2024届高三生物一轮复习课件第十单元第36讲考点四 基因工程的应用和蛋白质工程

第十单元　生物技术与工程 第36讲 基因工程 重组DNA技术的基本工具 01 基因工程的基本操作程序 02 DNA的粗提取与鉴定、DNA片段的扩增及电泳鉴定(实验) 03 基因工程的应用和蛋白质工程 04 目录 考点四　 基因工程的应用和蛋白质工程 04 [概念摘要]蛋白质工程是基因工程的延伸。 转基因抗虫植物 转基因抗病植物 转基因抗除草剂植物 改良植物的品质 提高动物的生长速率 改良畜产品的品质 基因工程的应用 让转基因哺乳动物批量生产药物 用转基因动物作为器官移植的供体 对微生物或动植物的细胞进行基因改造生产药物 医药卫生领域的应用 生产发酵奶制品 构建基因工程菌 生产氨基酸、维生素 食品工业方面的应用 培育“超级细菌” 农牧业方面的应用 1、基因工程的应用 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。 （1）蛋白质工程的概念 蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是涉及多学科的综合科技工程。 1、蛋白质工程的原理和应用 蛋白质工程的目标： 根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行设计改造。 改造蛋白质的方法： 改造或合成基因 对天然的蛋白质进行改造，为什么不是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的？ ①基因决定蛋白质的合成，改造基因即为改造蛋白质； ②改造基因可以遗传，改造蛋白质无法遗传； ③改造基因比改造蛋白质更容易操作。 （1）蛋白质工程的概念 1、蛋白质工程的原理和应用 蛋白质 （三维结构） 多肽链 预期功能 生物功能 推测 折叠 改造或合成 翻译 转录 逆中心法则，与天然蛋白质合成的过程相反 mRNA 设计 行使 目的基因 （2）蛋白质工程的基本原理 1、蛋白质工程的原理和应用 预期功能 生物功能 推测 折叠 改造或合成 翻译 转录 目的基因 蛋白质 （三维结构） 设计 行使 mRNA 实质 通过改造或合成基因，定向改造现有蛋白质，或制造新的蛋白质。 结果 生产出自然界没有的蛋白质。 （2）蛋白质工程的基本原理 1、蛋白质工程的原理和应用 ①医药工业方面 研发速效胰岛素类似物 延长干扰素体外保存时间 生产人鼠嵌合抗体 ②在其他工业方面 广泛用于改进酶的性能或开发新的工业用酶 ③在农业方面 改造某些参与调控光合作用的酶 改造微生物蛋白质结构，防治害虫 （3）蛋白质工程的应用 1、蛋白质工程的原理和应用 【概念辨析】 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。( ) × × × √ × 比较内容 乳腺生物反应器 工程菌（P91) 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 基因结构 动物基因结构与人类的基因结构基本相同 细菌和酵母菌的基因结构与人类有较大差异 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 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 1、乳腺生物反应器与工程菌生产药物的区别 项目 蛋白质工程 基因工程 操作对象 操作起点 操作水平 操作流程 结果 实质 联系 基因 基因 DNA分子水平 DNA分子水平 预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→找到并改变对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新基因→获得所需要的蛋白质 目的基因的筛选与获取→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 可生产自然界没有的蛋白质 生产自然界已有的蛋白质 通过改造或合成基因来定向改造现有蛋白质或制造新的蛋白质 将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状 ①蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程； ②蛋白质工程离不开基因工程，其包含基因工程的基本操作。 预期蛋白质功能 目的基因 2、蛋白质工程与基因工程的区别和联系 考法1　借助基因工程的应用，考查科学思维和社会责任 1．(2022·商丘期末)普通番茄细胞中含有PG基因，其能控制合成多聚半乳糖醛酸酶(简称P