2025届高中生物一轮复习导学案：基因工程的应用和蛋白质工程

基因工程的应用和蛋白质工程导学案 复习目标： (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蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋 白的过程。 一、基因工程的应用 1.乳腺生物反应器 科学家将药用蛋白基因与 的启动子等调控元件重组在一一起，通过显微注 射的方法导入哺乳动物的受精卵中，山这个受特 别发育成的转基因动物在进入泌乳期后.可以通 过分泌乳汁来生产所需要的药物这称为乳腺生 物反应器或乳房生物反应器 获取日的基因 (如人血清白蛋白基因、人生 长激素基因等药用蛋白基因) (目的基因与 构建基因表达载体 等调控元件重组) 导入哺乳动物 法) 进行早期胚胎培养后胚胎移植 发育成转基因动物 利用分泌的乳汁生产 2.利用基因工程菌生产药物 基因 细菌或酵母菌等生物的基因结构与人类基 结构 因结构有较大差异 基因 细菌细胞内缺少内质网、高尔基体等，合成 产物 的蛋白质可能不具有生物活性 受体 细胞 细胞 导入目的基因的方法 生产 需严格灭菌，严格控制工程菌生长繁殖所需 条件 的温度、PH、营养物质浓度等外界条件 产物 提取 从微生物细胞或培养液中提取相对复杂 二、蛋白质工程的原理和应用 1.概念剖析 蛋白质分子的 及其与 基础 的关系 手段 改造或合成基因 对现有蛋白质进行改造或制造出 结果 2.流程图 基因 DNA合成 C 蛋白质 E 氨基酸 DNA (三维 mRNA 序列D)叠 生物 B 结构) 功能 写出流程图中字母代表的含义： B. D E 3.蛋白质工程与基因工程的区别和联系 蛋白质工程 项目 基因工程 ￥ 预期蛋白质的功能一 设计预期的蛋白质结 目的基因的筛选与获 构→推测应有的氨基 酸序列→找到并改变 取·基因表达找体的 相对应的脱氧核苷酸◆ 过程 →构建→将目的基因导 序列（基因）或合成新的 入受体细胞·目的基 基因→获得所需要的 因的检测与鉴定 蛋白质 定向改造或生产人类 定向改造生物的遗传 所需的蛋白质 实质 ◆特性，以获得人类所需 的生物类型和生物产品 可生产自然界没有的 只能生产自然界已有 蛋白质 结果 的蛋白质 联系 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，是对现有蛋白质进行改造或制造新的 蛋白质，必须通过基因改造或基因合成实现 三、练习巩固 1.人的胰岛素基因导入大肠杆菌后不能正确表达出胰岛素，其原因是 2.为提高动物的生长速度，需将外源生长激素基因导入动物体内，应 该选择的受体细胞是什么？并说明理由。 答案： 一、1.乳腺中特异表达的基因乳腺中特异表达的基因的启动子受 精卵 显微注射 所需的药品 2.微生物Ca2+处理法 二、1.结构规律生物功能 新的蛋白质 2.转录翻译分子设计多肽链预期功能 三、1.真核细胞的基因结构不同于原核细胞，其转录出的mRNA需加工 后才能作为翻译的模板，细菌中不存在此机制 2.受精卵。受精卵体积较大，操作较容易，营养物质含量丰富，也能 保障发育成的个体所有细胞都含有外源生长激素基因，全能性较高。