2017_2018学年高中生物第1章第4节基因工程的发展前景教案浙科版选修3

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1、第四节基因工程的发展前景课　标　解　读重　点　难　点1.概述基因工程的发展前景。2.阐明蛋白质工程。3.了解基因工程在各领域的最新应用进展。科学家在基因工程方面的最新尝试。(重难点)光合作用方面1.研究目标光合作用对人类的生存及发展十分重要，如何提高植物的光合作用效率及农作物产量，一直是科学家追求的目标。2．解决方法(1)提高二磷酸核酮糖羧化酶的活性。(2)降低加氧酶的活性。生物固氮方面1.生物固氮概念通过某些微生物将分子氮转化为含氮化合物的过程。2．解决方法通过基因工程技术，将固氮细菌中的固氮基因转移到

2、非豆科作物的细胞内。生物反应器1.作用利用动植物作为生物反应器能够生产价格低廉的蛋白质药物。2．成果1．要培育出具有固氮能力的水稻、小麦等，需运用哪种生物技术？【提示】　固氮基因工程技术。蛋白质工程1.概念利用基因工程技术对天然蛋白质进行改造，以便获得具有理想生物学功能的蛋白质。2．内容主要是改造现有的蛋白质，通过修改蛋白质中的氨基酸序列来改进蛋白质的结构与构象，提高蛋白质的活性、稳定性和产率。2．通过T4溶菌酶分子中引入二硫键的方法提高了其热稳性，试问在此过程中主要采取的生物技术是什么？【提示】　蛋白质

3、工程。1．科学家已培育出具有固氮能力的非豆科农作物。(×)【提示】　此类作物尚未培育出来。2．转基因羊的乳汁中已成功表达出了一些药用蛋白质，如人白细胞介素2等。(√)3．蛋白质工程的核心技术是转基因技术。(√)4．蛋白质工程的目的在于获得人们所需的天然蛋白质。(×)【提示】　对天然蛋白质进行改造或获得新的蛋白质。5．利用基因工程可提高农作物的产量。(√)对蛋白质工程的理解【问题导思】①什么是蛋白质工程？②蛋白质工程的基本流程如何？③如何理解蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的？1．概念：利用基因工程技

4、术对天然蛋白质进行改造，以便获得具有理想生物学功能的蛋白质。2．蛋白质工程崛起的缘由基因工程只能生产出天然蛋白质，蛋白质工程是为了生产出符合人类生产和生活需要的蛋白质。3．基本原理它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代基因工程。4．基本途径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，找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。5．蛋白质工程的步骤1．蛋白质工程的设计思路与中心法则相反。2．蛋白质工程的操作对象是基因。　关于蛋白质工程的设计思路不正确的是(　　)A．从氨基酸的顺序

5、推测基因的核苷酸的排列顺序B．蛋白质工程完全不遵循中心法则C．从蛋白质的功能推测蛋白质应有的结构D．从蛋白质的结构推测氨基酸的排列顺序【审题导析】　(1)要熟悉蛋白质工程的设计思路。(2)注意蛋白质工程的设计思路与蛋白质的合成过程相反。【精讲精析】　蛋白质工程的设计思路如下：―→―→―→可见，A、C、D项正确；而蛋白质的合成过程遵循中心法则，故B项错误。【答案】　B　科学家将β干扰素基因进行定点突变后，导入大肠杆菌体内使其表达，使干扰素第17位的半胱氨酸变成丝氨酸，结果大大提高了β干扰素的抗病活性，并且提

6、高了贮存稳定性。该生物技术为(　　)A．基因工程B．蛋白质工程C．基因突变D．细胞工程【思维导图】　解答此题的思维流程如下：―→―→―→―→【精讲精析】　为提高β干扰素的抗病活性，在基因工程的基础上对编码β干扰素相应的基因进行定点突变，最终实现了对β干扰素结构功能的改变，这项技术称为蛋白质工程。【答案】　B蛋白质工程与基因工程的比较【问题导思】①蛋白质工程与基因工程有哪些区别和联系？其实质分别是什么？②蛋白质工程与基因工程的操作程序分别有哪些？项目蛋白质工程基因工程区别过程预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→

7、推测氨基酸序列→推测脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质获取目的基因→构建基因表达载体→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蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品(基因的异体表达)结果生产自然界没有的蛋白质生产自然界中已有的蛋白质联系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　利用基因工程，可以使哺乳动物的乳腺成为一种“生物反应器”，大量生产药物。这种动物基因工程操作的

8、一般过程如下。(1)首先，将________与________等调控组件重组在一起。(2)然后，通过________的方法，导入哺乳动物的受精卵中。(3)再次，将受精卵送入母体内，使其生长发育为转基因动物。从中选择________性个体，待其进入泌乳期后，可以通过________来生产所需要的药品。【思维导图】　解答此题的思维流程如下：―→

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11、　　　【精讲精析】　本题主要考查的是基因工程技术的应用