一輪復(fù)習(xí) 人教版　基因工程-考點(diǎn)三 基因工程的應(yīng)用和蛋白質(zhì)工程（22張） 課件

1、第38講 基因工程考點(diǎn)三 基因工程的應(yīng)用和蛋白質(zhì)工程固必備知識提關(guān)鍵能力固必備知識一、基因工程的應(yīng)用1.植物基因工程：培育_轉(zhuǎn)基因植物（如抗蟲棉）、_轉(zhuǎn)基因植物（如轉(zhuǎn)基因煙草）和_轉(zhuǎn)基因植物（如抗寒番茄）;利用轉(zhuǎn)基因改良植物的_（如新花色矮牽牛）?？瓜x抗病抗逆 品質(zhì)2.動物基因工程：用于提高動物_從而提高產(chǎn)品產(chǎn)量;用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì);用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)_;用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的_等。生長速率藥物供體3.比較基因治療與基因診斷原理操作過程進(jìn)展基因治療_把_ 導(dǎo)入有基因缺陷的細(xì)胞中,以表達(dá)出正常性狀來治療疾病臨床試驗(yàn)基因診斷_制作特定的_與病人樣品DNA混合,分析雜交帶情況臨床應(yīng)用基因重組正?；?/p>

2、因堿基互補(bǔ)配對DNA探針4.乳腺生物反應(yīng)器與工程菌生產(chǎn)藥物的比較比較項(xiàng)目乳腺生物反應(yīng)器工程菌概念導(dǎo)入的外源基因在哺乳動物的乳腺中特異性表達(dá),利用動物的乳腺組織生產(chǎn)藥物蛋白用基因工程的方法,使外源基因得到高效表達(dá)的菌類細(xì)胞株系基因結(jié)構(gòu)動物基因的結(jié)構(gòu)與人類基因的結(jié)構(gòu)基本相同細(xì)菌或酵母菌等基因的結(jié)構(gòu)與人類基因的結(jié)構(gòu)有較大差異基因表達(dá)合成的藥物蛋白與天然蛋白質(zhì)相同細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器,產(chǎn)生的藥物蛋白可能沒有活性受體細(xì)胞動物的受精卵微生物細(xì)胞比較項(xiàng)目乳腺生物反應(yīng)器工程菌導(dǎo)入目的基因的方式顯微注射技術(shù)感受態(tài)細(xì)胞法藥物提取從動物乳汁中提取從微生物細(xì)胞中提取續(xù)表二、蛋白質(zhì)工程1.概念理解（1

3、）基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系。（2） 操作：_或基因合成?；蛐揎棧?） 結(jié)果：_現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出_。改造新的蛋白質(zhì)（4） 目的：根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求,對_進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)2.操作過程從預(yù)期的蛋白質(zhì)_出發(fā)設(shè)計(jì)預(yù)期的_推測應(yīng)有的_找到相對應(yīng)的_（基因）基因表達(dá)產(chǎn)生需要的蛋白質(zhì)。其流程圖如下：功能蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸序列脫氧核苷酸序列3.蛋白質(zhì)工程與基因工程項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程過程預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）目的基因的獲取基因表達(dá)載體的構(gòu)建將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定實(shí)質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人

4、類所需的蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性,以獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品結(jié)果可生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)（1） 從上述資料可知,若要改變蛋白質(zhì)的功能,可以考慮對蛋白質(zhì)的_進(jìn)行改造。解析 中心法則的內(nèi)容如下圖所示：氨基酸序列（或結(jié)構(gòu)）（3） 蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程,其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā),通過_和_,進(jìn)而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列,據(jù)此獲得基因,再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì),之后還需要對蛋白質(zhì)的生物_進(jìn)行鑒定。DNA和RNA（或遺傳物質(zhì)）設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列功能解析 中心法則的內(nèi)容如下圖所示：提關(guān)鍵能力考向 基因工程和蛋白質(zhì)工程應(yīng)用實(shí)例

5、(2021河北質(zhì)檢)枯草桿菌蛋白酶廣泛用于洗滌、制革、食品以及醫(yī)療等行業(yè)中。某研究小組利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)提高了枯草桿菌蛋白酶的催化活性?；卮鹣铝袉栴}：（1） 蛋白質(zhì)工程是指通過_或_,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求?；蛐揎椈蚝铣桑?） 目的基因的獲得是利用基因工程改造蛋白質(zhì)的第一步,目前常用的獲取目的基因的方法有_、_和_。從基因文庫中獲取利用PCR技術(shù)擴(kuò)增人工合成解析 獲取目的基因的方式,常見的方式有從基因文庫中獲取；利用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增；利用DNA合成儀進(jìn)行人工合成。（3） 為使目的基因與質(zhì)粒連接,通常會用兩種不同的_對質(zhì)粒和目的基因的兩側(cè)進(jìn)

6、行切割,其目的是_。再用_處理形成重組質(zhì)粒。限制性核酸內(nèi)切酶避免質(zhì)粒和目的基因的自身環(huán)化和隨意連接DNA連接酶解析 對目的基因和質(zhì)粒的切割會用到限制性核酸內(nèi)切酶。用不同限制酶的原因是避免質(zhì)粒和目的基因的自身環(huán)化和隨意連接,確保目的基因的插入方向,切割完以后使用DNA連接酶處理,形成重組質(zhì)粒。（4） 研究小組將該蛋白酶中第18位丙氨酸替換為脯氨酸、第239位谷氨酰胺替換為精氨酸、第262位纈氨酸替換為亮氨酸,結(jié)果發(fā)現(xiàn)該酶的催化活性大幅度提高。其原因可能是_。改變了蛋白酶的空間結(jié)構(gòu),提高了酶與底物的親和力解析 題干中描述蛋白酶中的多個(gè)氨基酸被替換,因此可能改變了蛋白酶的空間結(jié)構(gòu),提高了酶與底物的親

7、和力,從而使該酶的催化活性大幅度提高。 .根據(jù)以下兩段資料,回答下列問題：（1） 天然蛋白質(zhì)的合成過程是按照_進(jìn)行的。中心法則解析 根據(jù)蛋白質(zhì)工程的定義可知,天然蛋白質(zhì)的合成過程是按照中心法則進(jìn)行的,而蛋白質(zhì)工程與之相反。（2） 若將干擾素的一個(gè)半胱氨酸變成絲氨酸,推測相應(yīng)的脫氧核苷酸序列_（填“是”或“不是”）唯一的?？衫肞CR技術(shù)擴(kuò)增相應(yīng)基因,該技術(shù)的前提是要有一段_,以便根據(jù)這一序列合成引物。不是已知目的基因的核苷酸序列解析 因?yàn)槊艽a子具有簡并性,若將干擾素的一個(gè)半胱氨酸變成絲氨酸,推測相應(yīng)的脫氧核苷酸序列不是唯一的；可利用PCR技術(shù)擴(kuò)增相應(yīng)基因,該技術(shù)的前提是要有一段已知目的基因的核

8、苷酸序列,以便根據(jù)這一序列合成引物。（3） 干擾素基因是否翻譯出蛋白質(zhì),可用_（填物質(zhì)名稱）進(jìn)行檢測。 資料二：胰島素可以用于治療糖尿病,但是胰島素被注射到人體后,會堆積在皮下,并且要經(jīng)過較長時(shí)間才能進(jìn)入血液中,而進(jìn)入血液的胰島素又容易被分解,因此,治療效果受到影響。下圖是用蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)速效胰島素的生產(chǎn)過程,請據(jù)圖回答有關(guān)問題：（干擾素）抗體解析 干擾素基因是否翻譯出蛋白質(zhì),可用（干擾素）抗體進(jìn)行檢測。（4） 構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵,圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是_。蛋白質(zhì)的預(yù)期功能解析 蛋白質(zhì)工程中,首先根據(jù)預(yù)期的蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),故圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是蛋白質(zhì)的預(yù)期功能。（5） 人工合成的DNA與_結(jié)合后,被導(dǎo)入_中才能得以表達(dá)。載體大腸桿菌（或受體細(xì)胞）解析 為使目的基因穩(wěn)定存在并能表達(dá),人工合成的DNA應(yīng)與載體結(jié)合后,再轉(zhuǎn)移到大腸桿菌等受體細(xì)胞中才能得到準(zhǔn)確表達(dá)。（6） 速效胰島素還可以通過乳腺生物反應(yīng)