高三生物一輪復(fù)習(xí)課件第十單元第36講考點(diǎn)四基因工程的應(yīng)用和蛋白質(zhì)工程

第十單元生物技術(shù)與工程第36講

基因工程重組DNA技術(shù)的基本工具01基因工程的基本操作程序02DNA的粗提取與鑒定、DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定(實(shí)驗(yàn))03基因工程的應(yīng)用和蛋白質(zhì)工程04目錄考點(diǎn)四

基因工程的應(yīng)用和蛋白質(zhì)工程04[概念摘要]蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸。轉(zhuǎn)基因抗蟲植物轉(zhuǎn)基因抗病植物轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物改良植物的品質(zhì)提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速率改良畜產(chǎn)品的品質(zhì)基因工程的應(yīng)用讓轉(zhuǎn)基因哺乳動(dòng)物批量生產(chǎn)藥物用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為器官移植的供體對(duì)微生物或動(dòng)植物的細(xì)胞進(jìn)行基因改造生產(chǎn)藥物醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用生產(chǎn)發(fā)酵奶制品構(gòu)建基因工程菌生產(chǎn)氨基酸、維生素食品工業(yè)方面的應(yīng)用培育“超級(jí)細(xì)菌”農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用1、基因工程的應(yīng)用指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。（1）蛋白質(zhì)工程的概念蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程，是涉及多學(xué)科的綜合科技工程。1、蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)：

根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。改造蛋白質(zhì)的方法：改造或合成基因?qū)μ烊坏牡鞍踪|(zhì)進(jìn)行改造，為什么不是直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過對(duì)基因的操作來實(shí)現(xiàn)的？①基因決定蛋白質(zhì)的合成，改造基因即為改造蛋白質(zhì)；②改造基因可以遺傳，改造蛋白質(zhì)無(wú)法遺傳；③改造基因比改造蛋白質(zhì)更容易操作。（1）蛋白質(zhì)工程的概念1、蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用蛋白質(zhì)（三維結(jié)構(gòu)）多肽鏈預(yù)期功能生物功能推測(cè)折疊改造或合成翻譯轉(zhuǎn)錄逆中心法則，與天然蛋白質(zhì)合成的過程相反mRNA設(shè)計(jì)行使目的基因（2）蛋白質(zhì)工程的基本原理1、蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用預(yù)期功能生物功能推測(cè)折疊改造或合成翻譯轉(zhuǎn)錄目的基因蛋白質(zhì)（三維結(jié)構(gòu)）設(shè)計(jì)行使mRNA實(shí)質(zhì)通過改造或合成基因，定向改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造新的蛋白質(zhì)。結(jié)果生產(chǎn)出自然界沒有的蛋白質(zhì)。（2）蛋白質(zhì)工程的基本原理1、蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用①醫(yī)藥工業(yè)方面研發(fā)速效胰島素類似物延長(zhǎng)干擾素體外保存時(shí)間生產(chǎn)人鼠嵌合抗體②在其他工業(yè)方面廣泛用于改進(jìn)酶的性能或開發(fā)新的工業(yè)用酶③在農(nóng)業(yè)方面改造某些參與調(diào)控光合作用的酶改造微生物蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，防治害蟲（3）蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用1、蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用【概念辨析】1．轉(zhuǎn)基因抗病農(nóng)作物不需要使用農(nóng)藥。()2．利用乳腺生物反應(yīng)器能夠獲得一些重要的醫(yī)藥產(chǎn)品，如人的血清白蛋白，這是因?yàn)閷⑷说难灏椎鞍谆驅(qū)肓藙?dòng)物的乳腺細(xì)胞中。()3．由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后可直接應(yīng)用。()4．蛋白質(zhì)工程的目的是改造或合成人類需要的蛋白質(zhì)。()5．蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)。()×××√×比較內(nèi)容乳腺生物反應(yīng)器工程菌（P91)含義指將外源基因在哺乳動(dòng)物的乳腺中特異表達(dá)，利用動(dòng)物的乳腺組織生產(chǎn)藥物蛋白指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達(dá)的菌類基因結(jié)構(gòu)動(dòng)物基因結(jié)構(gòu)與人類的基因結(jié)構(gòu)基本相同細(xì)菌和酵母菌的基因結(jié)構(gòu)與人類有較大差異基因表達(dá)合成的藥物蛋白與天然蛋白質(zhì)相同細(xì)菌合成的藥物蛋白可能沒有活性生產(chǎn)條件不需嚴(yán)格滅菌；溫度等外界條件對(duì)其影響不大需嚴(yán)格滅菌；嚴(yán)格控制工程菌所需的溫度、pH、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度等外界條件藥物提取從動(dòng)物乳汁中提取從微生物細(xì)胞或其培養(yǎng)液中提取1、乳腺生物反應(yīng)器與工程菌生產(chǎn)藥物的區(qū)別項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程操作對(duì)象操作起點(diǎn)操作水平操作流程結(jié)果實(shí)質(zhì)聯(lián)系基因基因DNA分子水平DNA分子水平預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)氨基酸序列→找到并改變對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）或合成新基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)目的基因的篩選與獲取→構(gòu)建基因表達(dá)載體→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測(cè)與鑒定可生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)通過改造或合成基因來定向改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì)將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，后者可以產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀①蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程；②蛋白質(zhì)工程離不開基因工程，其包含基因工程的基本操作。預(yù)期蛋白質(zhì)功能目的基因2、蛋白質(zhì)工程與基因工程的區(qū)別和聯(lián)系考法1借助基因工程的應(yīng)用，考查科學(xué)思維和社會(huì)責(zé)任1．(2022·商丘期末)普通番茄細(xì)胞中含有PG基因，其能控制合成多聚半乳糖醛酸酶(簡(jiǎn)稱PG)，PG能破壞細(xì)胞壁使番茄軟化不耐儲(chǔ)藏。科學(xué)家將抗PG基因?qū)敕鸭?xì)胞，培育出了抗軟化、保鮮時(shí)間長(zhǎng)的轉(zhuǎn)基因番茄。如圖表示抗PG基因的作用原理，下列有關(guān)敘述正確的是(

)CA．該轉(zhuǎn)基因番茄具有抗軟化、保鮮時(shí)間長(zhǎng)的原理是抗PG基因能阻止PG基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄過程，使細(xì)胞不能合成PGB．采用PCR技術(shù)將抗PG基因進(jìn)行體外擴(kuò)增時(shí)，在該技術(shù)的反應(yīng)體系中除模板、引物、原料外，還需要逆轉(zhuǎn)錄酶C．將抗PG基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上構(gòu)建基因表達(dá)載體D．若將抗PG基因?qū)爰?xì)胞核，可避免抗PG基因通過花粉傳播進(jìn)入其他植物而導(dǎo)致“基因污染”考法1借助基因工程的應(yīng)用，考查科學(xué)思維和社會(huì)責(zé)任2．(2022·湖北省部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)甲醇酵母菌是基因工程中常用的受體菌，它可以高效表達(dá)外源蛋白，但自身蛋白分泌到培養(yǎng)基的較少。研究人員將人的膠原蛋白基因?qū)爰状冀湍钢胁⒊晒Ρ磉_(dá)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A．用兩種酶切割目的基因和質(zhì)粒，可防止目的基因反向連接和質(zhì)粒的自身環(huán)化B．常用顯微注射法將膠原蛋白基因?qū)爰状冀湍钢蠧．與大腸桿菌相比，甲醇酵母作受體菌所表達(dá)出的膠原蛋白與人體產(chǎn)生的膠原蛋白結(jié)構(gòu)更相近D．與其他酵母菌相比，甲醇酵母作受體菌便于表達(dá)出的膠原蛋白的分離與純化B考法2圍繞蛋白質(zhì)工程，考查科學(xué)思維3．(2022·錦州期末)為心?；颊咦⑸浯髣┝康膖-PA(一種能高效降解血栓的單鏈糖蛋白，主要由血管內(nèi)皮細(xì)胞合成、分泌并釋放進(jìn)血液)會(huì)誘發(fā)顱內(nèi)出血。研究證實(shí)，將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，能顯著降低出血等副作用，據(jù)此分析錯(cuò)誤的是(

)A．若利用大腸桿菌來生產(chǎn)t-PA，需要對(duì)其合成的t-PA進(jìn)行后期改造B．改造t-PA的技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程C．欲將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，應(yīng)直接對(duì)蛋白質(zhì)(t-PA)進(jìn)行改造D．可利用抗原—抗體雜交技術(shù)來檢測(cè)轉(zhuǎn)基因的大腸桿菌是否分泌了t-PACA．該過程屬于蛋白質(zhì)工程，最終還必須通過改造或合成基因來完成B．構(gòu)建新的胰島素首先要從預(yù)期新的胰島素基因功能開始C．新的胰島素生產(chǎn)過程依然遵循中心法則D．新的胰島素基因的脫氧核苷酸序列可能有多種考法2圍繞蛋白質(zhì)工程，考查科學(xué)思維4．(不定項(xiàng))(2022·河北定州期中)胰島素可用于治療糖尿病，天然胰島素制劑容易形成二聚體或六聚體，皮下注射往往要經(jīng)歷一個(gè)逐漸解離為單體的過程，這在一定程度上延緩了療效?？茖W(xué)家希望對(duì)胰島素進(jìn)行改造，下圖是新的速效胰島素的生產(chǎn)過程，下列有關(guān)敘述正確的是(

)ACD1、下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的說法，正確的是()A．必須從預(yù)期蛋白質(zhì)的功能出發(fā)B．在分子水平上直接改造蛋白質(zhì)C．可以不涉及轉(zhuǎn)錄和翻譯過程D．不需要借助基因工程的相關(guān)技術(shù)A2、下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的設(shè)計(jì)思路不正確的是()A．從蛋白質(zhì)的功能推測(cè)蛋白質(zhì)應(yīng)有的結(jié)構(gòu)B．從蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測(cè)氨基酸的排列順序C．從氨基酸的排列順序推測(cè)脫氧核苷酸的排列順序D．蛋白質(zhì)工程完全不遵循中心法則D作業(yè)3、下列哪項(xiàng)不是植物基因工程技術(shù)的主要應(yīng)用()A．提高農(nóng)作物的抗逆性B．生產(chǎn)某些天然藥物C．改良農(nóng)作物的品質(zhì)D．作器官移植的供體D4、下列關(guān)于基因工程的成果及應(yīng)用的說法，正確的是()A．用基因工程方法培育的抗蟲植物也能抗病毒B．利用基因工程菌只能生產(chǎn)藥物C．基因工程使人們更容易培育出優(yōu)良性