2024届高三一轮复习生物：基因工程的应用、蛋白质工程和DNA的粗提取课件

生 物 一 轮 复 习 第十三单元 基因工程 第2讲 基因工程的应用、蛋白质工程 和DNA的粗提取 考点1　基因工程的应用和蛋白质工程 探究实践十六　DNA的粗提取和DNA片段的扩增及 电泳鉴定 1 基因工程的应用和蛋白质工程 1、基因工程在农牧业方面的应用 抗虫功 能的基因 抗 病基因 降解或抵抗 一、基因工程的应用 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 大本P334 (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？ 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？ 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？ 做抗虫实验。 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 目的基因（药用蛋白基因）的筛选与获取 乳腺蛋白基因的启动子等调控组件 基因表达载体 显微注射法 受精卵 早期胚胎培养 早期胚胎 胚胎移植 母体动物 转基因动物，通过分泌乳汁获得所需要的药物 构建 发育 实例1.乳房（乳腺）生物反应器： 胚胎移植前，应取滋养层，做DNA分析，鉴定性别，保留雌性 让药用蛋白基因只在乳腺细胞中特异性表达 思考题： 1）为什么要将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起？ 2）目的基因可在乳腺细胞中表达，其他组织细胞中含有该目的基因吗？ 。理由是： 。 含有 因为它们都是由同一个受精卵分裂、分化而来的 3）利用乳腺生物反应器生产蛋白质，有什么局限性？如何改进？ 受性别和发育时期的限制 将目的基因与膀胱上皮细胞中特异表达的基因的启动子重组， 制备膀胱生物反应器，从尿液中提取。 4）乳腺生物反应器的含义是什么？ 乳腺生物反应器指整个转基因动物，而不是转基因动物的乳腺 5）乳腺生物反应器经有性生殖产生的后代一定可以产生目标蛋白吗？ 不一定； ①目的基因在受体细胞中不是成对存在的，相当于杂合子，配子中可能不含该基因，则有性生殖产生的后代中可能不含目的基因； ②有性生殖产生的后代可能为雄性，不能分泌乳汁。 实例2.用基因工程菌生产药物：（如细胞因子、抗体、疫苗、激素等） ⑵. 用大肠杆菌生产人胰岛素的流程： ⑴.工程菌： 用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类称为基因工程菌 ①人胰岛素基因的筛选和获取：用RT-PCR（逆转录PCR）获取人胰岛素基因（cDNA） ②人胰岛素基因表达载体的建构：用限制酶和DNA连接酶将人胰岛素基因（要添加启动子、终止子）与质粒拼接，构建基因表达载体； ③将人胰岛素基因导入大肠杆菌细胞：用Ca+处理大肠杆菌，将重组质粒导入大肠杆菌； ④人胰岛素基因的检测与鉴定：检测筛选出成功转化的大肠杆菌 ⑤进行发酵培养（菌种扩大培养、配置培养基、灭菌、接种、发酵、产物的分离和提纯） 思考：目前除了可以利用大肠杆菌生产人胰岛素，还可以用酵母菌来生产人胰岛素，请从细胞的结构与功能相适应的角度考虑，二者生产的人胰岛素有何不同？ 大肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体，无法对合成的胰岛素肽链进行加工，没有生物活性; 酵母菌是真核生物，有内质网和高尔基体，可以对合成的胰岛素肽链进行一定的加工和修饰，有生物活性。 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 基因表达 合成的药物蛋白与天然蛋白质相同 受体细胞 目的基因导入方式 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 指让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 细菌合成的药物蛋白可能没有活性 动物受精卵 微生物细胞 显微注射法 Ca2+处理法 从动物乳汁中提取 从微生物细胞或其培养液中提取 实例3、用转基因动物做器官移植的供体 ①供体动物： 。 ②存在难题：存在 反应。 ③解决办法：将供体基因组导入某种基因调节因子，以抑制 的表达，或设法除去 ，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。 猪 免疫排斥 抗原决定基因 抗原决定基因 ①猪的内脏构造、大小、血管分布与人的极为相似 ②与灵长类动物相比，猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒少得多 思考题：为什么可以用猪的器官解