专题1-13和14蛋白质工程的崛起课件-新人教版选修3.pptx

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1、13基因工程的应用基因工程的应用14蛋白质工程的崛起蛋白质工程的崛起高频考点突破高频考点突破13基基因因工工程程的的应应用用基础自主梳理基础自主梳理命题视角剖析命题视角剖析即时达标训练即时达标训练14蛋蛋白白质质工工程程的的崛崛起起基础自主梳理基础自主梳理一、基因工程的应用一、基因工程的应用1植物基因工程的成果植物基因工程的成果提高农作物的提高农作物的_能力、改良农作物的能力、改良农作物的品质、利用植物生产品质、利用植物生产_等。等。(1)抗虫转基因植物；抗虫转基因植物；(2)抗病转基因植物；抗病转基因植物；(3)抗逆转基因植物；抗逆转基因植物；(4)利用利用_改良植物的品质。改良植物的品质。

2、抗逆抗逆药物药物转基因转基因2动物基因工程的成果动物基因工程的成果(1)提高动物的提高动物的_速度；速度；(2)改善畜产品的品质；改善畜产品的品质；(3)转基因动物生产转基因动物生产_；(4)转基因动物作转基因动物作_的供体；的供体；器官供体：抑制或除去器官供体：抑制或除去_。成果：利用成果：利用_培育没有免疫排培育没有免疫排斥反应的猪器官。斥反应的猪器官。3基因工程药物基因工程药物(1)来源：转基因来源：转基因_。(2)成果：成果：_、抗体、疫苗、激素等。、抗体、疫苗、激素等。生长生长药物药物器官移植器官移植抗原决定基因抗原决定基因克隆技术克隆技术工程菌工程菌淋巴因子淋巴因子(3)作用：预防

3、和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗作用：预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。传病、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。4基因治疗基因治疗(1)特点：把特点：把_导入病人体内，使该基因的导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。(2)成果：将腺苷酸脱氨酶基因导入患者的成果：将腺苷酸脱氨酶基因导入患者的_，治疗复合型免疫缺陷症。，治疗复合型免疫缺陷症。(3)方法：分为体外基因治疗法和方法：分为体外基因治疗法和_基因治疗法。基因治疗法。正常基因正常基因淋巴细胞淋巴细胞体内体内二、蛋白质工程二、蛋白质工程

4、1蛋白质工程崛起的缘由蛋白质工程崛起的缘由(1)基因工程的实质：将一种生物的基因工程的实质：将一种生物的_转移到另一转移到另一种生物体内，后者产生它本不能产生的蛋白质，从种生物体内，后者产生它本不能产生的蛋白质，从而产生新性状。基因工程在原则上只能生产自然界而产生新性状。基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。已存在的蛋白质。(2)蛋白质工程的目的：生产符合人们生活需要的、蛋白质工程的目的：生产符合人们生活需要的、并非自然界已存在的并非自然界已存在的_。(3)蛋白质工程的实例：天冬氨酸激酶和二氢吡啶二蛋白质工程的实例：天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性受细胞内赖氨酸浓度的影响，当羧

5、酸合成酶的活性受细胞内赖氨酸浓度的影响，当赖氨酸浓度达到一定量时会抑制这两种酶的活性，赖氨酸浓度达到一定量时会抑制这两种酶的活性，改变两种酶的特性后，玉米游离赖氨酸含量提高。改变两种酶的特性后，玉米游离赖氨酸含量提高。基因基因蛋白质蛋白质2蛋白质工程原理蛋白质工程原理(1)目的：根据人们对蛋白质功能的特定需求，目的：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。对蛋白质结构进行分子设计。(2)原理：基因改造。原理：基因改造。(3)过程：预期蛋白质功能过程：预期蛋白质功能设计预期的蛋白设计预期的蛋白质结构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对找到对应的应的_序列序列(基

6、因基因)。3蛋白质工程进展蛋白质工程进展前景广阔，但目前成功的例子不多。前景广阔，但目前成功的例子不多。脱氧核苷酸脱氧核苷酸高频考点突破高频考点突破基因工程的应用成果基因工程的应用成果1乳腺生物反应器与微生物生产的比较乳腺生物反应器与微生物生产的比较类型类型项目项目乳腺生物反应器乳腺生物反应器微生物生产微生物生产基因结构基因结构动物基因结构与人类基因动物基因结构与人类基因结构相同结构相同与人类基因结构不同与人类基因结构不同基因表达基因表达与天然蛋白质活性没有区与天然蛋白质活性没有区别别由于缺少内质由于缺少内质网、高尔网、高尔基体等细胞器，产物可能基体等细胞器，产物可能不具有生物活性不具有生物活

7、性产物提取产物提取从乳汁中较易分离提取从乳汁中较易分离提取从细胞中提取，较为复杂从细胞中提取，较为复杂生产设备生产设备畜牧业生产，加提取设备畜牧业生产，加提取设备工业生产，设备精良工业生产，设备精良【易误警示易误警示】乳腺生物反应器受生乳腺生物反应器受生物性别的限制，若从动物尿液中提取物性别的限制，若从动物尿液中提取目的基因产物则不受性别限制。目的基因产物则不受性别限制。2基因治疗基因治疗【易误警示易误警示】基因治疗是治疗人类遗传病基因治疗是治疗人类遗传病的根本方法，但由于尚未全面了解基因调控的根本方法，但由于尚未全面了解基因调控机制和疾病的分子机理，基因治疗只处于初机制和疾病的分子机理，基因

8、治疗只处于初期的临床试验阶段。期的临床试验阶段。即时应用即时应用(随学随练，轻松夺冠随学随练，轻松夺冠)1科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是()该技术将导致定向变异该技术将导致定向变异DNA连接酶把目的基因与载体黏性末端的碱连接酶把目的基因与载体黏性末端的碱基对连接起来基对连接起来蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料供资料受精卵是理想的受体受精卵是理想的受体ABCD答案：答案：B蛋白质工程与基因工程的比较蛋白质工程与基因工程的比较【易误警示

9、易误警示】(1)二者都属于分子水平上的二者都属于分子水平上的操作。操作。(2)蛋白质工程的本质是通过改造基因进而形蛋白质工程的本质是通过改造基因进而形成自然界不存在的蛋白质，所以被形象地称为成自然界不存在的蛋白质，所以被形象地称为第二代基因工程。第二代基因工程。(3)对基因进行改造后，编码的蛋白质可以遗对基因进行改造后，编码的蛋白质可以遗传下去，而直接改造蛋白质却不能遗传。传下去，而直接改造蛋白质却不能遗传。即时应用即时应用(随学随练，轻松夺冠随学随练，轻松夺冠)2蛋白质工程与基因工程相比，其突出特点蛋白质工程与基因工程相比，其突出特点是是()A基因工程原则上能生产任何蛋白质基因工程原则上能生

10、产任何蛋白质B蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，或制造出一种新的蛋白质或制造出一种新的蛋白质C蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现D蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第三代基因工程来的第三代基因工程答案：答案：B命题视角剖析命题视角剖析紧扣教材重点紧扣教材重点蛋白质工程及其综合应用蛋白质工程及其综合应用(2009年高考广东卷年高考广东卷)(1)饲料加工过程温饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改

11、造时，首先必须了用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的解植酸酶的_，然后改变植酸酶的，然后改变植酸酶的_，从而得到新的植酸酶。，从而得到新的植酸酶。(2)培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为饲料原料时磷的利用率。将植酸酶基因导入饲料原料时磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是大豆细胞常用的方法是_。请简述获。请简述获得转基因植株的完整过程。得转基因植株的完整过程。(3)为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过将带有植酸酶基因的重组质粒通过_转入猪的受精卵中。该受精卵培养至一

12、定时转入猪的受精卵中。该受精卵培养至一定时期后可通过期后可通过_方法，从而一次得到多方法，从而一次得到多个转基因猪个体。个转基因猪个体。(4)若这些转基因动、植物进入生态环境中，若这些转基因动、植物进入生态环境中，对生态环境有何影响？对生态环境有何影响？【尝试解答尝试解答】(1)分子结构及预期功能基因分子结构及预期功能基因(2)农杆菌侵染法首先将目的基因与质粒组合，农杆菌侵染法首先将目的基因与质粒组合，构建基因表达载体，将含目的基因的表达载体导构建基因表达载体，将含目的基因的表达载体导入植物细胞，通过植物组织培养获得表现新性状入植物细胞，通过植物组织培养获得表现新性状的植物。的植物。(3)显微

13、注射法胚胎分割显微注射法胚胎分割(4)转基因生物及其产品对生物多样性、生态环境转基因生物及其产品对生物多样性、生态环境可能产生的影响主要表现在以下几方面：可能产生的影响主要表现在以下几方面：转基转基因生物打破了物种的原有界限，改变了物质循环因生物打破了物种的原有界限，改变了物质循环和能量流动，对生态系统的稳定性造成破坏；和能量流动，对生态系统的稳定性造成破坏；重组重组DNA与微生物杂交，可能出现对动、植物和与微生物杂交，可能出现对动、植物和人类有害的病原微生物；人类有害的病原微生物；增加目标害虫的抗性增加目标害虫的抗性和进化速度；和进化速度；转基因植物通过传粉进行基因转转基因植物通过传粉进行基

14、因转移，导致超级杂草出现；移，导致超级杂草出现；转基因植物的花粉如转基因植物的花粉如含有有毒蛋白或过敏蛋白，通过蜜蜂的采集，很含有有毒蛋白或过敏蛋白，通过蜜蜂的采集，很可能进入蜂蜜中，再经过食物链的传递，最后有可能进入蜂蜜中，再经过食物链的传递，最后有可能进入其他动物和人体内。可能进入其他动物和人体内。【解析解析】(1)蛋白质工程首先要根据已有蛋白质，蛋白质工程首先要根据已有蛋白质，从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结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，找到相应的脱氧核构，推测应有的氨基酸序列，找到相应的脱氧核苷酸序列，合成目的基因，再通过基因工程产生苷酸

15、序列，合成目的基因，再通过基因工程产生转基因生物。转基因生物。(2)将目的基因导入植物细胞的方法有：农杆菌转将目的基因导入植物细胞的方法有：农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法，其中有化法、基因枪法和花粉管通道法，其中有80%的的转基因植物都是通过农杆菌转化法产生的。转基因植物都是通过农杆菌转化法产生的。(3)动物细胞核的全能性受细胞质的抑制，故目的动物细胞核的全能性受细胞质的抑制，故目的基因需注入到受精卵中，再将注射了目的基因的基因需注入到受精卵中，再将注射了目的基因的受精卵移植到雌性动物的输卵管或子宫内，使其受精卵移植到雌性动物的输卵管或子宫内，使其发育成具有新性状的动物。发育成具有新性状

16、的动物。(4)转基因生物可造成基因污染等不良影响。转基因生物可造成基因污染等不良影响。洞察高考热点洞察高考热点基因工程的应用基因工程的应用(2010年高考天津卷年高考天津卷)下图是培育表达人下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因，表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉表示氨苄青霉素抗性基因，素抗性基因，BamH、Hind、Sma直线直线所示为三种限制酶的酶切位点。所示为三种限制酶的酶切位点。据图回答：据图回答：(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用_限制酶同时酶切载体和人乳

17、铁蛋白限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含要在含_的培养基上进行。的培养基上进行。(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是表达的调控序列是_(填字母代号填字母代号)。A启动子启动子BtetRC复制原点复制原点DampR(3)过程过程可采用的操作方法是可采用的操作方法是_(填字填字母代号母代号)。A农杆菌转化农杆菌转化 B大肠杆菌转化大肠杆菌转化C显微注射显微注射D细胞整合细胞整合(4)过程过程采用的生物技术是采用的生物技术是_。(5)对早期胚胎进行切割，经过程对早期

18、胚胎进行切割，经过程可获得多可获得多个新个体。这利用了细胞的个新个体。这利用了细胞的_性。性。(6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用_(填字母代号填字母代号)技术。技术。A核酸分子杂交核酸分子杂交B基因序列分析基因序列分析C抗原抗体杂交抗原抗体杂交DPCR【尝试解答尝试解答】(1)Hind和和BamH氨苄氨苄青霉素青霉素(2)A(3)C(4)胚胎移植技术胚胎移植技术(5)全能全能(6)C【解析解析】(1)基因表达载体的构建过程中，基因表达载体的构建过程中，将目的基因导入受体细胞之前，要用同一种限将目的基因导入受体细胞之前，要用同一种限制性内切酶切割目的基

19、因和载体。从图中可以制性内切酶切割目的基因和载体。从图中可以看出，在目的基因和载体中都有看出，在目的基因和载体中都有Hind和和BamH限制酶的切割位点，因此要用限制酶的切割位点，因此要用Hind和和BamH限制酶同时切割载体和人乳铁蛋白限制酶同时切割载体和人乳铁蛋白基因；载体切割后四环素抗性基因被破坏，因基因；载体切割后四环素抗性基因被破坏，因此筛选时要在含氨苄青霉素的培养基上进行。此筛选时要在含氨苄青霉素的培养基上进行。(2)启动子是一段有特殊序列的启动子是一段有特殊序列的DNA片段，位片段，位于目的基因的首段，它是于目的基因的首段，它是RNA聚合酶识别和聚合酶识别和结合的部位，在启动子存

20、在时才能驱动基因转结合的部位，在启动子存在时才能驱动基因转录出录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质。，最终获得所需要的蛋白质。(3)将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，将目的基因导入动物细胞常用的方菌转化法，将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射技术。法是显微注射技术。(4)过程过程是将早期胚胎移入受体母牛体内，用是将早期胚胎移入受体母牛体内，用到的技术是胚胎移植技术。到的技术是胚胎移植技术。(5)胚胎分割是利用机械方法将早期胚胎等分，胚胎分割是利用机械方法将早期胚胎等分，经移植后获得同卵双胎或多胎的技术，可以看经移植后获得同卵双胎或多胎的

21、技术，可以看做动物无性繁殖或克隆的方法，利用了细胞的做动物无性繁殖或克隆的方法，利用了细胞的全能性。全能性。(6)检测目的基因是否翻译成蛋白质，需要用相检测目的基因是否翻译成蛋白质，需要用相应的抗体进行抗原应的抗体进行抗原抗体杂交，其他三项技术抗体杂交，其他三项技术检测的对象都是核酸。检测的对象都是核酸。突破易错疑点突破易错疑点对对“基因诊断基因诊断”和和“基因治疗基因治疗”概念及应用辨析不清概念及应用辨析不清(1)基因诊断基因诊断基因诊断是用放射性同位素基因诊断是用放射性同位素(如如32P)、荧光分子等、荧光分子等标记的标记的DNA分子做探针，利用分子做探针，利用DNA分子杂交原理，分子杂交

22、原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。目的。(2)基因治疗基因治疗把健康动物的正常基因导入含有缺陷基因的受体把健康动物的正常基因导入含有缺陷基因的受体细胞中，存在基因缺陷的病人细胞中既含有缺陷细胞中，存在基因缺陷的病人细胞中既含有缺陷基因，又含有通过基因工程导入的正常基因，在基因，又含有通过基因工程导入的正常基因，在病人体内两种基因都能表达，正常基因的表达产病人体内两种基因都能表达，正常基因的表达产物掩盖了缺陷基因的表达产物，从而治愈了基因物掩盖了缺陷基因的表达产物，从而治愈了基因缺陷引起的疾病。缺陷引起的疾病。自我挑战自我挑战下列关于

23、基因工程应用的叙述，正确的下列关于基因工程应用的叙述，正确的是是()A基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因B基因诊断的基本原理是基因诊断的基本原理是DNA分子杂交分子杂交C一种基因探针能检测水体中的各种病毒一种基因探针能检测水体中的各种病毒D利用基因工程生产乙肝疫苗时，目的基因存利用基因工程生产乙肝疫苗时，目的基因存在于人体在于人体B淋巴细胞的淋巴细胞的DNA中中【尝试解答尝试解答】_B_专题专题1基因工程基因工程基基础础自自主主梳梳理理高高频频考考点点突突破破命命题题视视角角剖剖析析即即时时达达标标训训练练树立质量法制观念、提高全员质量意识。22.5.26

24、22.5.26Thursday, May 26, 2022人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。0:39:350:39:350:395/26/2022 12:39:35 AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。22.5.260:39:350:39May-2226-May-22加强交通建设管理，确保工程建设质量。0:39:350:39:350:39Thursday, May 26, 2022安全在于心细，事故出在麻痹。22.5.2622.5.260:39:350:39:35May 26, 2022踏实肯干，努力奋斗。2022年5月26日上午12时39分22.5.2622.5.26追求至善凭

25、技术开拓市场，凭管理增创效益，凭服务树立形象。2022年5月26日星期四上午12时39分35秒0:39:3522.5.26严格把控质量关，让生产更加有保障。2022年5月上午12时39分22.5.260:39May 26, 2022作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2022年5月26日星期四0时39分35秒0:39:3526 May 2022好的事情马上就会到来，一切都是最好的安排。上午12时39分35秒上午12时39分0:39:3522.5.26专注今天，好好努力，剩下的交给时间。22.5.2622.5.260:390:39:350:39:35May-22牢记安全之责，善谋安全之策，力务安全之实。2022年5月26日星期四0时39分35秒Thursday, May 26, 2022相信相信得力量。22.5.262022年5月26日星期四0时39分35秒22.5.26谢谢大家！谢谢大家！