专题1 13和14蛋白质工程的崛起课件 新人教版选修3

1．3基因工程的应用1．4蛋白质工程的崛起高频考点突破1．3基因工程的应用基础自主梳理命题视角剖析即时达标训练1．4蛋白质工程的崛起基础自主梳理一、基因工程的应用1．植物基因工程的成果提高农作物的______能力、改良农作物的品质、利用植物生产_____等。(1)抗虫转基因植物；(2)抗病转基因植物；(3)抗逆转基因植物；(4)利用________改良植物的品质。抗逆药物转基因2．动物基因工程的成果(1)提高动物的______速度；(2)改善畜产品的品质；(3)转基因动物生产_____；(4)转基因动物作__________的供体；①器官供体：抑制或除去_______________。②成果：利用_____________培育没有免疫排斥反应的猪器官。3．基因工程药物(1)来源：转基因_________。(2)成果：__________、抗体、疫苗、激素等。生长药物器官移植抗原决定基因克隆技术工程菌淋巴因子(3)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。4．基因治疗(1)特点：把_________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。(2)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。(3)方法：分为体外基因治疗法和____基因治疗法。正常基因淋巴细胞体内二、蛋白质工程1．蛋白质工程崛起的缘由(1)基因工程的实质：将一种生物的____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。(2)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_______。(3)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。基因蛋白质2．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，对蛋白质结构进行分子设计。(2)原理：基因改造。(3)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―→找到对应的__________序列(基因)。3．蛋白质工程进展前景广阔，但目前成功的例子不多。脱氧核苷酸高频考点突破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类型项目乳腺生物反应器微生物生产基因结构动物基因结构与人类基因结构相同与人类基因结构不同基因表达与天然蛋白质活性没有区别由于缺少内质网、高尔基体等细胞器，产物可能不具有生物活性产物提取从乳汁中较易分离提取从细胞中提取，较为复杂生产设备畜牧业生产，加提取设备工业生产，设备精良【易误警示】乳腺生物反应器受生物性别的限制，若从动物尿液中提取目的基因产物则不受性别限制。2．基因治疗【易误警示】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机制和疾病的分子机理，基因治疗只处于初期的临床试验阶段。即时应用(随学随练，轻松夺冠)1．科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是()①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体A．①②③④B．①③④C．②③④D．①②④答案：B蛋白质工程与基因工程的比较【易误警示】(1)二者都属于分子水平上的操作。(2)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传下去，而直接改造蛋白质却不能遗传。即时应用(随学随练，轻松夺冠)2．蛋白质工程与基因工程相比，其突出特点是()A．基因工程原则上能生产任何蛋白质B．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C．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来的第三代基因工程答案：B命题视角剖析紧扣教材重点蛋白质工程及其综合应用(2009年高考广东卷)(1)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________，然后改变植酸酶的________，从而得到新的植酸酶。例1(2)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。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是________。请简述获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。该受精卵培养至一定时期后可通过________方法，从而一次得到多个转基因猪个体。(4)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？【尝试解答】(1)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，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的植物。(3)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、生态环境可能产生的影响主要表现在以下几方面：①转基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；②重组DNA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；③增加目标害虫的抗性和进化速度；④转基因植物通过传粉进行基因转移，导致超级杂草出现；⑤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。【解析】(1)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：农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法，其中有80%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，使其发育成具有新性状的动物。(4)转基因生物可造成基因污染等不良影响。洞察高考热点基因工程的应用(2010年高考天津卷)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tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。例2据图回答：(1)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铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含________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表达的调控序列是________(填字母代号)。A．启动子B．tetRC．复制原点D．ampR(3)过程①可采用的操作方法是________(填字母代号)。A．农杆菌转化B．大肠杆菌转化C．显微注射D．细胞整合(4)过程②采用的生物技术是________。(5)对早期胚胎进行切割，经过程②可获得多个新个体。这利用了细胞的________性。(6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用________(填字母代号)技术。A．核酸分子杂交B．基因序列分析C．抗原－抗体杂交D．PCR【尝试解答】(1)HindⅢ和BamHⅠ氨苄青霉素(2)A(3)C(4)胚胎移植技术(5)全能(6)C【解析】(1)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HindⅢ和BamHⅠ限制酶的切割位点，因此要用HindⅢ和BamHⅠ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DNA片段，位于目的基因的首段，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，在启动子存在时才能驱动基因转录出mRNA，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。(4)过程②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。(5)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，可以看做动物无性繁殖或克隆的方法，利用了细胞的全能性。(6)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—抗体杂交，其他三项技术检测的对象都是核酸。突破易错疑点对“基因诊断”和“基因治疗”概念及应用辨析不清(1)基因诊断基因诊断是用放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。(2)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，从而治愈了基因缺陷引起的疾病。自我挑战下列关于基因工程应用的叙述，正确的是()A．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DNA分子杂交C．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，目的基因存在于人体B淋巴细胞的DNA中【尝试解答】__B__