (3)由于重组 DNA 分子成功导入受体细胞的频率_，所以在转化后通常需要进行 _操作。 (4)利用转基因牛、羊乳汁提取药物工艺简单，甚至可以直接饮用治病。如果将药物蛋白 基因移到动物如牛、羊的膀胱上皮细胞中，利用转基因牛、羊尿液生产提取药物比乳汁提 取药物的更大优越性在于：处于不同发育时期的_(填性别)动物可产生药物。 14如图所示为人体正常红细胞和镰刀型细胞贫血症患者红细胞形态及镰刀型细胞贫血症的基 因治疗过程，请回答以下问题： (1)_图细胞为镰刀型细胞贫血症的红细胞，这种病是由于_造成的。 (2)写出以下结构或物质的名称： A
13、_；D._。 (3)写出以下过程的操作内容： _ _； 用携带正常基因的载体(病毒)侵染造血干细胞； _ _； _ _。 (4)该方法属于_(填“体内”或“体外”)基因治疗，其特点是_ _ _。 答案 1D 2C 3C 4B 5D 6C 7C 8D 9C 10D 11B 12A 13(1)DNARNA蛋白质(性状) (2)PCR(聚合酶链式反应) (3)低 筛选 (4)雌性、雄性 14(1)乙 基因突变 (2)合成血红蛋白的正常基因(目的基因) 造血干细胞 (3)将正常基因导入到载体中 将载体(携带正常基因)导入到造血干细胞染色体上 经过改造的造血干细胞输入到患者骨髓中产生正常的血细胞 (4)体外 操作复杂但效果较为可靠
