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1、會計學(xué)1高考一輪生物復(fù)習(xí)高考一輪生物復(fù)習(xí) 基因工程的應(yīng)用蛋白基因工程的應(yīng)用蛋白質(zhì)工程崛起人教質(zhì)工程崛起人教一、基因工程的應(yīng)用一、基因工程的應(yīng)用1.1.轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)基因植物類別類別應(yīng)應(yīng) 用用 實實 例例抗蟲抗蟲抗病抗病抗逆抗逆改良改良?xì)⑾x的基因主要有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等抗病毒基因:病毒外殼蛋白基因和病毒的復(fù)制酶基因;抗真菌基因:幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因抗鹽堿和抗干旱的調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓基因、抗凍蛋白基因、抗除草劑基因轉(zhuǎn)基因玉米中賴氨酸的含量比對照提高30%轉(zhuǎn)基因延熟番茄儲存時間可延長12個月轉(zhuǎn)基因矮牽牛呈現(xiàn)出自然界沒有的顏色變異第1頁/共41頁2.

2、2.轉(zhuǎn)基因動物轉(zhuǎn)基因動物類別類別應(yīng)應(yīng) 用用 實實 例例提高生提高生長速度長速度改善畜改善畜產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)品品質(zhì)生產(chǎn)藥物生產(chǎn)藥物作器官移作器官移植的供體植的供體如轉(zhuǎn)外源生長激素基因綿羊和轉(zhuǎn)外源生長激素基因鯉魚生長速率快、體型大如將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M,使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中,乳糖的含量大大減低,而其他營養(yǎng)成分不受影響目前,已在牛和山羊等動物乳腺生物反應(yīng)器中表達(dá)出了抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素和-抗胰蛋白酶等重要藥品科學(xué)家正試圖利用基因工程方法對豬的器官進(jìn)行改造,抑制抗原決定基因的表達(dá),或設(shè)法除去抗原決定基因,再結(jié)合克隆技術(shù),培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官第2頁/共41頁3.3

3、.基因工程藥物基因工程藥物(1)(1)來源：轉(zhuǎn)基因的來源：轉(zhuǎn)基因的_。(2)(2)成果：成果：_、抗體、抗體、_、激素等。、激素等。(3)(3)作用：預(yù)防和治療作用：預(yù)防和治療_、心血管疾病、心血管疾病、_、各、各種傳染病、糖尿病、類風(fēng)濕等疾病。種傳染病、糖尿病、類風(fēng)濕等疾病。4.4.基因治療基因治療(1)(1)方法：把方法：把_導(dǎo)入病人體內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物導(dǎo)入病人體內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能。發(fā)揮功能。(2)(2)效果：治療效果：治療_的最有效的手段。的最有效的手段。(3)(3)分類：分類：_基因治療和基因治療和_基因治療?；蛑委?。 工程菌細(xì)胞因子疫苗人類腫瘤遺傳病正?；蜻z傳病體

4、內(nèi)體外第3頁/共41頁二、蛋白質(zhì)工程二、蛋白質(zhì)工程1.1.概念理解概念理解(1)(1)基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)分子的基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)分子的_及其與生物功能的關(guān)系。及其與生物功能的關(guān)系。(2)(2)操作：操作：_或基因合成?；蚧蚝铣伞?3)(3)結(jié)果：改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出結(jié)果：改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出_。(4)(4)目的：滿足人類的目的：滿足人類的_的需求。的需求。2.2.操作過程：從預(yù)期的操作過程：從預(yù)期的_出發(fā)出發(fā)設(shè)計預(yù)期的設(shè)計預(yù)期的_推測應(yīng)有的推測應(yīng)有的_找到相對應(yīng)的找到相對應(yīng)的_(_(基因基因) ) 基因表達(dá)基因表達(dá)產(chǎn)生需要的蛋白質(zhì)。產(chǎn)生需要的蛋白質(zhì)。結(jié)構(gòu)規(guī)律基因修飾新的蛋白質(zhì)生產(chǎn)和生活蛋白質(zhì)功能

5、結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)氨基酸序列脫氧核苷酸序列第4頁/共41頁 乳腺生物反應(yīng)器與工程菌生產(chǎn)藥物乳腺生物反應(yīng)器與工程菌生產(chǎn)藥物1.1.概念概念（1 1）乳腺生物反應(yīng)器是指將外源基因在哺乳動物的乳腺中特）乳腺生物反應(yīng)器是指將外源基因在哺乳動物的乳腺中特異表達(dá)，利用動物的乳腺組織生產(chǎn)藥物蛋白。異表達(dá)，利用動物的乳腺組織生產(chǎn)藥物蛋白。（2 2）工程菌是指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表工程菌是指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達(dá)的菌類細(xì)胞株系。達(dá)的菌類細(xì)胞株系。第5頁/共41頁2.2.兩者的區(qū)別兩者的區(qū)別比較項目比較項目乳腺生物反應(yīng)器乳腺生物反應(yīng)器工程菌工程菌基因結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因表達(dá)基因表達(dá)受體細(xì)胞受

6、體細(xì)胞導(dǎo)入目的基導(dǎo)入目的基因的方式因的方式動物基因的結(jié)構(gòu)與人類基因的結(jié)構(gòu)基本相同細(xì)菌或酵母菌等生物基因的結(jié)構(gòu)與人類基因的結(jié)構(gòu)有較大差異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動物的受精卵微生物細(xì)胞顯微注射法感受態(tài)細(xì)胞法第6頁/共41頁比較項目比較項目乳腺生物反應(yīng)器乳腺生物反應(yīng)器工程菌工程菌生產(chǎn)條件生產(chǎn)條件藥物提取藥物提取生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)設(shè)備不需嚴(yán)格滅菌,溫度等外界條件對其影響不大需嚴(yán)格滅菌,嚴(yán)格控制工程菌所需的溫度、pH、營養(yǎng)物質(zhì)濃度等外界條件從動物乳汁中提取從微生物細(xì)胞中提取畜牧業(yè)生產(chǎn),加提取設(shè)備工業(yè)生產(chǎn),設(shè)備精良第7頁/共41頁【高考警示

7、鐘高考警示鐘】 并非所有個體都可作為乳腺生物反應(yīng)器并非所有個體都可作為乳腺生物反應(yīng)器操作成功的應(yīng)該是雌性個體，個體本身的繁殖速度較高，泌乳操作成功的應(yīng)該是雌性個體，個體本身的繁殖速度較高，泌乳量、蛋白含量等都是應(yīng)該考慮的因素。量、蛋白含量等都是應(yīng)該考慮的因素。第8頁/共41頁【典例訓(xùn)練典例訓(xùn)練1 1】乳腺生物反應(yīng)器是基于轉(zhuǎn)基因技術(shù)平臺，將外乳腺生物反應(yīng)器是基于轉(zhuǎn)基因技術(shù)平臺，將外源基因?qū)雱游锘蚪M中并定位表達(dá)于動物乳腺，利用動物乳源基因?qū)雱游锘蚪M中并定位表達(dá)于動物乳腺，利用動物乳腺能夠天然、高效合成分泌蛋白。如圖為利用生物工程技術(shù)讓腺能夠天然、高效合成分泌蛋白。如圖為利用生物工程技術(shù)讓羊

8、生產(chǎn)治療心臟病藥物羊生產(chǎn)治療心臟病藥物tPAtPA的大致過程。請據(jù)圖分析回答：的大致過程。請據(jù)圖分析回答：第9頁/共41頁(1)(1)圖中表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建，該載體的組成通常有外源圖中表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建，該載體的組成通常有外源基因、基因、_、_、_等。等。(2)(2)圖中過程選擇受精卵作為圖中過程選擇受精卵作為tPAtPA基因受體細(xì)胞的主要原因是基因受體細(xì)胞的主要原因是_。(3)(3)圖中表示檢測與篩選過程，通常采用的方法是圖中表示檢測與篩選過程，通常采用的方法是_、_。(4)(4)除利用乳腺、膀胱等生物反應(yīng)器外，人們還可以利用除利用乳腺、膀胱等生物反應(yīng)器外，人們還可以利用_、_等方法

9、來生產(chǎn)上述物質(zhì)，而傳統(tǒng)生產(chǎn)上述藥等方法來生產(chǎn)上述物質(zhì)，而傳統(tǒng)生產(chǎn)上述藥品是品是_中提取，存在的缺點是中提取，存在的缺點是_。第10頁/共41頁【解題指南解題指南】1.1.考查實質(zhì)：借轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物的相關(guān)知識來考查基因工考查實質(zhì)：借轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物的相關(guān)知識來考查基因工程的工具和操作過程。程的工具和操作過程。2.2.解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵(1)(1)載體的組成必須具備表達(dá)的調(diào)控序列和篩選標(biāo)記。載體的組成必須具備表達(dá)的調(diào)控序列和篩選標(biāo)記。(2)(2)受精卵細(xì)胞與體細(xì)胞的細(xì)胞核相同但細(xì)胞質(zhì)不同。受精卵細(xì)胞與體細(xì)胞的細(xì)胞核相同但細(xì)胞質(zhì)不同。(3)(3)目的基因的檢測與鑒定應(yīng)包含分子水平和個體水平。目的

10、基因的檢測與鑒定應(yīng)包含分子水平和個體水平。(4)(4)工程菌與動物細(xì)胞代謝的環(huán)境必須是無菌條件。工程菌與動物細(xì)胞代謝的環(huán)境必須是無菌條件。第11頁/共41頁【解析解析】(1)(1)重組重組DNADNA分子除應(yīng)該含有標(biāo)記基因方便篩選外，還分子除應(yīng)該含有標(biāo)記基因方便篩選外，還應(yīng)該含有外源目的基因表達(dá)所必需的啟動子和終止子等調(diào)控序應(yīng)該含有外源目的基因表達(dá)所必需的啟動子和終止子等調(diào)控序列。列。(2)(2)受精卵細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中含有很多個體發(fā)育所需的營養(yǎng)物質(zhì)，容受精卵細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中含有很多個體發(fā)育所需的營養(yǎng)物質(zhì)，容易產(chǎn)生完整的個體，全能性最高。易產(chǎn)生完整的個體，全能性最高。(3)(3)考查目的基因的檢測和表達(dá)

11、：用考查目的基因的檢測和表達(dá)：用DNADNA分子雜交技術(shù)檢測轉(zhuǎn)基分子雜交技術(shù)檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體因生物的染色體DNADNA上是否插入了目的基因；用分子雜交技術(shù)檢上是否插入了目的基因；用分子雜交技術(shù)檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNAmRNA，即用標(biāo)記的目的基因作探針與，即用標(biāo)記的目的基因作探針與mRNAmRNA雜交；用抗原雜交；用抗原- -抗體雜交技術(shù)檢測目的基因是否翻譯成蛋白抗體雜交技術(shù)檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，即從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原質(zhì)，即從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原- -抗抗體雜交，有時還需進(jìn)行個體生物學(xué)水平的鑒定，通過生

12、物性狀體雜交，有時還需進(jìn)行個體生物學(xué)水平的鑒定，通過生物性狀第12頁/共41頁表達(dá)與否來檢測基因工程的成功與否。表達(dá)與否來檢測基因工程的成功與否。(4)(4)乳腺生物反應(yīng)器和膀胱生物反應(yīng)器是轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物乳腺生物反應(yīng)器和膀胱生物反應(yīng)器是轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物的新方法，傳統(tǒng)生產(chǎn)多以微生物發(fā)酵工程或動物細(xì)胞工程為主的新方法，傳統(tǒng)生產(chǎn)多以微生物發(fā)酵工程或動物細(xì)胞工程為主要方法，但由于受操作條件相對較苛刻等的限制，所以價格較要方法，但由于受操作條件相對較苛刻等的限制，所以價格較高。高。第13頁/共41頁答案：答案：(1)(1)啟動子啟動子 標(biāo)記基因標(biāo)記基因 終止子終止子(2)(2)受精卵發(fā)育的全能性最

13、容易表達(dá)受精卵發(fā)育的全能性最容易表達(dá)(3)(3)分子雜交分子雜交 個體生物學(xué)水平鑒定個體生物學(xué)水平鑒定 DNADNA分子雜交抗原分子雜交抗原抗抗體雜交體雜交( (答對任意兩種即可答對任意兩種即可) )(4)(4)工程菌培養(yǎng)工程菌培養(yǎng) 動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng) 直接從生物組織、細(xì)胞或直接從生物組織、細(xì)胞或血液血液 由于受操作條件相對較苛刻等的限制，價格十分昂貴由于受操作條件相對較苛刻等的限制，價格十分昂貴第14頁/共41頁【互動探究互動探究】(1)(1)過程需要的酶有哪些？過程需要的酶有哪些？提示：提示：限制酶、限制酶、DNADNA連接酶。連接酶。分析：分析：目的基因需要從人的目的基因需要從人的

14、DNADNA上剪切下來插入到羊的基因中，上剪切下來插入到羊的基因中，剪切需要限制酶，連接需要剪切需要限制酶，連接需要DNADNA連接酶。連接酶。(2)(2)過程可能涉及哪些生物技術(shù)？過程可能涉及哪些生物技術(shù)？提示：提示：早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植、胚胎分割。早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植、胚胎分割。分析：分析：受精卵細(xì)胞發(fā)育成個體，需要在體外進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng)，受精卵細(xì)胞發(fā)育成個體，需要在體外進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng)，然后移植到同期發(fā)情處理的雌羊的子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，為得到多然后移植到同期發(fā)情處理的雌羊的子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，為得到多只羊可能還需要胚胎分割技術(shù)。只羊可能還需要胚胎分割技術(shù)。 第15頁/共41頁 基因治療與基因

15、診斷的比較基因治療與基因診斷的比較原理原理操操 作作 過過 程程進(jìn)展進(jìn)展基因基因治療治療基因基因診斷診斷基因表達(dá)堿基互補(bǔ)配對利用正?；?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，以表達(dá)出正常性狀來治療臨床實驗制作特定DNA探針與病人樣品DNA混合分析雜交帶情況臨床應(yīng)用第16頁/共41頁【高考警示鐘高考警示鐘】1.1.基因治療并非把健康的外源基因?qū)牖颊叩乃屑?xì)胞中，而基因治療并非把健康的外源基因?qū)牖颊叩乃屑?xì)胞中，而只是導(dǎo)入某些功能細(xì)胞中，且是體細(xì)胞。只是導(dǎo)入某些功能細(xì)胞中，且是體細(xì)胞。2.2.基因治療目前只是處于初期的臨床試驗階段，在臨床上未開基因治療目前只是處于初期的臨床試驗階段，在臨床上未開展，未實現(xiàn)這

16、方面的治療。展，未實現(xiàn)這方面的治療。第17頁/共41頁【典例訓(xùn)練典例訓(xùn)練2 2】基因治療是指（基因治療是指（ ）A.A.運用人工誘變的方法，使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因突變恢運用人工誘變的方法，使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因突變恢復(fù)正常復(fù)正常B.B.對有基因缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常，達(dá)到治對有基因缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常，達(dá)到治療疾病的目的療疾病的目的C.C.把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的的目的D.D.運用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，達(dá)到治療疾病的運用基因工程技術(shù)，把有缺陷的基因切除，達(dá)到治

17、療疾病的目的目的第18頁/共41頁【解題指南解題指南】1.1.考查實質(zhì)：基因治療的本質(zhì)?？疾閷嵸|(zhì)：基因治療的本質(zhì)。2.2.解題關(guān)鍵：明確基因治療的實質(zhì)是使正?；蛟诩?xì)胞內(nèi)表達(dá)，解題關(guān)鍵：明確基因治療的實質(zhì)是使正常基因在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，而不是替換缺陷基因。而不是替換缺陷基因?！窘馕鼋馕觥窟x選C C。人工誘變和自然突變一樣，具有不定向性，很。人工誘變和自然突變一樣，具有不定向性，很難使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因突變恢復(fù)正常。難使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因突變恢復(fù)正常。第19頁/共41頁【變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練】如果通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，成功改造了某血友病女性如果通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，成功改造了某血友病女性的造血干細(xì)胞，使其

18、凝血功能全部恢復(fù)正常。當(dāng)她與正常男性的造血干細(xì)胞，使其凝血功能全部恢復(fù)正常。當(dāng)她與正常男性結(jié)婚，婚后所生子女的表現(xiàn)型為（結(jié)婚，婚后所生子女的表現(xiàn)型為（ ）A.A.兒子、女兒全部正常兒子、女兒全部正常B.B.兒子、女兒中各一半正常兒子、女兒中各一半正常C.C.兒子全部有病，女兒全部正常兒子全部有病，女兒全部正常D.D.兒子全部正常，女兒全部有病兒子全部正常，女兒全部有病【解析解析】選選C C。血友病為伴。血友病為伴X X染色體隱性遺傳病，本題中完成轉(zhuǎn)染色體隱性遺傳病，本題中完成轉(zhuǎn)基因的細(xì)胞只有造血干細(xì)胞，而正常的體細(xì)胞和卵原細(xì)胞沒有基因的細(xì)胞只有造血干細(xì)胞，而正常的體細(xì)胞和卵原細(xì)胞沒有進(jìn)行轉(zhuǎn)基因

19、，女性患者所產(chǎn)生的卵細(xì)胞仍然含有血友病基因，進(jìn)行轉(zhuǎn)基因，女性患者所產(chǎn)生的卵細(xì)胞仍然含有血友病基因，所以，所生兒子都患病，女兒全部正常。所以，所生兒子都患病，女兒全部正常。第20頁/共41頁【變式備選變式備選】腺苷酸脫氨酶（腺苷酸脫氨酶（ADAADA）基因缺陷癥是一種免疫缺）基因缺陷癥是一種免疫缺陷癥，對患者采用基因治療的方法是：取出患者的陷癥，對患者采用基因治療的方法是：取出患者的T T淋巴細(xì)胞，淋巴細(xì)胞，進(jìn)行體外培養(yǎng)時轉(zhuǎn)入正常進(jìn)行體外培養(yǎng)時轉(zhuǎn)入正常ADAADA基因，經(jīng)過培養(yǎng)、轉(zhuǎn)化后，再將基因，經(jīng)過培養(yǎng)、轉(zhuǎn)化后，再將這些這些T T淋巴細(xì)胞注射入患者體內(nèi)，使其免疫功能增強(qiáng)，能正常淋巴細(xì)胞注射入患

20、者體內(nèi)，使其免疫功能增強(qiáng)，能正常生活。下列有關(guān)敘述中，正確的是（生活。下列有關(guān)敘述中，正確的是（ ）A.A.正常正常ADAADA基因替換了患者的缺陷基因基因替換了患者的缺陷基因B.B.正常正常ADAADA基因通過控制基因通過控制ADAADA的合成來影響免疫功能的合成來影響免疫功能C.TC.T淋巴細(xì)胞需在體外培養(yǎng)至能無限增殖時再注射入患者體內(nèi)，淋巴細(xì)胞需在體外培養(yǎng)至能無限增殖時再注射入患者體內(nèi)，保證體內(nèi)有足量的攜帶正?；虻谋ＷC體內(nèi)有足量的攜帶正?；虻腡 T淋巴細(xì)胞淋巴細(xì)胞D.D.體外培養(yǎng)體外培養(yǎng)T T淋巴細(xì)胞時可以通過顯微注射技術(shù)將正常的淋巴細(xì)胞時可以通過顯微注射技術(shù)將正常的ADAADA基基

21、因直接導(dǎo)入因直接導(dǎo)入T T淋巴細(xì)胞淋巴細(xì)胞第21頁/共41頁【解析解析】選選B B。基因治療是將正常的基因?qū)氲接谢蛉毕莸??；蛑委熓菍⒄５幕驅(qū)氲接谢蛉毕莸募?xì)胞中；正常的細(xì)胞中；正常的ADAADA基因可以控制合成正常的基因可以控制合成正常的ADAADA來影響免疫功來影響免疫功能；能無限增殖的能；能無限增殖的T T淋巴細(xì)胞已發(fā)生癌變，不能注射到患者體淋巴細(xì)胞已發(fā)生癌變，不能注射到患者體內(nèi)；向受體細(xì)胞導(dǎo)入目的基因時，必須先將目的基因和載體結(jié)內(nèi)；向受體細(xì)胞導(dǎo)入目的基因時，必須先將目的基因和載體結(jié)合。合。第22頁/共41頁 蛋白質(zhì)工程與基因工程蛋白質(zhì)工程與基因工程比較比較蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程

22、基因工程基因工程區(qū)區(qū)別別過過程程目目的的結(jié)結(jié)果果聯(lián)系聯(lián)系從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)設(shè)計預(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定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性,獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品可生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)(1)蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程(2)基因工程能為蛋白質(zhì)工程提供理論及技術(shù)支持,蛋白質(zhì)工程可對基因工程中所需的某些酶進(jìn)行修飾、改造,使之更符合需要第23頁/共41頁【典例訓(xùn)練典例訓(xùn)練3 3】干擾素是動物體

23、內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，可以用干擾素是動物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒感染和癌癥，但體外保存相當(dāng)困難，如果將其分子于治療病毒感染和癌癥，但體外保存相當(dāng)困難，如果將其分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可在上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可在-70 -70 條件下保存半年，條件下保存半年，給廣大患者帶來福音。給廣大患者帶來福音。(1)(1)蛋白質(zhì)的合成是受基因控制的，因此獲得能夠控制合成蛋白質(zhì)的合成是受基因控制的，因此獲得能夠控制合成“可以保存的干擾素可以保存的干擾素”的基因是生產(chǎn)的關(guān)鍵，依據(jù)蛋白質(zhì)工程的基因是生產(chǎn)的關(guān)鍵，依據(jù)蛋白質(zhì)工程原理，設(shè)計實驗流程，讓動物生產(chǎn)原理，設(shè)計實驗流程，讓動物生

24、產(chǎn)“可以保存的干擾素可以保存的干擾素”：設(shè)計設(shè)計設(shè)計設(shè)計推測推測合成合成第24頁/共41頁(2)(2)基因工程和蛋白質(zhì)工程相比較，基因工程在原則上只能生基因工程和蛋白質(zhì)工程相比較，基因工程在原則上只能生產(chǎn)產(chǎn)_的蛋白質(zhì)，不一定符合的蛋白質(zhì)，不一定符合_需要。而蛋白質(zhì)工程需要。而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過通過_或或_，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行_或制造一或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。(3)(3)蛋白質(zhì)工程實施的難度很大，原因是蛋白質(zhì)具

25、有十分復(fù)雜蛋白質(zhì)工程實施的難度很大，原因是蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的的_結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。(4)(4)對天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，應(yīng)該直接對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，對天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，應(yīng)該直接對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？_。原因是：原因是：_。第25頁/共41頁【解題指南解題指南】1.1.考查實質(zhì)：對蛋白質(zhì)工程的實驗流程的理解?？疾閷嵸|(zhì)：對蛋白質(zhì)工程的實驗流程的理解。2.2.解題關(guān)鍵：解題關(guān)鍵：(1)(1)明確蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是根據(jù)蛋白質(zhì)預(yù)期功能推測出相對明確蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是根據(jù)蛋白質(zhì)預(yù)期功能推測出相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列。應(yīng)的脫氧核苷酸序列。(2)(2)明確蛋白

26、質(zhì)工程是通過改造基因來改造蛋白質(zhì)。明確蛋白質(zhì)工程是通過改造基因來改造蛋白質(zhì)。第26頁/共41頁【解析解析】(1)(1)蛋白質(zhì)工程的基本流程為根據(jù)預(yù)期的蛋白質(zhì)功能蛋白質(zhì)工程的基本流程為根據(jù)預(yù)期的蛋白質(zhì)功能推測出蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及控制該蛋白質(zhì)的基因的脫氧核苷酸序列。推測出蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及控制該蛋白質(zhì)的基因的脫氧核苷酸序列。(2)(2)蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是通過對基因改造或修飾制造自然界不蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是通過對基因改造或修飾制造自然界不存在的符合人們生產(chǎn)和生活需要的蛋白質(zhì)。存在的符合人們生產(chǎn)和生活需要的蛋白質(zhì)。(3)(3)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，很難根據(jù)預(yù)期功能來預(yù)測出蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，很難根據(jù)預(yù)期功

27、能來預(yù)測出空間結(jié)構(gòu)?？臻g結(jié)構(gòu)。(4)(4)基因控制蛋白質(zhì)的合成，對基因的改造相當(dāng)于間接改造了基因控制蛋白質(zhì)的合成，對基因的改造相當(dāng)于間接改造了蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)。第27頁/共41頁答案：答案：(1)(1)預(yù)期的蛋白質(zhì)功能預(yù)期的蛋白質(zhì)功能 預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)應(yīng)有的氨基酸序列應(yīng)有的氨基酸序列 相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列( (基因基因) )(2)(2)自然界已存在自然界已存在 人類生產(chǎn)和生活人類生產(chǎn)和生活 基因修飾基因修飾基因合成基因合成 改造改造(3)(3)空間空間( (或高級或高級) )(4)(4)應(yīng)該通過對基因的操作來實現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)的改造應(yīng)該通過對基因的操作來實現(xiàn)

28、對天然蛋白質(zhì)的改造 首先，任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因首先，任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因也就是對蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以通過改也就是對蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以通過改造過的基因遺傳下去。如果對蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，造過的基因遺傳下去。如果對蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)分子也無法遺傳；其次，對基因進(jìn)行改造比被改造過的蛋白質(zhì)分子也無法遺傳；其次，對基因進(jìn)行改造比對蛋白質(zhì)直接進(jìn)行改造要容易操作，難度要小得多對蛋白質(zhì)直接進(jìn)行改造要容易操作，難度要小得多第28頁/共41頁 1. 1.利用基因工程培育抗蟲作物的直接

29、優(yōu)點是（利用基因工程培育抗蟲作物的直接優(yōu)點是（ ）A.A.減少蟲害的發(fā)生減少蟲害的發(fā)生 B.B.害蟲不會產(chǎn)生抗性害蟲不會產(chǎn)生抗性C.C.減少農(nóng)藥的用量減少農(nóng)藥的用量 D.D.作物不會染病作物不會染病【解析解析】選選A A。利用基因工程培育的抗蟲作物，對害蟲具有一。利用基因工程培育的抗蟲作物，對害蟲具有一定的抗性，減少了蟲害的發(fā)生；減少了農(nóng)藥的用量屬于間接優(yōu)定的抗性，減少了蟲害的發(fā)生；減少了農(nóng)藥的用量屬于間接優(yōu)點；種植抗蟲作物較長時間后，害蟲可能會出現(xiàn)抗性；抗蟲作點；種植抗蟲作物較長時間后，害蟲可能會出現(xiàn)抗性；抗蟲作物只能減少蟲害，對細(xì)菌、病毒等造成的病害不起作用。物只能減少蟲害，對細(xì)菌、病毒等

30、造成的病害不起作用。第29頁/共41頁2.(20122.(2012安慶模擬安慶模擬) )科學(xué)家將科學(xué)家將-干擾素基因進(jìn)行定點突變導(dǎo)入干擾素基因進(jìn)行定點突變導(dǎo)入大腸桿菌表達(dá)，使干擾素第十七位的半胱氨酸改變成絲氨酸，結(jié)大腸桿菌表達(dá)，使干擾素第十七位的半胱氨酸改變成絲氨酸，結(jié)果大大提高了果大大提高了-干擾素的抗病毒活性，并且提高了儲存穩(wěn)定性。干擾素的抗病毒活性，并且提高了儲存穩(wěn)定性。該生物技術(shù)為（該生物技術(shù)為（ ）A.A.蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程 B.B.基因工程基因工程C.C.基因突變基因突變 D.D.細(xì)胞工程細(xì)胞工程【解析解析】選選A A。題干中的操作涉及的基因顯然不再是原來的基因，。題干中的操作涉

31、及的基因顯然不再是原來的基因，其合成的其合成的-干擾素也不是天然干擾素也不是天然-干擾素，而是經(jīng)過改造的，是干擾素，而是經(jīng)過改造的，是具有人類所需優(yōu)點的蛋白質(zhì)，因而整個過程利用的生物技術(shù)為蛋具有人類所需優(yōu)點的蛋白質(zhì)，因而整個過程利用的生物技術(shù)為蛋白質(zhì)工程。白質(zhì)工程。第30頁/共41頁3.3.基因工程技術(shù)可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)。下列敘述不正基因工程技術(shù)可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)。下列敘述不正確的是（確的是（ ）A.A.常用相同的限制性核酸內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒常用相同的限制性核酸內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒B.DNAB.DNA連接酶和連接酶和RNARNA聚合酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶聚合酶是

32、構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶C.C.可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組質(zhì)?？捎煤股氐呐囵B(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒D.D.導(dǎo)入大腸桿菌的目的基因不一定能成功表達(dá)導(dǎo)入大腸桿菌的目的基因不一定能成功表達(dá)【解析解析】選選B B。構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶是限制性核酸內(nèi)切。構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶和酶和DNADNA連接酶。連接酶。RNARNA聚合酶在形成聚合酶在形成RNARNA時起到連接核糖核苷酸時起到連接核糖核苷酸間的磷酸二酯鍵的作用。間的磷酸二酯鍵的作用。第31頁/共41頁4.4.下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的說法正確的是（下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的說法正確的是（ ）A.A.

33、蛋白質(zhì)工程無需構(gòu)建基因表達(dá)載體蛋白質(zhì)工程無需構(gòu)建基因表達(dá)載體B.B.通過蛋白質(zhì)工程改造后的蛋白質(zhì)有的仍是天然的蛋白質(zhì)通過蛋白質(zhì)工程改造后的蛋白質(zhì)有的仍是天然的蛋白質(zhì)C.C.蛋白質(zhì)工程需要限制酶和蛋白質(zhì)工程需要限制酶和DNADNA連接酶連接酶D.D.蛋白質(zhì)工程是在蛋白質(zhì)分子水平上改造蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)工程是在蛋白質(zhì)分子水平上改造蛋白質(zhì)的【解析解析】選選C C。蛋白質(zhì)工程改造蛋白質(zhì)是通過改造基因來實現(xiàn)。蛋白質(zhì)工程改造蛋白質(zhì)是通過改造基因來實現(xiàn)的。改造后的基因，需要構(gòu)建基因表達(dá)載體，然后導(dǎo)入細(xì)胞中的。改造后的基因，需要構(gòu)建基因表達(dá)載體，然后導(dǎo)入細(xì)胞中控制合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)，因此需要限制酶和控制合成相應(yīng)的蛋

34、白質(zhì)，因此需要限制酶和DNADNA連接酶等工具連接酶等工具酶。改造后的蛋白質(zhì)是自然界中沒有的，不是天然蛋白質(zhì)。酶。改造后的蛋白質(zhì)是自然界中沒有的，不是天然蛋白質(zhì)。第32頁/共41頁5.5.如圖是利用奶牛乳汁生產(chǎn)人血清白蛋白的圖解，根據(jù)下圖回如圖是利用奶牛乳汁生產(chǎn)人血清白蛋白的圖解，根據(jù)下圖回答：答：(1)(1)在形成圖中的過程中，我們稱為在形成圖中的過程中，我們稱為_，獲取的途徑主要有獲取的途徑主要有_。第33頁/共41頁(2)(2)有人對這種牛奶不敢食用，人們對這種轉(zhuǎn)基因食品的擔(dān)心有人對這種牛奶不敢食用，人們對這種轉(zhuǎn)基因食品的擔(dān)心表現(xiàn)在表現(xiàn)在_、_、_。(3)(3)人血清白蛋白的生產(chǎn)說明該工

35、程突破了自然界物種之間的人血清白蛋白的生產(chǎn)說明該工程突破了自然界物種之間的_，在基因表達(dá)載體中，人的血清白蛋白基因前端，在基因表達(dá)載體中，人的血清白蛋白基因前端必須要有必須要有_。(4)(4)對處理后的分散細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，通常要在培養(yǎng)液中添加對處理后的分散細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，通常要在培養(yǎng)液中添加一定量的一定量的_，此外應(yīng)定期更換，此外應(yīng)定期更換_，以便保證，以便保證被培養(yǎng)的細(xì)胞處于被培養(yǎng)的細(xì)胞處于_的環(huán)境中。的環(huán)境中。 第34頁/共41頁【解析解析】(1)(1)血清白蛋白基因是目的基因，獲取目的基因的血清白蛋白基因是目的基因，獲取目的基因的途徑主要有途徑主要有3 3個：一是從相應(yīng)生物的基因文庫中獲取，

36、二是利個：一是從相應(yīng)生物的基因文庫中獲取，二是利用體外用體外PCRPCR技術(shù)大量擴(kuò)增，三是基因比較小，核苷酸序列已知，技術(shù)大量擴(kuò)增，三是基因比較小，核苷酸序列已知，可以用化學(xué)方法直接人工合成?？梢杂没瘜W(xué)方法直接人工合成。(2)(2)人們對轉(zhuǎn)基因食品的擔(dān)心表現(xiàn)在：擔(dān)心出現(xiàn)滯后效應(yīng)、擔(dān)人們對轉(zhuǎn)基因食品的擔(dān)心表現(xiàn)在：擔(dān)心出現(xiàn)滯后效應(yīng)、擔(dān)心出現(xiàn)新的過敏原心出現(xiàn)新的過敏原 、擔(dān)心營養(yǎng)成分改變等。、擔(dān)心營養(yǎng)成分改變等。(3)(3)利用奶牛乳汁生產(chǎn)人血清白蛋白，突破了自然界物種之間利用奶牛乳汁生產(chǎn)人血清白蛋白，突破了自然界物種之間的生殖隔離；啟動子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的的生殖隔離；啟動子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA

37、DNA片段，是片段，是RNARNA聚合聚合酶識別和結(jié)合的部位；有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出酶識別和結(jié)合的部位；有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNAmRNA，翻譯，翻譯出蛋白質(zhì)，故在基因表達(dá)載體中，人血清白蛋白基因前端必須出蛋白質(zhì)，故在基因表達(dá)載體中，人血清白蛋白基因前端必須要有啟動子。要有啟動子。第35頁/共41頁(4)(4)動物細(xì)胞培養(yǎng)首先應(yīng)保證被培養(yǎng)的細(xì)胞處于無菌、無毒的動物細(xì)胞培養(yǎng)首先應(yīng)保證被培養(yǎng)的細(xì)胞處于無菌、無毒的環(huán)境；通常還要在細(xì)胞培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防培環(huán)境；通常還要在細(xì)胞培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防培養(yǎng)過程中的污染；此外，應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，以便清除代謝產(chǎn)養(yǎng)過程中的污染；此

38、外，應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，以便清除代謝產(chǎn)物，防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害。物，防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害。答案：答案：(1)(1)目的基因目的基因 從基因文庫中獲取、從基因文庫中獲取、PCRPCR技術(shù)擴(kuò)增、人技術(shù)擴(kuò)增、人工合成工合成(2)(2)擔(dān)心出現(xiàn)滯后效應(yīng)擔(dān)心出現(xiàn)滯后效應(yīng) 擔(dān)心出現(xiàn)新的過敏原擔(dān)心出現(xiàn)新的過敏原擔(dān)心營養(yǎng)成分改變擔(dān)心營養(yǎng)成分改變(3)(3)生殖隔離生殖隔離 啟動子啟動子(4)(4)抗生素抗生素 培養(yǎng)液培養(yǎng)液 無菌、無毒無菌、無毒 第36頁/共41頁6.6.抗旱植物體內(nèi)的抗旱基因為抗旱植物體內(nèi)的抗旱基因為R R，旱敏基因為，旱敏基因為r r。研究表明，多。研究表

39、明，多數(shù)抗旱農(nóng)作物能通過細(xì)胞代謝產(chǎn)生一種代謝產(chǎn)物，調(diào)節(jié)根部細(xì)數(shù)抗旱農(nóng)作物能通過細(xì)胞代謝產(chǎn)生一種代謝產(chǎn)物，調(diào)節(jié)根部細(xì)胞內(nèi)的滲透壓，此代謝產(chǎn)物在葉肉細(xì)胞內(nèi)很難找到。胞內(nèi)的滲透壓，此代謝產(chǎn)物在葉肉細(xì)胞內(nèi)很難找到。(1)(1)抗旱農(nóng)作物的葉肉細(xì)胞內(nèi)難以找到與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物抗旱農(nóng)作物的葉肉細(xì)胞內(nèi)難以找到與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物的原因是的原因是_。(2)(2)現(xiàn)已制備足夠多的現(xiàn)已制備足夠多的R R探針和探針和r r探針，通過探針來檢測某植物探針，通過探針來檢測某植物相關(guān)的基因型。請據(jù)圖分析回答：相關(guān)的基因型。請據(jù)圖分析回答： 第37頁/共41頁圖中擴(kuò)增基因常用的方法是圖中擴(kuò)增基因常用的方法是_。若已提取到

40、某抗旱植。若已提取到某抗旱植物物RrRr的葉肉細(xì)胞總的葉肉細(xì)胞總DNADNA，_(“_(“能能”或或“不能不能”) )以以DNADNA為為模板直接擴(kuò)增抗旱基因，擴(kuò)增過程中尋找抗旱基因的位置依靠模板直接擴(kuò)增抗旱基因，擴(kuò)增過程中尋找抗旱基因的位置依靠_。第38頁/共41頁圖中處理基因獲取單鏈圖中處理基因獲取單鏈DNADNA常用的方法有常用的方法有_。濾膜上濾膜上DNADNA分子雜交發(fā)生在之間分子雜交發(fā)生在之間_。若被檢植物只發(fā)生若被檢植物只發(fā)生A A現(xiàn)象，則被檢植物的基因型為現(xiàn)象，則被檢植物的基因型為_。【解析解析】(1)(1)該代謝產(chǎn)物不存在的原因是基因未表達(dá)該代謝產(chǎn)物不存在的原因是基因未表達(dá),

41、 ,起調(diào)節(jié)作起調(diào)節(jié)作用的抗旱基因存在于根細(xì)胞內(nèi)，葉片細(xì)胞內(nèi)含有目的基因但未用的抗旱基因存在于根細(xì)胞內(nèi)，葉片細(xì)胞內(nèi)含有目的基因但未表達(dá)，這是細(xì)胞分化的結(jié)果。表達(dá)，這是細(xì)胞分化的結(jié)果。(2)(2)體外快速擴(kuò)增體外快速擴(kuò)增DNADNA的方法是的方法是PCRPCR技術(shù)；擴(kuò)增時首先引物要與技術(shù)；擴(kuò)增時首先引物要與互補(bǔ)序列結(jié)合，然后在互補(bǔ)序列結(jié)合，然后在DNADNA聚合酶的作用下延伸，所以可以通聚合酶的作用下延伸，所以可以通過引物來尋找相關(guān)基因；解旋的方法有加熱和用解旋酶處理；過引物來尋找相關(guān)基因；解旋的方法有加熱和用解旋酶處理；發(fā)生雜交的是探針與發(fā)生雜交的是探針與R R基因或基因或r r基因，基因，A A圖表示只形成了圖表示只形成了R R與探針與探針的雜交斑，其基因型為的雜交斑，其基因型為RRRR。第39頁/共41頁答案：答案：(1)(1)基因選擇性表達(dá)基因選擇性表達(dá)(2)(2)PCRPCR技術(shù)技術(shù) 能能 引物引物解旋酶處理或加熱解旋酶處理或加熱探針與探針與R R基因或基因或r r基因基因 RRRR第40頁/共41頁