2026届高三生物一轮复习课件第32讲 基因工程的应用和蛋白质工程

2026 第32讲 基因工程的应用 和蛋白质工程 第八单元 生物技术与工程 选择性必修3 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而改善了人类的生活品质 2.举例说明依据人类需求对原蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白质的过程 目录 PART 01 基因工程 的应用 PART 02 蛋白质工程的原理和应用 PART 03 真题精练 PART 04 生物技术的安全性与伦理问题 基因工程的应用 01 4 一、基因工程在农牧业方面的应用 1、培养抗性植物 ①抗虫植物： ②抗病植物： ③抗除草剂植物： 从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因，将它导入作物中培育出具有抗虫性的作物 例：Bt毒蛋白基因、淀粉酶抑制剂基因、蛋白酶抑制剂基因、植物凝集素基因 将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中，培育出了转基因抗病植物 将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可以培育出抗除草剂的作物品种 例：病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因、几丁质酶基因、抗毒素合成基因 基因工程的应用 考点一 一、基因工程在农牧业方面的应用 2、改良植物的品质 ① 使食品的营养成分均衡 将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物，或改变这种氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。 ② 提高植物观赏价值 将与植物花青素代谢有关的基因导入花卉植物矮牵牛中，转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色。 基因工程的应用 考点一 一、基因工程在农牧业方面的应用 3、提高动物的生长速度 科学家们将外源生长激素基因，导入动物体内，以提高动物生长速率。 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，转基因奶牛分泌的乳汁，乳糖含量降低，而其他营养成分不变。 4、改善畜产品品质 基因工程的应用 考点一 二、基因工程在医药卫生领域的应用 我国生产的重组人干扰素、血小板生成素、促红细胞生成素和粒细胞集落刺激因子等基因工程药物均已投放市场 细胞因子、抗体、疫苗和激素等 ① 常见药物类型： ②实例： 1、对微生物或动植物的细胞进行基因改造生产药物 干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白，在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病。此外，干扰素对治疗乳腺癌、淋巴癌、多发骨髓瘤和某些白血病等也有一定的疗效。 基因工程的应用 考点一 二、基因工程在医药卫生领域的应用 2、让转基因哺乳动物批量生产药物 ①实例： 乳腺生物反应器 ②培育过程： 药用蛋白基因 诱导型启动子 等调控元件 基因表达载体 受精卵 泌乳期 分泌乳汁 转基因动物 药物蛋白 显微注射 发育 ③乳腺生物反应器的优点: 质量好、产量高、易提取、成本低，且不会对动物造成伤害 ④乳腺生物反应器的缺点: 仅限处于生殖期的雌性动物 基因工程的应用 考点一 二、基因工程在医药卫生领域的应用 3、建立移植器官工厂 在器官供体基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达； 或设法除去抗原决定基因，然后结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆器官。 基因工程的应用 考点一 三、基因工程在食品工业方面的应用 ——基因工程菌 用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。 基因工程构建基因工程菌 工业发酵批量生产 生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。 1、概念: 2、步骤: 3、应用: ①凝乳酶: 将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉、酵母菌的基因组中，再通过工业发酵批量生产凝乳酶 ②淀粉酶、脂酶: 加工转化糖浆需要的淀粉酶，加工烘烤食品用到的脂酶等也都可以通过构建基因工程菌，然后用发酵技术大量生产。 基因工程的应用 考点一 02 蛋白质工程的原理和应用 12 一、概念及原理 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。 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。 基 因 1.蛋白质工程的目标 2.蛋白质工程的实质 3.蛋白质工程的操作对象 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→ 找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质 4.蛋白质工程的基本思路 考点二 蛋白质工程的原理和应用 二、蛋白质工程的应用 ①蛋白质工程被广泛用于改进 或开发新的工业用酶。 ②实例：枯草杆菌蛋白酶具有水解蛋白质的作用，因此常被用于洗涤剂工业、丝绸工业等 丝氨酸 酶的性能 ①利用蛋白质工程研发药物。 ②实例：如果将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成 ，在一定条件下，可以延长保存时间。 1、在医药方面 2、在工业方面 3、在农业方面 科学家正在尝试改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率，增加粮食的产量。 考点二 蛋白质工程的原理和应用 蛋白质工程与基因工程的异同 项目 蛋白质工程 基因工程 过程 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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需蛋白质 目的基因的筛选与获取→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 实质 结果 联系 只生产自然界中已存在的蛋白质 定向改造或生产人类所需要的蛋白质 定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品 可生产自然界中不存在的蛋白质 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 拓展延伸 是否合成新的基因 蛋白质工程 是否对原基因中编码蛋白的序列进行改造 是 否 是 否 蛋白质工程 基因工程 看蛋白质 看基因 是否为天然蛋白质 是 否 蛋白质工程 基因工程 如何辨别一个操作是基因工程还是蛋白质工程 拓展延伸 03 生物技术的安全性与伦理问题 17 1、对转基因产品安全性的争论 一、转基因产品的安全性 经济发展水平 安全性 考点三 生物技术的安全性与伦理问题 一、转基因产品的安全性 2、理性看待转基因技术 (1)理性看待转基因技术 ①清晰地了解转基因技术的　　　　 　　　。 ②看到人们的观点受到许多复杂的　　 　　　　　 　等因素的影响。 ③靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论。 原理和操作规程 政治、经济和文化 自主创新 确保安全 依法监管 (2)我国对转基因技术的方针 研究上要大胆，坚持　　 　　； 推广上要慎重，做到　　　 　； 管理上要严格，坚持　 。 考点三 生物技术的安全性与伦理问题 二、关注生殖性克隆 类型 生殖性克隆 治疗性克隆 目的 水平 在胚胎的处理方式上的区别 生殖性克隆获得的胚胎需要_______________________________________________________ 获得的早期胚胎主要____________ _____________________________________________________________________ 联系 用于生育，产生新个体 治疗疾病 个体水平 细胞水平、组织水平或器官水平 通过胚胎移植到母体的子宫内,由母体孕育出婴儿 用于获得胚胎干细胞，然后诱导胚胎干细胞分化出所需的特定细胞、组织或器官 都属于无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息相同 我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验 考点三 生物技术的安全性与伦理问题 试管婴儿和设计试管婴儿的比较 类型 试管婴儿 设计试管婴儿 技术手段 不需进行___________ 胚胎移植前需进行___________ 实践应用 解决　　 　　问题 　　　　　 联系 二者都是体外受精, 经体外　　　　　 　, 再进行 , 在生殖方式上都为____________ 遗传学诊断 遗传学诊断 不孕不育 用于治疗疾病 早期胚胎培养 胚胎移植 有性生殖 拓展延伸 三、禁止生物武器 1、生物武器的种类: 致病菌类 生化毒剂类 2、生物武器的传播途径: 直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布，经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入 考点三 生物技术的安全性与伦理问题 三、禁止生物武器 3、生物武器的特点: ①传染性极强；②杀伤范围广；③传播途径多；④不易被人发觉，难以防治；⑤传播时具有潜伏期；⑥传播方法简单，使用方便 在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。 4、国对生物武器的态度 考点三 生物技术的安全性与伦理问题 $