??疏导引导
1.植物基因工程的成果?
植物基因工程的成果都是由两方面组成:一是外源基因来源;二是外源基因的表达成果。虽然教材内容繁多,杂乱无章,但是我们在掌握时只要抓住植物基因工程的外源基因是什么,该基因是通过基因工程技术导入植物细胞,使其表达,产生人们所需要的产品,如抗虫转基因植物的外源基因是杀虫基因。外源基因还有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。成果是抗虫棉等。
2.动物基因工程的成果?
动物基因工程的成果也是由两方面组成:一是外源基因,如生长激素基因、肠乳糖酶基因、药用蛋白基因、抗原决定基因等;二是外源基因在动物体内的表达成果,如动物生长速率加快、转基因鲤鱼、乳房生物反应器、没有免疫反应的克隆猪器官。
3.基因工程药品?
利用基因工程培育“工程菌”来生产药品,是基因工程的低成本高效益的工程产业,可以通过转基因培育的工程菌生产人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素、白细胞介素、干扰素等。
4.利用微生物生产药物的优越性?
所谓利用微生物生产蛋白质类药物,是将人们需要的某种蛋白质的编码基因构建成表达载体后导入微生物,然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药物。与传统的制药相比,它有以下优越性:?
(1)利用活细胞作为表达系统,表达效率高,无需大型装置和大面积厂房就可以生产出大量药品。?
(2)可以解决传统制药中原料来源的不足。例如,胰岛素是治疗糖尿病患者的药物,一名糖尿病患者每年所需的胰岛素需要从40头牛或50头猪的胰脏中才能提取到。1978年科学家用2000L大肠杆菌发酵液得到了100g胰岛素,相当于从1000kg猪胰脏中提取的量。又如,生长激素是治疗侏儒症患者的药物,治疗一名侏儒症患者每年需要从80具尸体的脑下垂体中提取生长激素。利用基因工程菌发酵生产就不需要从动物或人体上获取原料。??
(3)降低生产成本,减少生产人员和管理人员。
活学巧用
用现代生物技术培育生物新品种,其优越性在于…?()?
A.克隆技术可以快速繁育优良性状的家畜?
B.现代转基因技术可迅速改变生物的基因组成?
C.现代生物技术迅速使新品种形成群落?
D.现代生物技术可克服远源杂交不亲和的障碍?
解题提示:群落是在一定自然区域内,相互之间具有直接和间接关系的各种生物的总和。解决该类题目的规律:基因工程是在两个物种之间转移基因,克服两物种之间由于生殖隔离不能进行基因交流的障碍。?
答案:ABD
下列实例中,涉及基因重组的是()?
A.我国著名育种专家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻品种?
B.英国科学家利用细胞核移植技术克隆出小绵羊?
C.荷兰科学家将人乳高铁蛋白基因移植到牛体内并获得成功?
D.乘宇宙飞船上过太空的辣椒种子结出的果实较平常的大一倍以上?
解题提示:袁隆平培育出的超级水稻品种是利用杂交技术,根据基因重组原理培育成功的,故A对。C项为基因工程的产物,基因工程也是利用基因重组原理,把一种生物的基因转移到另一种生物体内,定向地改造生物的遗传性状,即把不同种生物的基因组合在一起,并得以表达的过程,故C对。B项克隆小绵羊的产生是无性生殖的过程,无基因重组现象。太空育种是利用基因突变原理,故B、D错。解决该类题目的规律:基因重组有两种类型:一是有性生殖过程中非等位基因的重新组合;二是DNA拼接技术即基因工程。?
答案:AC
一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备,作为教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃,有效的提高课堂的教学效率。写好一份优质的教案要怎么做呢?下面是小编帮大家编辑的《遗传和基因工程》,仅供您在工作和学习中参考。
选修本
第12课时 遗传和基因工程——基因工程简介
知识精华
1、基因工程的概念:又叫________技术或DNA重组技术。它是按照人们意愿,把一种生物的基因导入到另一种生物的细胞中,定向的改变生物性状。
2、基因操作的工具
(1)基因的__________――――限制性内切酶。
(2)基因的__________――――DNA连接酶。
(3)基因的__________――运载体。
3、基因操作的基本步骤
(1)提取____________________――直接分离基因和人工合成基因。
(2)目的基因与__________结合――使目的基因载入到运载体中,形成重组DNA。
(3)将目的基因导入______细胞――常采用显微注射技术和感染法
(4)目的基因的________与表达――据运载体上的标记基因判断导入与否,据受体细胞表现出特定的性状,判断目的基因表达与否。
4、基因工程的成果与发展前景
(1)医药卫生:生产基因工程药品;基因诊断(DNA探针);基因治疗。
(2)农牧业及食品工业:农业上获得具抗性能力的新品种;畜牧养殖业培养优良品种的转基因动物;食品业为人类开辟新的食物来源。
(3)环境保护:环境监测;环境的净化
例题领悟
例1、下列关于质粒的叙述,正确的是()
A、质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器
B、质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状DNA分子
C、质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制
D、细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的
解析:从两个方面分析,(1)质粒是一个小型环状DNA分子,它可以进入细菌细胞,存在于细胞内,但它不是宿主细胞的细胞器;(2)质粒是一个重要的运载体,通常利用质粒与目的基因结合,形成重组质粒。答案:B
例2、下列不属于获得目的基因的方法是 ()
A、“鸟枪法”B、转录法
C、反转录法D、根据已知氨基酸序列合成法
解析:从两个方面分析,(1)获取目的基因的途径有两条:一条是直接分离基因;另一条是人工合成基因。直接合成基因也就是“鸟枪法”;人工合成基因又有两条途径,一条是“逆转录法”,另一条是根据已知的氨基酸序列合成基因;(2)所谓转录是指以DNA的一条链为模板,遵循碱基互补配对原则合成mRNA的过程,此过程不能获得DNA(基因)。答案:B
自我评价
一、选择题
1、从浩瀚的“基因海洋”中获得特定的目的基因的方法有()
①从供体细胞的DNA中直接分离基因 ②从受体细胞的DNA中直接分离基因 ③人工合成基因④复制
A、①②B、①③C、③④D、②④
2、下列说法正确的是()
A、质粒是基因工程中唯一的运载工具
B、人工合成基因可以以RNA为模板
C、检测到标记基因所表达出来的性状,则说明受体细胞中的目的基因已成功表达
D、重组的DNA分子必须含有抗药性基因,即标记基因。
3、下列说法正确的是()
A、基因治疗主要是对缺陷的细胞进行修复
B、基因工程的产品是获得大量的目的基因
C、用苯丙氨酸羟化酶基因探针可以检测出镰刀型细胞贫血症
D、用DNA探针检测饮水中病毒的含量,可精确到10个病毒每吨水
4、下列说法不正确的是 ()
A、基因的运载体从本质上来看是一种分子量较小的DNA分子
B、苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因可以通过基因工程在棉花细胞中表达
C、基因工程的产品往往是一些蛋白质类物质
D、“工程菌”是从自然界分离出来,可作为基因工程中的受体细胞
5、基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞的原因是
A、结构简单,操作方便B、繁殖速度快 ()
C、遗传物质含量少,易操作D、性状稳定,变异少
二、简答题
6、中国科学家陈炬成功地把人的抗病毒干扰素基因植入烟草的细胞中并“嫁接”到其DNA分子上,使烟草获得了抗病毒的能力。试分析回答:
(1)人的抗病毒干扰素的化学本质是_______。
(2)在该实验操作过程用到的工具酶有_______和______。
(3)人的抗病毒干扰素基因之所以能“嫁接”到植物的DNA分子上去,是因为____________________________。
(4)烟草有了抗病毒的能力,这表明烟草体内产生了________。这个事实说明,人和植物共同有一套________,蛋白质的合成方式________。
(5)这个事实也说明,现代地球上的生物是由共同的原始祖先经过漫长的地质年代进化而来,它们之间有着或远或近的_______关系。
自我评价答案
一、1、B 2、B 3、D 4、D 5、B
二、6、(1)蛋白质
(2)限制性内切酶 DNA连接酶
(3)人和植物的DNA分子,具有相同的结构(双螺旋结构)和化学组成(基本组成单位)
(4)人的干扰素基因 遗传密码 转录和翻译
(5)亲缘
一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备,作为教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容,帮助授课经验少的教师教学。所以你在写教案时要注意些什么呢?下面是由小编为大家整理的“基因工程的发展前景”,欢迎您参考,希望对您有所助益!
辅导教案
基础链接温故知新
一、光合作用
1.光合作用的光反应在叶绿体的________上进行,碳反应是一系列的________反应,在________进行,二氧化碳被还原为糖的过程为________循环,此循环所需要的能量来自于光反应产生的NADPH和________。
2.光合作用速率受温度、光强度和________浓度的影响。
3.C4植物与C3植物相比,最大的特点是能利用较低浓度的________。
二、蛋白质
1.蛋白质和核酸共有的化学元素是________,糖类中只含有C、H、O三种元素。蛋白质是由若干________经脱水缩合而形成的。
2.蛋白质是生物体性状的______________者。其合成过程可用“中心法则”,表现为:______________________________。
一、1.类囊体膜 酶促 类囊体基质 卡尔文 ATP
2.二氧化碳 3.CO2
二、1.C、H、O、N 氨基酸 2.体现
聚焦科技扫描知识
基因工程虽然取得了一定的成就,但科学是无止境的。科学家正致力于其他领域,如蛋白质工程、人类基因组科学和发育生物学、神经生物学,相信生物技术的未来是美好的。
一、科学家在基因工程方面的最新尝试
1.光合作用(photosynthesis)
能进行光合作用的生物不一定有叶绿体,如光合细菌。
ks5u
(1)概念:植物细胞和某些细菌利用太阳能将无机物(CO2和H2O)合成有机物(C6H12O6)并释放氧气(O2)的过程。
(2)意义:是植物重要的生理活动,人类直接或间接地依赖于光合作用。
(3)提高光合作用效率的因素
①环境因素:光照、二氧化碳浓度、矿质元素。
②内在因素:叶绿体色素、酶等。
其中,通过基因工程可以改变酶的活性来提高光合作用的效率。
(4)通过改变酶的活性提高光合作用效率的尝试
①改良二磷酸核糖羧化酶。使它的反应平衡偏向于对二氧化碳的固定(即提高其羧化酶活性,降低其加氧酶活力),减少呼吸的浪费,增加对二氧化碳的固定速率,消除或减低光呼吸这一竞争性反应,提高农作物的产量。
②C3植物向C4植物的转化。将二磷酸核糖羧化酶除去或灭活,引入这种基因改造过的叶绿体,同时增加导致C4固定的酶的活性。即使C3型叶绿体与C4型叶绿体共存于一个细胞内。
③对光调节基因进行改造。光控制着叶绿体的发育和光合作用的许多基因,改造这些基因可提高光合作用的效率。
2.生物固氮(biologicalnitrogenfitation)
豆科植物本身不能固氮,而是与其共生的固氮菌具有固氮能力。
(1)概念:通过微生物将分子氮转化为含氮化合物的过程。
虽然大气中的氮气含量非常多,但植物不能直接利用分子氮,必须利用含氮化合物,而固氮微生物就能实现这一目标。
(2)对作物的价值和意义
氮是生物生长发育和光合作用(光合酶、叶绿素成分中都含有氮元素)必需的矿质元素;减少化肥的用量,降低农业生产成本,增加粮食产量和保护生态环境等。
(3)应用基因工程设计使非豆科植物具有固氮能力
(4)研究现状
固氮能力是由许多固氮基因共同控制的,机理复杂,因此目前还没有培育出具有固氮能力的非豆科农作物。
3.生物反应器(bioreactor)
(1)什么是生物反应器:就是用来生产蛋白质药物(包括疫苗)的动植物。
(2)基因工程构建生物反应器的程序。
反应器的四大优点:①产量高,易获得目标产品;②目标产品质量好,因为乳腺组织具有一整套全面对蛋白质进行合成和加工的能力;③产品成本低;④从奶牛中提取产品,操作简单。
首先获得需要生产的蛋白质药物的目的基因,然后选择合适的运载体(多以病毒)并与运载体结合形成重组DNA分子,再将重组DNA分子转入受体生物(动物或植物)内,从而得到生物反应器。
(3)实例:动物乳腺生物反应器。
操作大致过程为:获取目的基因→构建基因表达载体→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)。
因为动物所有的体细胞都是由受精卵发育成的,故其乳腺细胞中含有重组基因并进行选择性表达,产生出抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要的医药产品。
4.蛋白质工程(proteinengineering)
(1)概念:利用基因工程的技术,对天然蛋白质进行改造,以便获得具有理想生物学功能的蛋白质。
蛋白质工程可以创造新的、自然界不存在的蛋白质分子。
目前,蛋白质工程主要是改造现有的蛋白质,通过修改蛋白质中的氨基酸序列来改进蛋白质的结构和构象,提高蛋白质的活性、稳定性和产率。
也可以利用基因工程改造蛋白质。如下方法:
预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。
(2)与基因工程的关系
蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的,是第二代基因工程。
基因工程的实质:将一种生物的基因转移到另一种生物体内,产生本不能产生的蛋白质,从而产生新性状。原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。
蛋白质工程的目的:生产符合人们生活需要的并非自然界已存在的蛋白质。
二、基因工程的未来
基因工程是一种新鲜的事物,也是一把“双刃剑”,人们对此会有不同的看法。只要科学地、合理地加以利用,相信基因工程一定会使我们的生活更美好。
纲举目张理清结构
基因工程的研究在动植物育种、人类疾病防治及生态保护方面取得了一定的成就,但科学家永不放弃研究,又致力于新的尝试,努力使基因工程为人类提供更大的帮助。
突破难点化解疑点
1.分析说明基因工程应用研究的实质。
探究发现:将一种生物的基因转移到另一种生物体内,后者可以生产它本不能生产的蛋白质,进而表现出新的性状。
基因工程可以发生在不同植物之间、不同动物之间以及微生物与动植物之间。目的基因位于微生物体内,可以转基因至植物或动物体内,如植物的抗性基因大多来源于细菌或病毒;目的基因位于动物体内,如动物的生长激素基因、胰岛素基因等可转移至细菌中大量生产;当然在植物与植物之间、动物与动物之间更容易发生。
不同的生物甚至亲缘关系比较远的生物之所以能发生基因重组,是由于各种生物基因的结构基本相同,在遗传上共用一套遗传密码。
我的发现
2.蛋白质工程与基因工程有何关系?
探究发现:简单地讲,蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构和生物活力的作用机制之间的关系,利用基因工程的手段,按照人类自身的需要,定向地改造天然的蛋白质,甚至于创造新的、自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子。蛋白质工程在诞生之日起就与基因工程密不可分。基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内,并在其中进行表达,它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质。蛋白质工程则更进一步根据分子设计的方案,通过对天然蛋白质的基因进行改造,来实现对其所编码的蛋白质的改造,它的产品已不再是天然的蛋白质,而是经过改造的,具有了人类所需要的优点的蛋白质。天然蛋白质都是通过漫长的进化过程自然选择而来的,而蛋白质工程对天然蛋白质的改造,好比是在实验室里加快了的进化过程,期望能更快、更有效地为人类的需要服务。
基因工程是遵循中心法则,从DNA→mRNA→蛋白质→折叠产生功能,基本上是生产出自然界已有的蛋白质。
蛋白质工程是直接改造天然蛋白质或按照以下思路进行:确定蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→应有的氨基酸序列→应有的碱基排列,可以创造自然界不存在的蛋白质。
我的发现
作为优秀的教学工作者,在教学时能够胸有成竹,作为高中教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点,帮助高中教师提前熟悉所教学的内容。我们要如何写好一份值得称赞的高中教案呢?小编经过搜集和处理,为您提供基因工程及其应用(2)学案,欢迎阅读,希望您能阅读并收藏。
第6章(从杂交育种到基因工程)
第课时课题名称
时间第周星期课型新授课主备课人张勤让
目标1.举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。
2.关注转基因生物和转基因食品的安全性。
重点基因工程在农业、医药等领域的应用二次备课
难点基因工程在农业、医药等领域的应用
自
主
学
习一、学生阅读课本104-105页第一段
依据课本归纳基因工程的应用两个主要方面
1、基因工程与作物育种
(1)我国科学家培育抗棉铃虫的转基因抗虫棉的相关问题
(2)该科技成果在环保上的重要作用
(3)人们利用基因工程方法培育出了的转基因作物和转基因动物。
2、基因工程和药物研制
转基因药物有那些?
二、学生阅读课本105-106页包括资料分析,明确:
1.什么是转基因生物?
2.什么是转基因食品?
3.讨论:转基因生物和转基因食品的安全性
生成问题:
精
讲
互
动下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,请据图回答:
(1)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程?___。为什么?______________________。
(2)过程②、③必需的酶分别是、。
(3)在利用AB获得C的过程中,必须用___切割A和B,使它们产生相同的_,再加入,才可形成C。
(4)为使过程⑧更易进行,可用(药剂)处理D。等
(5)图中的B起到运载体的作用,它应该符合的条件为________,能起到这种作用的有等。图中的D是基因工程中的__细胞,能作这种细胞的有等。
达
标
训
练1.有关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
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目前任何一种药物都可以运用在基因工程来生产。
D基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳定、品质优良和具有抗逆性的农作物。
2.下列关于基因工程的叙述,正确的是:()
A.基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因
B.细菌质粒是基因工程常用的运载体
C.通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA,用另一种处理运载体DNA
D.为育成抗除草剂的作物新品种,导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体
3.与“限制性内切酶”作用部位完全相同的酶是:()
A.反转录酶B.RNA聚合酶C.DNA连接酶D.解旋酶
4.1987年,美国科学家将萤火虫的萤光素基因转入烟草植物细胞,获得高水平的表达。长成的植物通体光亮,堪称自然界的奇迹。这一研究成果表:()
①萤火虫与烟草植物的DNA结构基本相同
②萤火虫与烟草植物共用一套遗传密码/
③烟草植物体内合成了萤光素
④萤火虫和烟草植物合成蛋白质的方式基本相同
A.①和③B.②和③C.①和④D.①②③④
5.苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞是否已表达,其检测方法是:()
A.是否有抗生素抗性B.是否能检测到标记基因
C.是否有相应的性状D.是否能分离到目的基因
6.科学家通过基因工程培育抗虫棉时,需要从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因,“放入”棉花的细胞中与棉花的DNA结合起来并发挥作用,请回答下列有关问题:
(1)从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是,此工具主要存在于中,其特点是 。
(2)进行基因操作一般要经过的四个步骤
是、、 、。
文章来源:http://m.jab88.com/j/54488.html
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