一轮复习：选修3-基因工程

1、 （扶手）（扶手） （梯子）（梯子） a、目的基因、目的基因 b、启动子、启动子 c、终止子、终止子 d、标记基因、标记基因 杀虫基因 Bt毒蛋白基因 蛋白酶抑制剂基因 淀粉酶抑制剂基因 植物凝集素基因 导入作物抗虫植物 意义： 减少化学农药的使用，降低生产成本， 减轻对环境的污染 目的基因 Bt毒蛋白本身有毒性吗？ 目的基因： 抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因和病毒复制酶基因 抗真菌基因：几丁质酶基因和抗毒素合成基因 意义：为培育抗病毒新品种开辟了新的途径 例如： 注意：引起植物生病的微生物有哪些？ 主要病毒、细菌、真菌等 富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米 控制番茄果实成熟的基因导入番茄番茄

2、与植物花青素代谢有关的基因改变花瓣颜色 高赖氨酸玉米 目的基因： 作用：生产合成 受体生物： 微生物，如大肠杆菌、酵母菌等 思考：为什么常选择微生物作受体？ 产品名称菌株或细胞 应用 人胰岛素大肠杆菌 人生长激素大肠杆菌 表皮生长因子大肠杆菌 白细胞介素-2大肠杆菌 a干扰素酵母菌 乙型肝炎疫苗酵母菌 溶血栓剂 哺乳动物细胞 治疗糖尿病 治疗生长缺陷症 治疗烫伤、胃溃疡 治疗某些癌症 治疗癌症或病毒感染 预防病毒性肝炎 治疗心血管病（心脏病） 可分为：体外 一、蛋白质工程崛起的缘由一、蛋白质工程崛起的缘由 有些蛋白质只是适应生物自身有些蛋白质只是适应生物自身 的需要，但不一定完全符合人的需要，

3、但不一定完全符合人 类生产和生活需要，所以需要类生产和生活需要，所以需要 加以改造。加以改造。 一、蛋白质工程崛起的缘由一、蛋白质工程崛起的缘由 1、基因工程的应用、基因工程的应用 （1）基因工程的实质：）基因工程的实质： 将一种生物的基因转移到另一种生物将一种生物的基因转移到另一种生物 体内，使后者产生本不能产生的蛋白体内，使后者产生本不能产生的蛋白 质，进而表现出新的性状。质，进而表现出新的性状。 在原则上只能生产自然界已存在的蛋白在原则上只能生产自然界已存在的蛋白 质。质。 （2）基因工程的不足：）基因工程的不足： 天然蛋白质是生物在长期进化过程天然蛋白质是生物在长期进化过程 中形成的，

4、它们的结构和功能符合特定中形成的，它们的结构和功能符合特定 物种生存的需要，却不一定完全符合人物种生存的需要，却不一定完全符合人 类生产和生活的需要。类生产和生活的需要。 2、天然蛋白质的不足、天然蛋白质的不足 3、蛋白质工程的目的、蛋白质工程的目的 生产符合人类生产和生活的生产符合人类生产和生活的 需要的蛋白质。需要的蛋白质。 满足人类生满足人类生 产和生活的产和生活的 需要需要 例如：例如： 改造改造 干扰素（半胱氨酸）干扰素（半胱氨酸） 体外很难保存体外很难保存 干扰素（丝氨酸）干扰素（丝氨酸） 体外可以保存半年体外可以保存半年 玉米中赖氨酸含量比较低玉米中赖氨酸含量比较低 天冬氨酸激酶

5、天冬氨酸激酶 （352352位的苏氨酸）位的苏氨酸） 二氢吡啶二羧酸合成酶二氢吡啶二羧酸合成酶 （104104位的天冬酰胺）位的天冬酰胺） 天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶 （异亮氨酸）（异亮氨酸） 二氢吡啶二羧酸合成酶二氢吡啶二羧酸合成酶 （异亮氨酸）（异亮氨酸） 玉米中赖氨酸含量可提高数倍玉米中赖氨酸含量可提高数倍 改造改造 改造改造 思考：思考：对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋 白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？ 应该应该从对基因的操作来实现从对基因的操作来实现对天然蛋白质改对天然蛋白质改

6、造，主要原因如下：造，主要原因如下： （1 1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，）任何一种天然蛋白质都是由基因编码的， 改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过改造过 的蛋白质可以遗传下去的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造，。如果对蛋白质直接改造， 即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法 遗传的。遗传的。 （2 2）对基因进行改造比对蛋白质直接改造要）对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容容 易操作，难度要小得多。易操作，难度要小得多。 二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理 1、目标：、目

7、标： 2、原理：、原理： 改造基因改造基因（基因修饰或基因合成）（基因修饰或基因合成） 转录转录 DNADNARNARNA 翻译翻译 肽链肽链 折叠折叠 等等 具有空间结具有空间结 构的蛋白质构的蛋白质 表达生物特有表达生物特有 的功能或性状的功能或性状 天然蛋白质的合成过程天然蛋白质的合成过程 遵循中心法则，并需经过高级空间结构的转变遵循中心法则，并需经过高级空间结构的转变 . 途径途径: 预期的蛋白质功能预期的蛋白质功能 设计预期的蛋白质结构设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列 找到相对应的脱氧核苷酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）（基因） 蛋白质蛋白质 三

8、维结构三维结构 氨基酸序氨基酸序 列多肽链列多肽链 基因基因 DNADNA 预期预期 功能功能 DNADNA合成合成 分子分子 设计设计 mRNA 生物生物 功能功能 转录转录翻译翻译折叠折叠 蛋白质工程的实质是对编码蛋白质的基因进行改造蛋白质工程的实质是对编码蛋白质的基因进行改造 基因工程基因工程蛋白质工程蛋白质工程 相同点相同点都要改造基因都要改造基因，都属于分子水平都属于分子水平 产生新的产生新的基因型，无新基因基因型，无新基因基因（型）基因（型） 产生的蛋白质产生的蛋白质原有的原有的新的新的 联系联系蛋白质工程以基因工程为基础，蛋白质工程以基因工程为基础， 是基因工程的应用和延伸是基因工程的应用和延伸 1.1.进展进展胰岛素速效型药品胰岛素速效型药品 2.2.前景前景 制作电子元件制作电子元件 3.3.现状现状 蛋白质工程目前成功的例子不多蛋白质工程目前成功的例子不多,原因是对蛋白质的原因是