第四節轉基因生物和轉基因食品一、學習目的：（1）簡述基因工程的基本原理。（2）舉例說出基因工程在農業、醫藥等領域的應用。（3）收集基因工程所獲得的成果以及發展前景。

（4）通過對書中插圖、照片等的觀察，學會科學的觀察辦法，培養學生收集和解決科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力。二、學習重點和難點1.重點(1)基因工程的基本原理。(2)基因工程的安全性問題。2.難點(1)基因工程的基本原理。(2)轉基因生物與轉基因食品的安全性。三、知識構造：（一）基因工程的概念：按照人們的意愿，把一種生物的個別基因復制出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里， 地改造生物的遺傳性狀。又叫基因拼接技術或DNA重組技術。（二）基因工程的基本內容1．基因的操作工具⑴基因的剪刀— ：重要存在于 中，一種限制性內切酶只能識別一種特定的 ，因此限制性內切酶也含有專一性。⑵基因的針線— ：把前一條脫氧核苷酸序列中的脫氧核糖基團與后一條脫氧核苷酸序列中的 “縫合”起來需要DNA連接酶。⑶基因的運輸工具— ：運載體必須含有的條件有：①能夠在宿主細胞內 并穩定地保存；②含有 限制酶切點，方便與外源基因連接；③含有某些 ，便于進行篩選。運載體有質粒、 和 等；最慣用的運載體是 ，最慣用的質粒是 ，它常含有 基因。2．基因操作的基本環節⑴提取目的基因：重要有兩條途徑：①從供體細胞的DNA中直接分離基因，最慣用的辦法是“ ”，用這種辦法獲取目的基因的優點是 ，缺點是 ；②人工合成基因。在獲取 中的目的基因時，普通常采用這種辦法。人工合成基因有兩條途徑：一條是反轉錄法；另一條是根據已知蛋白質的氨基酸序列，推測出目的基因的 ，再人工合成。⑵目的基因與運載體結合：用同一種 切割 和 ，加入 酶，形成重組DNA分子。⑶將目的基因導入受體細胞：重要是借鑒細菌或病毒侵染細胞的辦法。⑷目的基因的檢測和體現：檢測：根據受體細胞與否含有某些 ，判斷目的基因與否導入。體現：受體細胞體現出特定性狀。（三）基因工程的成果與發展前景1．基因工程與醫藥衛生：生產基因工程藥品，進行基因診療、基因治療。基因診療是用放射性同位素、熒光分子等標記的 做探針，運用 原理，鑒定被檢測標本上的 ，達成檢測疾病的目的；基因治療是把健康的外源 導入有基因缺點的細胞中，達成治療疾病的目的；基因工程用于基因治療時，沒有去除缺點細胞內的致病基因。2．基因工程與農牧業及食品工業3．基因工程與環保：能夠用于環境監測和環境凈化。環境監測方面的應用重要是用 檢測飲用水中病毒的含量；環境凈化方面的應用重要是發明出了能同時分解四種烴類的“ ”。四、例題分析例1（陜西卷）假設某一種酶是合成豌豆紅花色素的核心酶，則在基因工程中，獲得編碼這種酶的基因的兩條途徑是和人工合成基因。如果已經得到能翻譯成該酶的信使RNA，則運用該信使RNA獲得基因的環節是，然后。考點分析本題考察提取目的基因的辦法，人工合成目的基因的辦法及環節，屬于識記水平。解題思路提取目的基因的辦法有兩種，第一，從供體細胞的DNA中直接分離基因，最慣用的辦法是“鳥槍法”；第二，人工合成基因，它又有兩種合成途徑，①反轉錄法，即以目的基因轉錄形成的信使RNA為模板，反轉錄成互補的單鏈DNA，在有關酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需要的目的基因；②是根據已知蛋白質的氨基酸序列，推測出目的基因的核苷酸序列，再通過化學辦法人工合成。本題答案為：從供體細胞的DNA中直接分離基因以該酶的信使RNA為模板，反轉錄成互補的單鏈DNA在有關酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需要的基因。失分陷阱基因知識掌握的不牢固是本題失分的重要因素。例2下列技術根據DNA分子雜交原理的是用DNA分子探針診療疾病②B淋巴細胞與骨髓瘤細胞的雜交③快速敏捷地檢測飲用水中病毒的含量④目的基因與運載體結合形成重組DNA分子A.②③B.①③C.③④D.①④考點分析本題考察“基因工程的成果及發展前景”中應用到DNA探針的有關基因工程，屬于識記水平。解題思路基因診療、檢測飲用水中病毒的含量都要用到DNA探針，用DNA探針來基因診療、檢測飲用水中病毒的含量的原理就是DNA分子雜交原理。本題答案為B失分陷阱答錯此題的重要因素是沒有記住基因診療、檢測飲用水中病毒的含量都要用到DNA探針。例3.金茶花是中國特有的觀賞品種，但易得枯萎病，減少觀賞價值。科學家在某種植物中找到了抗枯萎病的基因，用轉基因辦法哺育出了抗枯萎病的新品種。請據圖回答：（1）獲得②普通用的辦法，①和②結合能形成③，最重要的是①和②經解決后含有。（2）在⑤→⑥過程中，獲得抗病基因的金茶花細胞將經歷和過程后才干形成⑦。（3）抗枯萎病金茶花的哺育成功闡明一種生物的基因體現系統能夠識別來自另一種生物的DNA的___________。（4）欲快速哺育大量該抗病新品種，應當采用的技術是____________________。通過轉基因辦法獲得的抗病金茶花，將來產生的配子中與否一定含有抗病基因？。分析：要獲得含有抗病基因的重組載體，首先用限制性內切酶切出抗病基因（目的基因），并用同一種限制性內切酶在質粒這一環狀DNA上切口，再用DNA連接酶將目的基因與質粒連接在一起，形成重組載體。將重組載體導入茶花細胞中，由這一細胞發育成的植株就產生了抗病性，闡明抗病基因已得到了體現。如果重組載體存在于茶花細胞的細胞質中，則抗病基因在茶花的有性生殖中符合細胞質遺傳，即產生的雌配子中含有抗病基因，而雄配子中普通不含有抗病基因。如果重組載體整合到了茶花細胞和中的DNA分子上，則抗病基因在茶花的有性生殖中基因發生重組，產生的配子中也不一定含有抗病基因。因此，保持后裔都含有抗病性狀的最佳辦法是無性繁殖，如植物組織培養（克隆）。答案：（1）人工合成基因 相似的黏性末端 （2）脫分化再分化（3）脫氧核苷酸序列（遺傳信息或堿基序列）（4）植物組織培養 不一定點評：絕大多數目的基因導入受體細胞中后，跟染色體DNA結合，屬于核遺傳。例4．原有基因通過DNA重組技術得以改造的動物稱為轉基因動物。現在這一技術可使羊奶中含有人體蛋白質，人類控制蛋白質合成的基因能夠替代羊染色體上的相似基因，右圖表達了這一技術的基本過程。請回答：（1）人體蛋白質基因之因此能“插入”到羊染色體內，因素是。（2）從羊染色體中“剪下”羊蛋白質基因的酶是。將人體蛋白質基因“插入”羊體細胞染色體中的酶是。（3）將人體蛋白質基因導入羊體內并成功地體現，使羊產生新的性狀。這種變異屬于。（4）舉出兩例闡明轉基因技術的應用：①；②。（5）假設人體蛋白質基因含有1個堿基對，則該基因控制合成的蛋白質共有個氨基酸。分析：本題考察識圖能力、理解能力、分析問題能力和體現水平。重要考察知識點是：蛋白質的構造、基因對性狀的控制、轉基因技術、蛋白質的簡樸計算、應用等知識點。（1）人體蛋白質基因要能夠“插入”到羊染色體內，必須規定人的DNA分子和羊染色體的DNA分子含有相似的空間構造和化學構成。（2）基因的“剪刀”是限制性內切酶，基因的“針線”是DNA連接酶。（3）通過將人的基因重新組合到羊的DNA分子中，從而使羊產生新的性狀，因此這種變異屬于基因重組。（4）實際的例子尚有：哺育抗蟲棉、哺育“向日葵豆”植株、基因治療、在動物的乳腺細胞中哺育人類需要的激素、抗體、酶等。（5）按照基因中每3對堿基決定1個氨基酸即可計算得出。答案：（1）①人和羊DNA分子的空間構造、化學構成相似；②有互補的堿基序列（答出其中一點即可）（2）限制性內切酶；DNA連接酶（3）基因重組（4）①哺育轉基因超級動物；②提供器官移植的來源（其它合理答案亦給分）（5）4000點評：目的基因導入受體細胞后，絕大多數跟染色體DNA結合。例5．如果通過轉基因技術，成功改造了某血友病女性的造血干細胞，使其凝血功效全部恢復正常。當她與正常男性結婚，婚后所生兒女的體現型為A．兒子、女兒全部正常B．兒子、女兒中各二分之一正常C．兒子全部有病，女兒全部正常D．兒子全部正常，女兒全部有病分析：通過轉基因技術改造人的造血干細胞，就是將健康人的正常基因導入患者體內，合成凝血因子，恢復正常的凝血功效。答案：C點評：血友病為X染色體上的隱性遺傳病，本題中完畢轉基因的細胞只有造血干細胞，而正常的體細胞和精原細胞沒有進行轉基因，女性患者所產生的卵細胞仍然含有血友病基因，因此，所生男孩都患病。這是做錯本題的重要因素。例6.18.1990年對一位缺少腺苷脫氨酶基因，而患先天性體液兔疫缺點病的美國女孩進行基因治療，其辦法是首先將患者的白細胞取出作體外培養，然后用逆轉錄病毒將正常腺苷脫氨酶基因轉入人工培養的白細胞中，再將這些轉基因白細胞回輸到患者的體內，通過多次治療，患者的免疫功效趨于正常。（1）為使體外培養細胞的工作成功，必須考慮的培養條件是，培養液須含有。

（2）在基因治療過程中，逆轉錄病毒的作用相稱于基因工程中基因操作工具中的，此基因工程中的目的基因是，目的基因的受體細胞是。

（3）將轉基因白細胞多次回輸到患者體內后，兔疫能力趨于正常是由于產生了，產生這種物質