第10单元 第45讲 基因工程的应用与蛋白质工程（word教参）-【正禾一本通】2024高考生物高三一轮总复习高效讲义（多选版,新教材新高考）

第45讲　基因工程的应用与蛋白质工程 【课标要求】1.举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。2.举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。 　　考点1　基因工程的应用 梳理必备知识 1．基因工程在农牧业方面的应用 应用领域 主要方法 成果举例 转基因动物 转基因抗虫植物 从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因，将它导入作物中 转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻、马铃薯等 转基因抗病植物 将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中 转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等 转基因抗除草 剂植物 将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物中 转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等 转基因动物 改良植 物品质 将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中 提高转基因玉米中赖氨酸含量等 将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中 提高了矮牵牛的观赏价值 提高动物的 生长速率 将外源生长激素基因导入动物体内 转基因鲤鱼 改善畜产品 的品质 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中 转基因牛分泌的乳汁中，乳糖含量降低 2.基因工程在医药卫生领域的应用 应用领域 主要方法 成果举例 生产 药物 用微生物或动植物细胞生产药物 对微生物或动植物的细胞进行基因改造 细胞因子、抗体、疫苗和激素等 让哺乳动物批量生产药物 将药用蛋白基因与乳腺中特异性表达的基因的启动子等调控元件重组在一起 乳腺生物反应器 建立移植器官工厂 抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因 转基因克隆动物器官 3.基因工程在食品工业方面的应用 应用领域 主要方法 成果举例 基因 工程菌 构建基因工程菌，用发酵技术大量生产 生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等 其他应用 培育出可以降解多种污染物的“超级细菌” 经过基因改造的微生物来生产能源等 【易错辨析】　 1．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株。(√) 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。(×) 提示：导入的是动物的受精卵细胞，诱导在乳腺细胞中表达。 3．基因工程技术已被广泛用于改良动植物品种、提高作物和畜产品的产量等方面。(√) 4．由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用。(×) 提示：此干扰素须经人工处理加上糖基才能应用。 落实素养题组 1．新冠疫苗生产的途径及原理如图所示，相关叙述不正确的是(　　) A．重组蛋白疫苗具有抗原性但不能侵染进入宿主细胞 B．感染过腺病毒的人可能由于存在腺病毒抗体，使疫苗作用效果较差 C．注射核糖核酸疫苗后，该疫苗能直接刺激机体产生特异性免疫 D．传统疫苗生产通常采用动物细胞体外培养病毒使其增殖 解析：选C。重组蛋白疫苗具有抗原性，但由于没有核酸且选取的是部分基因片段的表达产物，所以不能侵染进入宿主细胞，A正确；感染过腺病毒的人可能由于存在腺病毒抗体，抗体可能会清除疫苗，导致疫苗作用效果较差，B正确；注射核糖核酸疫苗后，该疫苗需要先表达出蛋白质才能刺激机体产生特异性免疫，C错误；传统疫苗是体外培养病毒并灭活得到的，由于病毒只能寄生在活细胞内，所以需要采用动物细胞体外培养病毒使其增殖，D正确。 2．(不定项)部分糖尿病患者需长期注射胰岛素治疗。人们最初从破碎动物胰腺中无法提取胰岛素，后来利用基因工程技术，提取人胰岛素mRNA，逆转录得到DNA，将其导入大肠杆菌，培养大肠杆菌生产胰岛素，给成千上万患者带来了福音。下列选项不正确的是(　　) A．利用大肠杆菌生产的胰岛素，可以不经修饰和加工直接投入使用 B．胰腺细胞膜上可能含有葡萄糖的受体，也可能含有神经递质的受体 C．从破碎胰腺中无法提取胰岛素，原因是胰液中含胰蛋白酶，能水解胰岛素 D．人体细胞中都含有胰岛素基因，因此各种细胞中均能提取到胰岛素mRNA 解析：选AD。胰岛素是外分泌蛋白，在核糖体上合成后需要内质网和高尔基体的加工，大肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体，因此利用大肠杆菌生产的胰岛素，还需要修饰和加工后才能投入使用，A错误；血糖平衡调节是神经—体液调节，胰岛A细胞和胰岛B细胞膜上既有感受血液中葡萄糖浓度变化的受体，又有接受神经调节中产生的神经递质的受体，B正确；用破碎胰腺的方法无法提取胰岛素的原因是胰腺腺泡组织分泌的胰液中含胰蛋白酶，能水解胰岛素，C正确；人体体细胞中虽然都含有胰岛素基因，但只在胰岛B细胞中才能表达，产生胰岛素mRNA，因此只能从胰岛B细胞中提取胰岛素mRNA，D错误。 3．(2022·山东日照三模)β－1，3葡聚糖酶可以水解许多