2012高三生物总复习 第47讲 蛋白质工程教案

用心 爱心 专心 1 20122012 高三生物总复习教案高三生物总复习教案 第第 4747 讲讲 蛋白质工程蛋白质工程 教学案教学案 考纲要求考纲要求 考纲要求 具体内容 4 蛋白质工程 5 DNA的粗提取和鉴定 I 实验内容 2 从动物组织 植物器官中粗提取DNA的基本操作步 骤与DNA鉴定操作过程 实验与探究能力 考点分析考点分析 考点试卷类型越型 2007 江苏 生物选择题 2008 江苏 生物选择题 2008 全国 理综选择题 2009 安徽 生物选择题 2009 广东 理基选择题 DNA分子的提取与鉴定 2009 上海 理综选择题 考点预测考点预测 从近几年的高考试题看 考点主要集中在考查基因工程的基本工具 操作程序 DNA 分 子的提取与鉴定上 基因工程的工具和步骤仍是本专题的重点内答 今年高考命题可能会从 以下几个方面展开 1 基因工程的基本工具 2 基本操作程序的四个步骤 3 基因工程的应用等知识点 本专题内容侧重考查学生现代科学技术方面的知识应用能力 主要要是以填空题的形式 呈现 知识梳理知识梳理 一 一 蛋白质工程的崛起蛋白质工程的崛起 二 二 DANDAN 的粗提取和鉴定的粗提取和鉴定 重点解析重点解析 用心 爱心 专心 2 考点一考点一 蛋白质工程蛋白质工程 1 基本原理 1 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分子设计 2 基本途径 蛋白质工程的基本途径 预期的蛋白质功能一设计预期的蛋白质结构一推测应有的氨基 酸序列一找出相对应的脱氧核苷酸序列 天然蛋白质合成的过程 按照中心法则进行 基因一表达 转录和翻译 一形成氨基酸序列的 多肽链一形成具有高级结构的蛋白质一行使生物功能 2 蛋白质工程与基因工程的区别 蛋白质工程 基因工程 过程 预期的蛋白质功能一设计预期的蛋白质 结构一推测应有的氨基酸序列一找出相 对应的脱氧核苷酸序列 获取目的基因一基因表达载体的构建 一将目的基因导人受体细胞一目的基 因的检测与鉴定 实质定向改造或生产人类所需蛋白质定向改造生物的遗传特性 以获得人 类所需要的生物类型或生物产品 区 别 结果可生产自然界没有的蛋白质只能生产自然界已有的蛋白质 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 因为对现 有蛋白质的改造或制造新的蛋白质 必须通过基因修饰或基因合成实现 例例 1 1 胰岛素可以用于治疗糖尿病 但是胰岛素被注射到人体后 会堆积在皮下 要经过较长 的时间才能进人血液 而进入血液的胰岛素又容易分解 因此 治疗效果受到影响 如图是 用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程 请据图回答有关问题 用心 爱心 专心 3 1 构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键 图中构建新的胰岛素模型的主要依据是 2 通过 DNA 合成形成的新基因应与 结合后转移到 中才能得到准确表达 3 若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素 需用到的生物工程有 和发酵工程 4 图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么 解析 1 蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求 对蛋白质结构进行分子 设计 因此 图中构建新的胰岛素模型的依据是预期胰岛素即速效胰岛素的功能 2 合成的目的基因应与载体构建成基因表达载体后导入受体细胞中才能得以表达 3 利用 蛋白质工程生产自然界原本不存在的新的胰岛素 需对原有的胰岛素进行改造 根据新的胰岛素中氨基酸的序列推测出其基因中的脱氧核苷酸序列 再人工合成新的胰岛素 基因 形成目的基因 改造好的目的基因需通过基因工程来生 产基因产物 并且在生产过 程中要借助工程茵 所以还需要进行发酵 因此该过程涉及蛋白质工程 基因工程和发酵工 程 4 由新的蛋白 质模型到构建新的基因 其基本设计思路是根据新的蛋白质中氨基酸的序列 推测出其基因 中的脱氧核苷酸序列 然后用 DNA 合成仪直接合成出新的基因 答案 答案 1 蛋白质的预期功能 2 载体 大肠杆菌等受体细胞 3 蛋白质工程基因工程 4 根据新的胰岛素中氨基酸的序列 推测出其基因中的脱氧核苷酸序列 然后利用 DNA 合 成仪来合成出新的胰岛素基因 考点二考点二 DNADNA 的粗提取和鉴定的粗提取和鉴定 1 实验原理 1 DNA 在 NaCl 溶液中的溶解度随 NaCl 浓度的不同而不同 当 NaCI 的浓度为 0 14 用心 爱心 专心 4 mol L 时 DI 4A 的溶解度最低 利用这一原理 可使溶解在 NaCl 溶液中的 DNA 析出 2 DNA 不溶于酒精溶液 但是细胞中的其他许多物质溶于酒精溶液 利用这一原理 可 以进一步提取含杂质较少的 DNA 3 DNA 遇二苯胺 沸水浴 会染成蓝色 DNA 还有遇甲基绿溶液被染成蓝绿色的特性 上 述两种方法均可用于鉴定 DNA 的存在 2 方法步骤 制备鸡血细胞液一提取细胞核物质一溶解 DNA 一析出 DNA 并滤取 DNA 的再溶解一提 取较纯净的 DNA DNA 分子的鉴定 3 DNA 粗提取和鉴定中的规律总结 1 次加蒸馏水 加到鸡血细胞液 使血细胞吸水胀裂 加到含 DNA 的 2 mol L NaCl 溶液 使 DNA 析出 2 次使用纱布 过滤血细胞破裂液 提取细胞核物质 DNA 在滤液中 过滤 0 14 mol L NaCl 溶液 析出 DNA DNA 在黏稠物中 过滤溶液有 DNA 的 2 mol L 的 NaCl 溶液 DNA 在滤液中 3 3 次使用 NaCl 溶液 加 2 mol L NaCI 溶液 溶解提取的细胞核物质 加 0 14 mol L NaCl 溶液使 DNA 析出 加 2 mol L NaCl 溶液 溶解滤取的 DNA 黏稠物 例例 2 2 下列关于蛋白质工程的说法 正确的是 A 蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作 B 蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子 c 对蛋白质的改造是通过直接改造相应的 mRNA 来实现的 D 蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的 解析 解析 蛋白质工程是对基因进行修饰或基因合成 对现有的蛋白质进行改造 或产生新的蛋 白质 蛋白质工程的流程是 从预期蛋白质的功能出发一设计预期的蛋白质结构一推测应有 的氨基酸序列一找到相对应的脱氧核苷酸序列 基因 天然蛋白质的合成过程是 基因表达 转录和翻译 一形成氨基酸序列的多肽链一形成具有高级结构的蛋白质一行使生物功能 答案 答案 B B 用心 爱心 专心 5 实战训练实战训练 0909 安徽卷 安徽卷 1 1 2008 年诺贝尔化学奖授予了 发现和发展了水母绿色荧光蛋白 的三位科 学家 将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因 再将该融合基因 转入真核生物细胞内 表达出的蛋白质就会带有绿色荧光 绿色荧光蛋白在该研究中的主要 作用是 A 追踪目的基因在细胞内的复制过程 B 追踪目的基因插入到染色体上的位置 C 追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布 D 追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构 答案 答案 C C 解析 解析 将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因 将该融合基因转 入真核生物细胞内 表达出的蛋白质带有绿色荧光 从而可以追踪目的基因编码的蛋白质在 细胞内的分布 故 C 正确 0909 广东理基 广东理基 2 2 钱永健先生因在研究绿色荧光蛋白方面的杰出成就而获 2008 年诺贝尔奖 在某种生物中检测不到绿色荧光 将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后 结果可以检 测到绿色荧光 由此可知 A 该生物的基因型是杂合的 B 该生物与水母有很近的亲缘关系 C 绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达 D 改变绿色荧光蛋白基因的 1 个核苷酸对 就不能检测到绿色荧光 答案 答案 C C 解析 解析 某种生物中检测不到绿色荧光 将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后 结果可 以检测到绿色荧光 说明绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达 0909 上海理综卷 上海理综卷 3 3 科学家运用基因工程技术将人胰岛素基因与大 肠杆菌的质粒 DNA 分子重组 并且在大肠杆菌体内获得成功表达 图 示 a 处为胰岛素基因与大肠杆菌质粒 DNA 结合的位置 它们彼此能结 合的依据是 A 基因自由组合定律B 半保留复制原则 C 基因分离定律D 碱基互补配对原则 答案 答案 D D 用心 爱心 专心 6 解析 解析 本题考查基因工程的相关知识 重组质粒依据的是粘性末端的碱基互补配对原则 名师点拨名师点拨 蛋白质工程与基因工程的区别蛋白质工程与基因工程的区别 1 蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构与功能之间的关系 利用基因工程的手段 按照人类自身的需要 定向地改造天然的蛋白质 甚至创造新的 自然界本不存在的 具有 优良特性的蛋白质分子 蛋白质工程自诞生之日起 就与基因工程密不可分 2 基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内 并在其中进行表达 它 的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质 3 蛋白质工程则更进一步 它可以根据对分子预先设计的方案 通过对天然蛋白质的 基因进行改造