基因工程的应用和蛋白质工程的崛起一轮学案

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1、基因工程的应用和蛋白质工程的崛起【学习目标】1.了解基因工程在农业、医药生产原理、步骤及注意事项；能疾病诊断和治疗中的应用2.了解蛋白质工程的一般操作过程【基础知识】一、基因工程的应用完成基因工程的应用表格，了解应用成果。转基因生物目的基因成果举例植物基因工程抗虫转基因植物抗虫基因：Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因抗虫水稻、抗虫棉、抗虫玉米抗病转基因植物抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因；抗真菌基因：几丁质酶基因、抗毒素合成基因抗病毒烟草、抗病毒小麦、抗病毒番茄、抗病毒甜椒抗逆转基因植物抗逆转基因：渗透压调节基因、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因

2、抗盐碱和抗干旱的烟草、抗寒番茄、抗除草剂的大豆和玉米改良品质的转基因植物优良性状基因：提高必需氨基酸含量的蛋白质编码基因、控制番茄成熟的基因、与花青素代谢有关的基因高赖氨酸玉米、耐储存番茄、新花色矮牵牛动物基因工程提高生长速度的转基因动物外源生长激素基因转基因绵羊、转基因鲤鱼生产药物的转基因动物药用蛋白基因+乳腺蛋白基因的启动子乳腺生物反应器改善畜产品品质的转基因动物肠乳糖酶基因乳汁中含乳糖较少的转基因牛作器官移植供体的转基因动物外源的抗原决定基因表达的调节因子或除去供体的抗原决定基因利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官基因工程药物转基因工程菌胰岛素基因等用于糖尿病、类风湿等疾病的

3、预防和治疗基因诊断基因诊断技术异常基因或携带病原体应用分子杂交技术判断是否含有相应的基因基因治疗体外基因治疗腺昔酸脱氨酶基因治疗复合型免疫缺陷症体内基因治疗治疗囊性纤维化病基因治疗遗传性囊性纤维化病思维拓展：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。二、蛋白质工程I蛋白质工程的概念蛋白质i程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，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。2.蛋白质工程的过程填充V中心法则特另I」提醒.1.对蛋白质工程概念应

4、从以下几个方面理解(1)蛋白质工程的基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系；(2)蛋白质工程的实质：改造控制该蛋白质合成的基因；(3)蛋白质工程的产物「产生新的蛋白质，是自然界所没有的。2.蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现。三、基因工程与蛋白质工程的比较项目与联紊蛋白质工程基因工程区别过程预期蛋白质功能一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昔酸序列获取目的基因一构建基因表达载体一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类所需的定向

5、改造生物的，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联系(1)蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程(2)基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造【习题巩固】1.采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵培育出了转基因羊，但是人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。以下有关叙述，正确的是(多选)()A.人体细胞中的基因与山羊细胞中的基因所用的密码子是相同的B.可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵C.在该转基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中A.人凝血

6、因子基因开始转录后，DNA连接酶以DNA分子的一条链为模板催化合成mRNA1.下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是()A.过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序B.将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白C.过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选D.应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达2.科学家利用基因工程培育出了耐盐的转基因水稻新品系。下列有关叙述错误的是A.获得目的基因需用限制性内切酶和DNA连接酶B.可通过农杆菌的感染以实现重组质粒导入受体细胞C.含

7、耐盐基因的水稻细胞经植物组织培养可获得植株D.可用较高浓度的盐水浇灌以鉴定水稻植株的耐盐性3.苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图(amp「为抗氨节青霉素基因)，据图回答下列问题。3种限制件核酸内切稱识別序列与酶切位点/JamHI:GGATCCCCTAGGlistI:GGATCCCCTAGGHfmim：AAGCTTTTCGAAliamHIHindIIIHBHindmliamYAIJJamH