第4章 第2节 基因工程及其延伸技术应用广泛（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步导学案（浙科版2019）

第二节　基因工程及其延伸技术应用广泛 生物学 选择性必修3 返回导航 下页 上页 [学习目标] 1.关注并举例说明基因工程和蛋白质工程改善了人类的生活品质。 2.概述蛋白质工程的原理。 3.加深对科学、技术、社会相互关系的认识，学会运用生物学原理解释社会议题，进行个人决策。 生物学 选择性必修3 返回导航 下页 上页 必备知识 自主学习 核心要点 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固训练 生物学 选择性必修3 返回导航 下页 上页 一、基因工程改善了人类的生活品质 1.应用基因工程技术诊断、治疗、研究疾病领域发展迅速，主要在以下四个方面取得了引人瞩目的成果。 (1)运用核酸分子杂交、PCR等技术进行基因诊断 ①核酸分子杂交和PCR技术常用来检测患者自身携带的 。 ②灵敏度极高的 常用于诊断患者是否感染某种病原体。 缺陷基因 PCR技术 生物学 选择性必修3 返回导航 下页 上页 (2)向患者体内导入正常基因进行基因治疗 基因治疗是指向有 的细胞中引入正常功能的基因，以 或 基因的缺陷，从而达到治疗的目的。 (3)利用转基因生物生产基因工程药物 哺乳动物的乳腺作为生物反应器生产蛋白质类药物有以下优点：乳汁可以 ； 不会对动物产生危害；乳汁成分相对简单、明确，便于药物的提纯。 基因缺陷 纠正 补偿 连续合成 频繁采集 生物学 选择性必修3 返回导航 下页 上页 (4)转基因动物可为研究疾病机理提供模型 借助转基因技术，人们不仅可以获得基因、 基因，还可以“_____”某些基因。因而转基因动物也成为研究致病机理和测试治疗方法的理想模型。 改造 敲除 生物学 选择性必修3 返回导航 下页 上页 2.应用基因工程技术进行法医鉴定，能保护受害者权益。 (1)法医鉴定包括个体识别、亲子鉴定等内容，因为涉及鉴定犯罪嫌疑人、被害人、拐卖儿童、确定遗产继承人等司法工作，是维护社会和谐稳定的重要一环。 (2)DNA指纹：每个人所拥有的DNA经过限制酶剪切、电泳、与标记的探针进行 ，得到的图谱也是特异的，就像人的指纹一样，所以科学家称之为 。 核酸分子杂交 DNA指纹 生物学 选择性必修3 返回导航 下页 上页 3.应用基因工程可培育具有优良性状的农牧业品种。 (1)通过基因工程，很多农作物在 、抗病、 、产品的品质等方面不断被改良。 (2)获得生长快、体形大、 的转基因动物一直是研究的热点。 4.基因工程技术可用于保护 。 抗虫 抗逆 性状优良 生态环境 生物学 选择性必修3 返回导航 下页 上页 二、蛋白质工程是基因工程的延伸 1.基因工程的不足 运用基因工程技术将外源目的基因导入受体细胞后，目的基因的表达结果有时并不理想，合成的蛋白质不能很好地 ，无法满足人们的需求。 2.原因：蛋白质的 是进化的结果，与特定的物种相适应。 行使功能 结构与功能 生物学 选择性必修3 返回导航 下页 上页 3.实例：β­干扰素的设计与改造 (1)利用基因工程获得的β­干扰素的缺陷 多数形成 ，总体抗病毒活性只有天然蛋白质的10%。 (2)原因：第17位半胱氨酸容易与另一个干扰素分子的半胱氨酸形成 。 (3)改造措施：科学家通过基因工程技术将β­干扰素第17位半胱氨酸密码子对应的 改为丝氨酸密码子对应的 。 (4)改造后效果：表达出的蛋白质不再形成 ，活性与天然蛋白质相似而且稳定性更高。 二聚体 二硫键 cDNA cDNA 二聚体 生物学 选择性必修3 返回导航 下页 上页 4.蛋白质工程的基本思路 蛋白质工程首先要建立蛋白质 的联系，然后依据所需蛋白质的功能，设计改造天然蛋白质的 ，推测出其 的序列，并根据“中心法则”逆推出基因的 ，进而利用基因工程技术改变DNA上 的核苷酸序列