一轮复习 人教版　基因工程-考点三 基因工程的应用和蛋白质工程（22张） 课件

1、第38讲 基因工程考点三 基因工程的应用和蛋白质工程固必备知识提关键能力固必备知识一、基因工程的应用1.植物基因工程：培育_转基因植物（如抗虫棉）、_转基因植物（如转基因烟草）和_转基因植物（如抗寒番茄）;利用转基因改良植物的_（如新花色矮牵牛）。抗虫抗病抗逆 品质2.动物基因工程：用于提高动物_从而提高产品产量;用于改善畜产品的品质;用转基因动物生产_;用转基因动物作器官移植的_等。生长速率药物供体3.比较基因治疗与基因诊断原理操作过程进展基因治疗_把_ 导入有基因缺陷的细胞中,以表达出正常性状来治疗疾病临床试验基因诊断_制作特定的_与病人样品DNA混合,分析杂交带情况临床应用基因重组正常基

2、因碱基互补配对DNA探针4.乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较比较项目乳腺生物反应器工程菌概念导入的外源基因在哺乳动物的乳腺中特异性表达,利用动物的乳腺组织生产药物蛋白用基因工程的方法,使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系基因结构动物基因的结构与人类基因的结构基本相同细菌或酵母菌等基因的结构与人类基因的结构有较大差异基因表达合成的药物蛋白与天然蛋白质相同细菌细胞内没有内质网、高尔基体等细胞器,产生的药物蛋白可能没有活性受体细胞动物的受精卵微生物细胞比较项目乳腺生物反应器工程菌导入目的基因的方式显微注射技术感受态细胞法药物提取从动物乳汁中提取从微生物细胞中提取续表二、蛋白质工程1.概念理解（1

3、）基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。（2） 操作：_或基因合成。基因修饰（3） 结果：_现有蛋白质或制造出_。改造新的蛋白质（4） 目的：根据人们对蛋白质功能的特定需求,对_进行分子设计。蛋白质结构2.操作过程从预期的蛋白质_出发设计预期的_推测应有的_找到相对应的_（基因）基因表达产生需要的蛋白质。其流程图如下：功能蛋白质结构氨基酸序列脱氧核苷酸序列3.蛋白质工程与基因工程项目蛋白质工程基因工程过程预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）目的基因的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定向改造或生产人

4、类所需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（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。解析 中心法则的内容如下图所示：氨基酸序列（或结构）（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。DNA和RNA（或遗传物质）设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列功能解析 中心法则的内容如下图所示：提关键能力考向 基因工程和蛋白质工程应用实例

5、(2021河北质检)枯草杆菌蛋白酶广泛用于洗涤、制革、食品以及医疗等行业中。某研究小组利用蛋白质工程技术提高了枯草杆菌蛋白酶的催化活性。回答下列问题：（1） 蛋白质工程是指通过_或_,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。基因修饰基因合成（2） 目的基因的获得是利用基因工程改造蛋白质的第一步,目前常用的获取目的基因的方法有_、_和_。从基因文库中获取利用PCR技术扩增人工合成解析 获取目的基因的方式,常见的方式有从基因文库中获取；利用PCR技术进行扩增；利用DNA合成仪进行人工合成。（3） 为使目的基因与质粒连接,通常会用两种不同的_对质粒和目的基因的两侧进

6、行切割,其目的是_。再用_处理形成重组质粒。限制性核酸内切酶避免质粒和目的基因的自身环化和随意连接DNA连接酶解析 对目的基因和质粒的切割会用到限制性核酸内切酶。用不同限制酶的原因是避免质粒和目的基因的自身环化和随意连接,确保目的基因的插入方向,切割完以后使用DNA连接酶处理,形成重组质粒。（4） 研究小组将该蛋白酶中第18位丙氨酸替换为脯氨酸、第239位谷氨酰胺替换为精氨酸、第262位缬氨酸替换为亮氨酸,结果发现该酶的催化活性大幅度提高。其原因可能是_。改变了蛋白酶的空间结构,提高了酶与底物的亲和力解析 题干中描述蛋白酶中的多个氨基酸被替换,因此可能改变了蛋白酶的空间结构,提高了酶与底物的亲

7、和力,从而使该酶的催化活性大幅度提高。 .根据以下两段资料,回答下列问题：（1） 天然蛋白质的合成过程是按照_进行的。中心法则解析 根据蛋白质工程的定义可知,天然蛋白质的合成过程是按照中心法则进行的,而蛋白质工程与之相反。（2） 若将干扰素的一个半胱氨酸变成丝氨酸,推测相应的脱氧核苷酸序列_（填“是”或“不是”）唯一的。可利用PCR技术扩增相应基因,该技术的前提是要有一段_,以便根据这一序列合成引物。不是已知目的基因的核苷酸序列解析 因为密码子具有简并性,若将干扰素的一个半胱氨酸变成丝氨酸,推测相应的脱氧核苷酸序列不是唯一的；可利用PCR技术扩增相应基因,该技术的前提是要有一段已知目的基因的核

8、苷酸序列,以便根据这一序列合成引物。（3） 干扰素基因是否翻译出蛋白质,可用_（填物质名称）进行检测。 资料二：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,并且要经过较长时间才能进入血液中,而进入血液的胰岛素又容易被分解,因此,治疗效果受到影响。下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：（干扰素）抗体解析 干扰素基因是否翻译出蛋白质,可用（干扰素）抗体进行检测。（4） 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_。蛋白质的预期功能解析 蛋白质工程中,首先根据预期的蛋白质功能设计预期的蛋白质结构,故图中构建新的胰岛素模型的主要依据是蛋白质的预期功能。（5） 人工合成的DNA与_结合后,被导入_中才能得以表达。载体大肠杆菌（或受体细胞）解析 为使目的基因稳定存在并能表达,人工合成的DNA应与载体结合后,再转移到大肠杆菌等受体细胞中才能得到准确表达。（6） 速效胰岛素还可以通过乳腺生物反应