第13单元 第2讲 基因工程的应用、蛋白质工程和DNA的粗提取-【创新教程】2024高考生物总复习大一轮教师用书word（新教材，人教单选版）

第2讲　基因工程的应用、蛋白质工程和DNA的粗提取 知识体系——定内容 核心素养——定能力 生命 观念 运用结构与功能观，理解基因工程在农牧、食品以及医药等行业的应用。 科学 思维 通过依据人们的要求改造已知蛋白质的基因来获得目标蛋白质的过程，构建蛋白质工程的流程模型。 科学 探究 理清DNA的粗提取与鉴定的原理及操作流程。 考点1　基因工程的应用和蛋白质工程 1．基因工程的应用 (1)基因工程在农牧业方面的应用 ①转基因　抗虫　植物　②转基因　抗病　植物　③转基因　抗除草剂　植物　④改良植物的品质　⑤提高动物的　生长速率　　⑥改善畜产品的品质 (2)基因工程在医药卫生领域的应用 ①对　微生物或动植物的细胞　进行基因改造，使它们生产药物。 ②让哺乳动物批量生产　药物　。 ③尝试将建立　移植器官　工厂的设想成为现实。 (3)在食品工业方面的应用：利用基因工程菌生产食品工业用酶、　氨基酸和维生素　等。 2．蛋白质工程的原理和应用 (1)蛋白质工程的概念 (2)蛋白质工程的基本原理 (3)蛋白质工程的应用 ①医药工业方面：研发药物，如延长干扰素的保存时间；降低小鼠单克隆抗体诱发免疫反应的强度。 ②其他工业方面：改进　酶　的性能或开发新的　工业用酶　。 ③农业方面：通过改造某些　参与调控光合作用的酶　，增加粮食产量；改造微生物　蛋白质的结构　，设计优良微生物农药，防治病虫害。 1．转基因抗病农作物不需要使用农药。(×) 2．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。(×) 3．由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用。(×) 4．蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。(√) 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。(×) 1．(选择性必修3P91“正文”)利用基因工程技术对猪的器官进行改造，采用的方法是在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以　抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因　，然后再结合　克隆　技术，培育出不会引起　免疫排斥　反应的转基因克隆猪器官。 2．(选择性必修3P94“思考·讨论”节选)确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的基因？ 答案：确定目的基因的碱基序列后，可以人工合成目的基因或从基因文库中获取目的基因。对基因的改造经常会用到基因定点突变技术来进行碱基的替换、增添等。 1．乳腺生物反应器与工程菌生产药物的区别 比较内容 乳腺生物反应器 工程菌 含义 指将外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白 指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类 基因表达 合成的药物蛋白与天然蛋白质相同 细菌合成的药物蛋白可能没有活性 受体细胞 动物受精卵 微生物细胞 目的基因导入方式 显微注射法 感受态细胞法 生产条件 不需严格灭菌；温度等外界条件对其影响不大 需严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件 药物提取 从动物乳汁中提取 从微生物细胞或其培养液中提取 2.蛋白质工程与基因工程的区别和联系 (情景探究)如图为通过基因工程培育抗虫棉的过程，请回答： (1)图示的转化方法是哪一种？其有何特点？ 答案：农杆菌转化法。将目的基因整合到受体细胞染色体上，可稳定遗传。 (2)抗虫棉能抗病毒、细菌和真菌吗？为什么？ 答案：不能。抗虫基因具有专一性。 (3)经上述过程培育的抗虫棉能否取得最后的成功，最简单的检测方法是什么？ 答案：做抗虫实验。 ◆[提升点1]　理解能力和获取信息的能力　 1．下列关于基因工程技术应用的叙述中，错误的是(　　 ) A．基因工程技术可定向改良农作物的某些品质 B．利用细菌代谢旺盛的特点生产基因工程药物 C．运用基因工程技术让牛合成并分泌人类抗体 D．噬菌体作为载体可以将重组DNA导入动物细胞获得转基因动物 解析：D　[基因工程技术可定向改良农作物的某些品质，A正确；利用细菌代谢旺盛的特点将细菌利用基因工程手段改造成工程菌，生产基因工程药物，B正确；运用基因工程技术将所需抗体的相关基因导入牛的受精卵中，达到让牛合成并分泌人类抗体的目的，C正确；噬菌体是细菌病毒，不能作为载体将重组DNA导入动物细胞，D错误。] 2．(2023·福建福州模拟)苏云金芽孢杆菌会合成Bt蛋白，在棉铃虫的碱性肠道环境中，Bt蛋白在特定的酶作用下产生毒性，导致棉铃虫死亡。我国科学家利用农杆菌转化法培育转Bt蛋白基因的抗虫棉。下列说法错误的是(　　 ) A．可根据苏云金杆菌的DNA特定序列设计引物，用PCR技术扩增获得Bt基因 B．需要将Bt基因整合到Ti质粒的T－DNA上，从而构建基因