第10单元 第43讲 基因工程的应用和蛋白质工程(课件PPT)-【赢在微点·顶层设计】2025年高中生物学高考一轮总复习（多选版）

高考复习顶层设计·生物 赢在微点 高考复习顶层设计 生物 选择性必修3　生物技术与工程 第十单元　生物技术与工程 第43讲　基因工程的应用和 蛋白质工程 1.举例说明基因工程在农牧业、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。2.概述人们根据基因工程原理,进行蛋白质设计和改造,可以获得性状和功能更符合人类需求的蛋白质。3.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。 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 微考点·大突破 核心考点 深度解析 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考点一　基因工程的应用 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 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 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 2.基因工程在医药卫生领域的应用 基因 改造 特 异表达的基因的启动子 显微注射 受精卵 调节因子 抗原决定基因 克隆 免疫排斥 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 提醒　乳腺生物反应器与膀胱生物反应器 ①乳腺生物反应器是利用转基因动物的乳汁生产药用蛋白,具体过程如下 ②膀胱生物反应器是利用转基因动物的尿液生产药用蛋白,其优点是不受动物的性别、生长发育时期的限制,提取简单高效。 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 3.基因工程在食品工业方面的应用 基因工程菌 牛凝乳酶的基因 基因工程菌 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 1.判断正误。 (1)外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快。(选择性必修3 P89“正文”) ( ) (2)干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白,在临床上被广泛应用。(选择性必修3 P90“资料卡”) ( ) (3)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。(选择性必修3 P90“资料卡”) ( ) 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (4)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。(选择性必修3 P90“正文”) ( ) (5)用基因工程的方法,使外源基因得到高效表达的菌类一般称为基因工程菌。(选择性必修3 P91“相关信息”) ( ) 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 2.(选择性必修3 P90“正文”)生产乳腺生物反应器构建基因表达载体时有什么特别要求?为什么? 答:_________________________________________________________ ___________________________________________________________ __________________________。 3.(选择性必修3 P90“正文”)利用转基因细菌能否直接生产干扰素等化学本质为糖蛋白的药物?为什么? 答:_________________________________________________________ _____。 必须把药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控元件重组在一起。因为只有连接了乳腺蛋白基因的启动子,才能保证相应的目的基因在乳腺细胞内表达 不能。因为细菌中只有核糖体,没有内质网和高尔基体等其他细胞器 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 4.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___________________________________________________________ ____________________________________。 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 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 角度　结合基因工程的应用,考查社会责任 1.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PG),PG能破坏细胞壁使番茄软化不耐储藏。科学家将抗PG基因导入番茄细胞,培育出了抗软化、保鲜时间长的转基因番茄。如图表示抗PG基因的作用原理,下列有关叙述正确的是(　　) 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 A.该转基因番茄具有抗软化、保鲜时间长的原理是抗PG基因能阻止PG基因表达的转录过程,使细胞不能合成PG B.采用PCR技术将抗PG基因进行体外扩增时,在该技术的反应体系中除模板、引物、原料外,还需要逆转录酶 C.将抗PG基因插入Ti质粒的T⁃DNA上构建基因表达载体 D.若将抗PG基因导入细胞核,可避免抗PG基因通过花粉传播进入其他植物而导致“基因污染” 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　据题图可知,抗PG基因与PG基因转录成的mRNA正好相互结合,阻止了PG基因表达的翻译过程,使细胞不能合成PG,A项错误;PCR过程所需要的条件有:模板、引物、原料、Taq DNA聚合酶,B项错误;将抗PG基因插入Ti质粒的T⁃DNA上构建基因表达载体,C项正确;花粉中的雄配子几乎不含质基因,所以为避免抗PG基因通过花粉传播进入其他植物而导致“基因污染”,应将抗PG基因导入细胞质,D项错误。 答案　C 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 2.利用转基因山羊乳腺生物反应器生产丁酰胆碱酯酶,可治疗有机磷中毒。下列叙述错误的是(　　) A.应该用山羊乳腺中特异表达的基因的启动子构建基因表达载体 B.通过体细胞克隆可将丁酰胆碱酯酶基因传递给子代 C.通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊乳腺细胞 D.山羊乳腺细胞可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　要得到转基因山羊乳腺生物反应器,在构建基因表达载体时需要乳腺中特异表达的基因的启动子,使目的基因只在乳腺细胞中表达, A项正确;通过体细胞克隆可将丁酰胆碱酯酶基因传递给子代,B项正确;通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊受精卵,C项错误;山羊乳腺细胞含有内质网和高尔基体,可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶,D项正确。 答案　C 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 乳腺生物反应器与工程菌的比较 比较内容 乳腺生物反应器 工程菌 含义 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微生物 基因表达 合成的药物蛋白与天然蛋白相同 细菌合成的药物蛋白可能没有 活性 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 受体细胞 动物受精卵 微生物细胞 目的基因导入方式 显微注射法 Ca2+处理法 生产条件 不需要严格灭菌,温度等外界条件对其影响不大 需要严格灭菌,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 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考点二　蛋白质工程的原理和应用 1.蛋白质工程的概念 蛋白质分子的 结构规律 以 满足人类生产和生活 的需求 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 2.蛋白质工程的基本思路 从预期的　　　　　　出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的 　　　　　　→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成 　　　　　→获得所需要的蛋白质。  蛋白质功能 氨基酸序列 新的基因 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 3.蛋白质工程的应用 酶 工业用酶 参与调控光合作用的酶 蛋白质的结构 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 4.蛋白质工程与基因工程的区别和联系 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 1.判断正误。 (1)蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。(选择性必修3 P93“正文”) ( ) (2)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。(选择性必修3 P93“正文”) ( ) (3)蛋白质工程可以合成自然界中不存在的蛋白质。(选择性必修3 P95 “正文”) ( ) (4)蛋白质工程的应用为酶制剂产业的发展提供了强大助力。(选择性必修3 P96“到社会中去”) ( ) 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 2.若要获得抗盐能力更强的抗盐基因,可以对基因H进行改造,最终得到相应的蛋白质,该过程可以通过蛋白质工程完成,该过程的基本思路是_________________________________________________________ ___________________________________________________________ ____________________________________。 ①预期耐盐蛋白质的功能;②设计耐盐蛋白质的结构;③推测应有的氨基酸序列;④找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因;⑤获得耐盐能力更强的蛋白质 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 角度　结合蛋白质工程,考查社会责任 1.(2021·辽宁卷,T14)腈水合酶(N0)广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域,但不耐高温。利用蛋白质工程技术在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽,可获得热稳定的融合型腈水合酶(N1)。下列有关叙述错误的是(　　) A.N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一 B.加入连接肽需要通过改造基因实现 C.获得N1的过程需要进行转录和翻译 D.检测N1的活性时先将N1与底物充分混合,再置于高温环境 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　由题意可知,在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽,可获得热稳定的融合型腈水合酶(N1),则N1与N0氨基酸序列有所不同,这可能是影响其热稳定性的原因之一,A项正确;蛋白质工程的作用对象是基因,即加入连接肽需要通过改造基因实现,B项正确;N1为蛋白质,蛋白质的合成需要经过转录和翻译两个过程,C项正确;检测N1的活性需先将其置于高温环境,再与底物充分混合,D项错误。 答案　D 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 2.已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋白,由305个氨基酸组成。如果将P分子中第158位的丝氨酸变成亮氨酸,第240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸,改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性。回答下列问题。 (1)从上述资料可知,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的___________________进行改造。 氨基酸序列(或结构) 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (2)以P基因序列为基础,获得P1基因的途径有修饰______基因或合成______基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的,中心法则的全部内容包括__________________________的复制;以及遗传信息在不同分子之间的流动,即_______________________________________。 (3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程,其基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过_______________________和_____________________,进而确定相对应的脱氧核苷酸序列,据此获得基因,再经表达、纯化获得蛋白质,之后还需要对蛋白质的生物_______进行鉴定。 P P1 DNA和RNA(或遗传物质) DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质 设计预期的蛋白质的结构 推测应有的氨基酸序列 功能 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　(1)由题干信息可知,改造蛋白质的功能可通过改变蛋白质的氨基酸序列(或结构)实现。(2)依据蛋白质工程的定义及题中信息可知,获得P1基因的途径有修饰现有(P)基因或合成新(P1)基因。中心法则的全部内容包括DNA的复制、RNA的复制、转录、逆转录和翻译。(3)蛋白质工程的基本途径:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。通过蛋白质工程合成的蛋白质还需要进行功能鉴定,看其是否能满足人们的需求。 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 微真题·重体悟 经典考题 演练提升 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 1.(经典高考题)从某海洋动物中获得一基因,其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物,首先要做的是(　　) A.合成编码目的肽的DNA片段 B.构建含目的肽DNA片段的表达载体 C.依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽 D.筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　由题意分析可知,多肽P1为抗菌性和溶血性均较强的多肽,要设计出抗菌性强但溶血性弱的多肽,即在P1的基础上设计出自然界原本不存在的多肽,可参考蛋白质工程技术的基本操作,首先依据P1的氨基酸序列设计出多条模拟肽,然后进行改造,从而确定抗菌性强但溶血性弱的多肽的氨基酸序列。 答案　C 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 2.(2020·浙江7月选考,T24)下列关于基因工程的叙述,正确的是(　　) A.若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶,则一定有利于该重组质粒进入受体并保持结构稳定 B.抗除草剂基因转入某抗盐植物获得2个稳定遗传转基因品系,抗性鉴定为抗除草剂抗盐和抗除草剂不抗盐。表明一定是抗盐性的改变与抗除草剂基因的转入无关 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 C.抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株,其DNA检测均含目的基因,抗性鉴定为抗除草剂和不抗除草剂。表明一定是前者表达了抗性蛋白而后者只表达抗性基因RNA D.已知不同分子量DNA可分开成不同条带,相同分子量的为一条带。用某种限制性核酸内切酶完全酶切环状质粒后,出现3条带。表明该质粒上一定至少有3个被该酶切开的位置 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制酶,该酶可能会破坏重组质粒的结构,不利于重组质粒在受体中保持结构稳定,A项错误;抗除草剂基因转入某抗盐植物获得的2个稳定遗传转基因品系中有抗除草剂不抗盐的品系,可推测抗盐性的改变可能与抗除草剂基因的转入有关,B项错误;在DNA检测均含目的基因的条件下,抗性鉴定为抗除草剂说明目的基因完成了表达,抗性鉴定为不抗除草剂说明目的基因可能完成了转录而没有翻译成蛋白质,还有可能是目的基因没有 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 转录,C项错误;用某限制酶完全酶切后出现3条带,说明酶切后的产物中有3种不同分子量的DNA,可推测出质粒上至少有3个位置被该酶切开,D项正确。 答案　D 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 3.(经典高考题)北极比目鱼中有抗冻基因,其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列,该序列重复次数越多,抗冻能力越强。如图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图,下列有关叙述正确的是(　　) 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 A.过程①获取的目的基因,可用于基因工程和比目鱼基因组测序 B.将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因,不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白 C.过程②构成的重组质粒缺乏标记基因,需要转入农杆菌才能进行 筛选 D.应用DNA探针技术,可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其是否成功表达 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　过程①是利用逆转录合成目的基因,由于没有非编码区和编码区中的内含子,不能用于比目鱼基因组测序,A项错误;将多个抗冻基因编码区相连成能表达的新基因,合成的蛋白质为新的蛋白质,不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白,B项正确;用作载体的质粒,必须具有标记基因才能便于目的基因的检测和筛选,C项错误;应用DNA探针技术,可检测转基因抗冻番茄中目的基因的存在和转录,但不能检测是否成功表达, D项错误。 答案　B 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 4.(2021·广东卷,T22改编)非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法,在细胞外构建多酶催化体系,获得目标产物的新技术,其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国科学家设计了4步酶促反应的非细胞合成路线(如图),可直接用淀粉生产肌醇(重要的医药食品原料),以期解决高温强酸水解方法造成的严重污染问题,并可以提高产率。 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 回答下列问题: (1)研究人员采用PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外,获得酶基因的方法还有_______________________________ _________(答出两种即可)。 (2)高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白,方法有______________________ _______________(答出两种即可)。 从基因文库中获取、用化学方法人工合成 蛋白酶水解法、盐析法或高温变性法等 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (3)研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时,首先应用Ca2+处理大肠杆菌细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。为了检测目的基因是否成功表达出酶蛋白,需要采用的方法有_______ _________。 (4)依图所示流程,在一定的温度、pH等条件下,将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同,可能导致的结果是___________________________。在分子水平上,可以通过改变__________,从而改变蛋白质的结构,实现对酶特性的改造和优化。 抗原— 抗体杂交 部分酶失活,无法获得肌醇 基因结构 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　(1)获取目的基因常用的方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增、用化学方法人工合成等。(2)制备高质量DNA模板时,可直接在滤液中加入蛋白酶分解蛋白质,而不破坏DNA。中性盐对蛋白质的溶解度有显著影响,当盐浓度较高时,蛋白质的溶解度下降并析出,这种现象称为盐析。利用DNA对高温的耐受性,严格控制温度范围,使蛋白质变性沉淀而DNA分子不发生变性,可将DNA与蛋白质分离。(3)为了检测目的基因是否表达出相关的酶蛋白,可以从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原—抗体杂交,若有杂交带出现,表明目的 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 基因已表达出蛋白质产品。(4)酶在温度过高、过酸、过碱的环境中会失活,不同酶的最适温度、最适pH一般不同,将4种酶放在同一体系中,控制温度、pH等条件一致,则部分酶可能会因温度或者pH不适宜而失活,不能达到实验目的,即无法获得肌醇。基因指导蛋白质的合成,可以通过改造酶基因的结构,从而改变蛋白质的结构,进而实现对酶特性的改造和优化。 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 5.(2022·湖南卷,T22)水蛭是我国的传统中药材,主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一,具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构,提高其抗凝血活性。回答下列问题: (1)蛋白质工程流程如图所示,物质a是_________,物质b是_________。 在生产过程中,物质a可能不同,合成的蛋白质空间构象却相同,原因是___________________________________________。 多肽链 mRNA 密码子具有简并性(一种氨基酸对应多个密码子) 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (2)蛋白质工程是基因工程的延伸,基因工程中获取目的基因的常用方法有__________________、_______________和利用 PCR 技术扩增。PCR 技术遵循的基本原理是_________________。 从基因文库中获取 化学方法合成 DNA半保留复制 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后,分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性,结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的______(填“种类”或“含量”)有关,导致其活性不同的原因是_____________________________________________ _____。 种类 不同肽的氨基酸数目、排列顺序不同导致功能出现差异 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异,简要写出实验设计思路:____________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ____________________________。 取四支试管,分别加入等量的生理盐水、蛋白质工程改造后的水蛭素、水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素,再向四支试管中各加入等量的新鲜血液,观察四支试管中血液的凝血情况 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　(1)分析题图,并结合所学的蛋白质工程流程可知,物质a是多肽链,物质b是mRNA。密码子的简并性指的是同一种氨基酸可以由几种不同的密码子决定,故在生产过程中,可能出现物质a不同,但合成的蛋白质相同。(2)获得目的基因的常用方法有从基因文库中获取、化学合成法和利用PCR技术扩增等。PCR技术遵循的基本原理是DNA半保留复制。(3)由题图可知,将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后,水解产物中的肽含量差别不大,但抗凝血活性差别较大,推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关。不同肽的功能不同主要与氨基酸的数目、排列顺序不同有关。(4)具体实验思路见答案。 第43讲　基因工程的应用和蛋白质工程 点击 导航 微真题·重体悟 微考点·大突破 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 赢在字里行间 本部分内容讲解结束 $$