2020版高中生物 第1章 生物科学与健康 第2节 基因诊断与基因治疗学案 新人教版选修211页

第2节 基因诊断与基因治疗
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1.说出基因诊断的基本含义和基本原理。
2.描述基因诊断在恶性肿瘤早期诊断中的突出作用。
3.简述基因芯片的基本含义及在生物医学方面的应用。
4.说出基因治疗的基本含义、基本步骤、优点及其前景。
知识点1 基因诊断
[知识梳理]
1.基因诊断技术的原理
指用放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测样本上的遗传信息，从而达到检测疾病的目的。
2.基因诊断的过程
构建基因探针→获得待测组织单链DNA→对待测单链DNA分子进行PCR技术扩增，将扩增获得的DNA热处理得到大量的DNA单链→将DNA转移到一种特制的尼龙膜上→将探针与尼龙膜上的DNA分子进行杂交，如果尼龙膜上含有突变基因，就会形成特定颜色的杂交斑。
3.基因诊断的特点
既客观又灵敏。
思考：用基因诊断技术可检测哪些疾病？
提示：通过直接探查基因进行诊断，不受细胞类型和发病年龄的限制，可用于部分遗传病的诊断。例如，癌细胞的病变过程，主要是由于基因调节控制失灵，通过基因诊断，将发生紊乱的基因加以修复，有希望根治癌症。
[活学活用]
应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到检测疾病的目的，这里的基因探针是指(  )
A.用于检测疾病的医疗器械
B.用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子
C.合成β­珠蛋白的DNA
D.合成苯丙羟化酶的DNA片段
解析 本题考查对基因诊断概念的理解。依据基因诊断的定义可知B项正确。
答案 B
[归纳总结]
1.DNA探针的制备方法
根据翻译产物蛋白质的氨基酸顺序查出相应的核苷酸顺序(约30个氨基酸对应的90个左右的核苷酸顺序)，再从中选出两个片段，用化学方法合成这两个片段并做同位素标记，即成探针。也可用所需的mRNA逆转录成DNA，标记后作为探针。
2.基因诊断的过程
获得目的基因→构建基因探针→从被测生物中取样→对单链DNA分子进行PCR扩增→将DNA转到特定的尼龙膜上→将DNA探针与样品进行杂交→观察杂交斑。
3.基因诊断的优点
传统诊断方法是通过表现型来推测基因型，而基因诊断是从基因着手来推断表现型，即通过直接探查基因进行诊断，不受细胞类型和发病年龄的限制，可用于部分遗传病的诊断。例如，癌细胞的病变过程，主要是由于基因调节控制失灵，通过基因诊断，就可针对具体情况进行适当的治疗。
4.基因诊断的应用
(1)对感染性疾病的诊断
利用已知病原体的基因做DNA探针，当有病原体侵入人体后，就可以快速、准确地确定病因。基因诊断可用于病毒性(如乙肝病毒)感染、细菌性(如结核杆菌)感染、寄生虫侵染、真菌性感染等病原体的检测。
(2)癌症的早期检测
通过研究，人们已阐明部分基因与癌症之间的关系。目前临床上可以用基因检测方法诊断白血病、肺癌、神经胶质瘤等疾病。例如可以用从白血病患者细胞中分离出来的癌基因做成DNA探针检测白血病。
(3)对有遗传风险的胎儿作产前诊断
通过基因诊断，不仅可以检测胎儿性别，还可以检测与染色体有关的遗传病，对于高发性遗传病(如地中海贫血症、镰刀型细胞贫血症、凝血因子缺乏症等)的基因诊断已在临床上应用，为优生优育作出了巨大贡献。
(4)在法医学上的应用
通过对人基因结构的深入研究发现，有些具有个体特征的遗传标记可用于个体识别、亲子鉴别、DNA指纹分析等司法鉴定，还可以应用于动植物检疫与转基因动物中阳性基因的检测。
知识点2 神奇的基因芯片
[知识梳理]
1.基因芯片
是将大量特定序列的DNA片段(探针)有序地固定在尼龙膜、玻片或硅片上，从而能大量、快速、平行地对DNA分子的碱基序列进行测定和定量分析。基因芯片实际上是一种高密度的DNA阵列。
2.基因芯片的应用举例
(1)发现疾病的相关基因。
(2)用于传染病的检测。
(3)基因芯片技术与医学行为的改变。
①基因芯片不仅能做到快速、准确地诊断疾病，还可指导医生针对不同患者的基因活动特点，使用不同的治疗方法，进行个体化的治疗。
②基因芯片技术还有助于发现不同个体对疾病易感性的差异。
思考：如果将来把每个人的基因做成基因芯片，你设想一下会有什么作用？
提示：基因身份证、诊断疾病、侦察罪犯等。
[活学活用]
基因诊断所利用的原...