2019-2020年高中生物 第一单元 基因工程2导学案 新人教版选修3

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1、2019-2020年高中生物第一单元基因工程2导学案新人教版选修3【学习要求】1．基因工程的应用（B）2．蛋白质工程（A）【知识梳理】1．基因工程的应用包括：植物基因工程、、、基因治疗（包括和）等。基因治疗是把导入病人体内，使该即应的产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗最有效的措施。2．蛋白质工程的基本途径是：预期蛋白质功能→→推测氨基酸的排列顺序→→具有预期功能的蛋白质。（人教）3．苏教版“蛋白质工程”的相关知识：（1）蛋白质工程是指通过物理化学与生物化学等技术了解蛋白质的结构与功能，并借助计算机辅助设计、基

2、因定点诱变和重组DNA技术改造基因，以定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质的技术。基因工程是其中的关键技术，因此，蛋白质工程又被称为第二代基因工程。（2）根据蛋白质被改造部位的多少，可以将这种改造分为大改、中改和小改。“大改”是指根据氨基酸的性质和特点，设计并制造出自然界中不存在的全新蛋白质，使之具有特定的氨基酸序列、空间结构和预期功能。“中改”是指在蛋白质分子中替代某一个肽段或一个特定的结构域。“小改”是指通过基因工程中的定点诱变技术，有目的的改造蛋白质分子中某活性部位的1个或几个氨基酸残基，以改善蛋白质的

3、性质和功能。基因的定点诱变技术是改变蛋白质结构的核心技术之一。（3）蛋白质工程的基本原理：a．结构分析：获得蛋白质分子的结构信息，确定蛋白质的结构。b．结构预测与设计：利用已知的蛋白质结构信息，构建蛋白质的空间结构模型。c．基因工程：包括基因分离、诱变、克隆、表达等，它们是蛋白质工程的关键技术。d．蛋白质的纯化：纯化蛋白质，对蛋白质结构和功能进行测定和分析。e．功能分析：分析蛋白质的生物学和化学特性，为进一步预测和设计奠定基础。f．不断完善。4．蛋白质工程和基因工程的比较（见《金榜》P260要点归纳整合四）【课时练习】1

4、．转基因鲤鱼是鲤鱼细胞内导入了（）A．胰岛素基因B．生长激素基因C．乳腺蛋白基因D．乳糖酶基因2．（多选）下列关于基因工程和蛋白质工程的说法中，正确的是()A．都是分子水平上的操作B．蛋白质工程是基因工程的基础C．蛋白质工程的兴起与分子生物学、晶体学、计算机技术的发展有关D．基因工程能产生自然界根本不存在的基因，蛋白质工程不能产生自然界根本不存在的蛋白质3．番茄在运输和贮藏过程中，由于过早成熟而易腐烂。应用基因工程技术，我国已经培育成转基因延熟番茄。请回答下列问题：(1)促进果实成熟的重要激素是。(2)使番茄延熟的方法是

5、。(3)在培育转基因延熟番茄的基因操作中，所用的基因的“分子手术刀”是，基因的“分子缝合针”是。4．番茄营养丰富，是人们喜爱的一类果蔬。但普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。为满足人们的生产生活需要，科学家们通过基因工程技术，培育出了抗软化、保鲜时间长的番（1）图中多聚半乳糖醛酸酶和抗多聚半乳糖醛酸酶是等位基因吗？为什么？。（2）图中过程④、⑤分别称为、。（3）从图中可见，转基因番茄抗软化的原因是__________________________

6、_________。（4）以抗软化番茄的培育为例，说明基因工程的一般步骤。【拓展作业】完成《金榜》P261第1、3、4、5【预习指导】1．阅读教材“第一节细胞工程概述”与第二节“植物细胞工程”相关内容2．阅读《金榜》P263-264要点归纳整合一、二附参考资料：蛋白质工程的应用：蛋白质是机体生命活动的承担者，几乎所有的生命活动如代谢、运动、发育、生长、光合作用和固氮作用等都离不开蛋白质。随着蛋白质工程的发展，大量新型的具有特定功能的蛋白质将在工业、农业、医药和环境保护等方面发挥重要作用。蛋白质工程可通过改造酶的结构，有目

7、的地提高酶的热稳定性。工业化生产中的酶促反应要求所使用的酶具有高度的稳定性和催化活性，特别是对高温的稳定性。一般来说，热稳定性高的酶也具有较强的耐酸、碱和有机溶剂的能力。研究发现，在高温下，酶肽链中的天门冬酰胺和谷氨酰胺易发生脱氨反应，导致酶的结构被破坏，进而使酶丧失功能。若将天门冬酰胺和谷氨酰胺转变为其他氨基酸，就可以有效地提高酶的热稳定性。例如，酵母菌的丙糖磷酸异构酶上有两个天门冬酰胺，在分别转变为苏氨酸和异亮氨酸后，酶的热稳定性提高了将近50％。此外，在蛋白质分子中引入二硫键也可以显著提高蛋白质的热稳定性。在生物工

8、程制药领域，蛋白质工程也有广泛的应用。例如，天然抗体可以增强机体的免疫力，但是对于像癌症这样的疾病，还需要通过蛋白质工程人工合成或改造抗体，使之对某些肿瘤细胞具有特异的识别能力和杀伤力。科学家发明的利用鼠源杂交瘤抗体来处理癌细胞的方法，对癌细胞有一定的杀伤力，但也有导致机体高度过敏的副作用。为了解决这一问题，科学家又