第36讲 基因工程的应用及蛋白质工程-备战2023年高考生物一轮复习全考点精讲课堂（新教材）

第十六单元 生物技术与工程 第2课时 基因工程的应用及蛋白质工程 第十六单元 生物技术与工程 章节知识体系 基 因 工 程 基因工程的诞生和发展 理论基础 技术发明 基因工程的基本操作工具 限制酶 DNA连接酶 基因进入受体细胞的载体 基因工程的基本操作程序 目的基因的筛选与获取 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 筛选合适的目的基因 利用 PCR 获取和扩增目的基因 蛋白质工程 基因工程的应用 DNA 片段的扩增及电泳鉴定 农牧业、医药卫生、食品工业等 延 伸 基本原理 基本思路 崛起缘由 基因工程的概念 CONTENT 目 录 考点分析 01 能明确基因工程的概念和原理，了解基因工程的诞生和发展，认同基础理论和相关技术的发展催生了基因工程。 02 04 能阐明DNA重组技术所需的三种基本工具的作用，能完成DNA的粗提取和鉴定。 05 能理解利用PCR技术获取和扩增目标DNA片段，并用电泳鉴定PCR的产物。 06 能阐明蛋白质工程崛起的缘由，明确蛋白质工程的基本原理，能依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白质的过程。 了解基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用。 03 能阐明基因工程的基本操作程序，能针对人类生产和生活中的某一需求，选取适当的基因工程的技术和方法，尝试设计获得某一转基因产品的方案。 4 1、基因工程在农牧业方面的应用 一、基因工程的应用 抗虫功 能的基因 抗 病基因 降解或抵抗 蛋白质编 码基因 花青素代谢相关的基因 外源生长激素基因 乳糖酶基因 乳汁 一、基因工程的应用 2、基因工程在医药卫生领域的应用 基因改造 显微注射 抗原决定基因 克隆 免疫排斥 3、基因工程在食品工业方面的应用 一、基因工程的应用 工程菌 牛凝乳酶的基因 基因工程菌 二、蛋白质工程的原理和应用 1、蛋白质过程的概念 蛋工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。 2、蛋白质工程崛起的缘由 基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。这些天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。 3、蛋白质工程的基本原理 通过改造或合成基因来实现对蛋白质结构的设计改造。 4、蛋白质工程的基本思路 从预期的蛋白质功能出发 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因 获得所需要的蛋白质 → → → → 能力训练 1、生产乳腺生物反应器构建基因表达载体时有什么特别要求？为什么？ 必须把药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控元件重组在一起。因为只有连接了乳腺蛋白基因的启动子，才能保证相应的目的基因在雌性动物泌乳期乳腺细胞内得以表达 2、利用转基因细菌能否直接生产干扰素等化学本质为糖蛋白的药物？为什么？ 不能。糖蛋白合成后需要经过内质网和高尔基体的加工修饰，才具有生物活性。而细菌是原核生物，细胞中无内质网和高尔基体等其他细胞器。 3、对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？原因是什么？ 应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造。主要原因：①蛋白质具有十分复杂的空间结构，但基因的结构相对简单，容易改造；②改造后的基因可以遗传给下一代，被改造的蛋白质无法遗传。 能力训练 4、请判断对错。 ①利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中(　　) ②由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用(　　) ③蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质(　　) ④蛋白质工程可以合成自然界中不存在的蛋白质(　　) ⑤蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构(　　) ⑥种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的基因多样性(　　) ⑦蛋白质工程经常要借助计算机来建立蛋白质的三维结构模型(　　) ⑧根据蛋白质的氨基酸序列推测出的DNA碱基序列与细胞中的相同(　　) ⑨基因工程需要在分子水平对基因进行操作，蛋白质工程不需要对基因进行操作(　　) ⑩蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列(　　) × √ × × √ × × √ √ × 能力训练 5、[2022·宁夏石嘴山三中高三月考]目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等。采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是(　　) ①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序