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人教版生物必修讲义基因工程的应用2(高考总复习)
1990年9月14日,安德森对一例患ADA缺乏症的4岁女孩进行基因治疗。这个4岁女孩由于遗传基因有缺陷,自身不能生产ADA,先天性免疫功能不全,只能生活在无菌的隔离帐里。他们将这个女孩的白血球进行基因改造,使有缺陷的基因被健康的基因替代,然后把含正常白血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中。在以后的10个月内她又接受了7次这样的治疗,同时也接受酶治疗。后来,她的免疫功能日趋健全,能够走出隔离帐,过上了正常人的生活,并进入普通小学上学。 3、基因治疗的类型 体外基因治疗:先从病人体内获得某种细胞,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。 体内基因治疗:直接向人体组织细胞中转移的治病方法。(如将治疗囊性纤维病的正常基因转入患者肺组织) 4、基因治疗的发展现状:处于初期的临床试验阶段 5、用于基因治疗的基因种类:正常基因、反义基因和自杀基因 DNA分子杂交是基因诊断最基本的方法之一。当用一段已知基因的核苷酸序列作为探针,与被测基因进行接触,若两者的碱基完全配对成双链,则表明被测基因中含有已知的基因序列。 知识回顾:基因诊断 五、基因芯片 从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出标准图谱;从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出病变图谱。 通过比较、分析这两种图谱,就可以得出病变的DNA信息。 基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点,将成为一项现代化诊断新技术。 思考与探究: 根据所学内容,试概括写出基因工程解决了哪些生活、生产中难以解决的问题。 基因工程可以生产人类需要的药物,如胰岛素、干扰素等。我们吃的某些食品如番茄、大豆等也可以是基因工程产品。农业生产中的抗虫棉、抗病毒烟草、抗除草剂大豆等都已进入商品化生产,上述产品有些是常规方法难以生产的或者生产成本过高。 一、植物基因工程硕果累累 哪些转基因作物已进入大规模商业化应用阶段? 转基因大豆、玉米、棉花和油菜 植物基因工程技术主要用于哪些方面? 提高农作物的抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等),以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面. (一)抗虫转基因植物 1.虫害给农作物带来了哪些影响? 传统农业如何防治害虫? 有哪些不足? 2.现在已有哪些抗虫植物问世? 3. 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 请阅读P18生物资料技术卡,了解一些抗虫基因的抗虫机理。 4.抗虫棉的目的基因是什么?目的基因从何而来? 5.我国的转基因抗虫棉取得了哪些进展? (二)抗病转基因植物 1.什么是病原微生物?有哪些种类? 引起生物生病的微生物,主要有病毒、真菌和细菌等 2.为什么说常规育种很难培育出抗病毒的新品种? 3.在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因? 病毒外壳蛋白(coat protein,CP)基因; 病毒的复制酶基因 拓展:在抗病毒转基因植物中,为什么使用病毒外壳蛋白基因可以抗病毒侵染? 关于病毒外壳蛋白基因(CP基因)导入植物后的抗病毒机理,目前有几种假说。一种假说认为:CP基因在植物细胞内表达积累后,当入侵的病毒裸露核酸进入植物细胞后,会立即被这些外壳蛋白重新包裹,从而阻止病毒核酸分子的复制和翻译。另一种假说认为:植物细胞内积累的病毒外壳蛋白会抑制病毒脱除外壳,使病毒核酸分子不能释放出来。然而最近的研究表明,如果将病毒的外壳蛋白的AUG起始密码缺失,使之不能被翻译,或者将外壳蛋白基因变成反义RNA基因,整合到植物细胞染色体上,转基因植物则有很好的抗性。因此,有人认为抗性机理不是外壳蛋白在起作用,而是CP基因转录出RNA后,与入侵病毒RNA之间的相互作用起到了抗性作用。 3.在抗真菌转基因植物中使用什么基因? 几丁质酶基因和抗毒素合成基因 (三)其他抗逆转基因植物 1.哪些环境条件会造成农作物低产、减产? 盐碱、干旱、低温和涝害等 2.盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关? 细胞内的渗透压调节 在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因? 调节细胞渗透压的基因 3.转基因耐寒的烟草和番茄中哪种目的基因提高了其抗寒能力?目的基因从何而来? 鱼的抗冻蛋白基因 4.抗除草剂基因有何用途? 喷洒除草剂时,杀死田间的杂草而不损伤作物 (四)利用转基因改良植物的品质 人体(或其它脊椎动物)必不可少,而机体内又不能合成的,必须从食物中补充的氨基酸,称必需氨基酸。 必需氨基酸共有8种:赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸(甲硫氨酸)、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。 如果饮食中经常缺少必需氨基酸,可影响健康。 另外12种氨基酸是人体细胞能够合成的叫做非必需氨基酸。 你知道哪些食品中缺少必需氨基酸? 如何用转
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