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1、13基因工程的应用基因工程的应用14蛋白质工程的崛起蛋白质工程的崛起高频考点突破高频考点突破13基基因因工工程程的的应应用用基础自主梳理基础自主梳理命题视角剖析命题视角剖析即时达标训练即时达标训练14蛋蛋白白质质工工程程的的崛崛起起基础自主梳理基础自主梳理一、基因工程的应用一、基因工程的应用1植物基因工程的成果植物基因工程的成果提高农作物的提高农作物的_能力、改良农作物的能力、改良农作物的品质、利用植物生产品质、利用植物生产_等。等。(1)抗虫转基因植物；抗虫转基因植物；(2)抗病转基因植物；抗病转基因植物；(3)抗逆转基因植物；抗逆转基因植物；(4)利用利用_改良植物的品质。改良植物的品质。
2、抗逆抗逆药物药物转基因转基因2动物基因工程的成果动物基因工程的成果(1)提高动物的提高动物的_速度；速度；(2)改善畜产品的品质；改善畜产品的品质；(3)转基因动物生产转基因动物生产_；(4)转基因动物作转基因动物作_的供体；的供体；器官供体：抑制或除去器官供体：抑制或除去_。成果：利用成果：利用_培育没有免疫排培育没有免疫排斥反应的猪器官。斥反应的猪器官。3基因工程药物基因工程药物(1)来源：转基因来源：转基因_。(2)成果：成果：_、抗体、疫苗、激素等。、抗体、疫苗、激素等。生长生长药物药物器官移植器官移植抗原决定基因抗原决定基因克隆技术克隆技术工程菌工程菌淋巴因子淋巴因子(3)作用：预防
3、和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗作用：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。传病、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。4基因治疗基因治疗(1)特点：把特点：把_导入病人体内，使该基因的导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。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。，治疗复合型免疫缺陷症。(3)方法：分为体外基因治疗法和方法：分为体外基因治疗法和_基因治疗法。基因治疗法。正常基因正常基因淋巴细胞淋巴细胞体内体内二、蛋白质工程二、蛋白质工程
4、1蛋白质工程崛起的缘由蛋白质工程崛起的缘由(1)基因工程的实质：将一种生物的基因工程的实质：将一种生物的_转移到另一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。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、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，当羧
5、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，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。改变两种酶的特性后，玉米游离赖氨酸含量提高。基因基因蛋白质蛋白质2蛋白质工程原理蛋白质工程原理(1)目的：根据人们对蛋白质功能的特定需求，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。对蛋白质结构进行分子设计。(2)原理：基因改造。原理：基因改造。(3)过程：预期蛋白质功能过程：预期蛋白质功能设计预期的蛋白设计预期的蛋白质结构质结构推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列找到对找到对应的应的_序列序列(基
6、因基因)。3蛋白质工程进展蛋白质工程进展前景广阔，但目前成功的例子不多。前景广阔，但目前成功的例子不多。脱氧核苷酸脱氧核苷酸元贝驾考 http:/ 元贝驾考2016科目一 科目四驾考宝典网 http:/ 科目四高频考点突破高频考点突破基因工程的应用成果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
7、，设备精良【易误警示易误警示】乳腺生物反应器受生乳腺生物反应器受生物性别的限制，若从动物尿液中提取物性别的限制，若从动物尿液中提取目的基因产物则不受性别限制。目的基因产物则不受性别限制。2基因治疗基因治疗【易误警示易误警示】基因治疗是治疗人类遗传病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。期的临床试验阶段。即时应用即时应用(随学随练，轻松夺冠随学随练，轻松夺冠)1科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺
8、分泌抗体，相关叙述中正确的是由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是()该技术将导致定向变异该技术将导致定向变异DNA连接酶把目的基因与载体黏性末端的碱连接酶把目的基因与载体黏性末端的碱基对连接起来基对连接起来蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料供资料受精卵是理想的受体受精卵是理想的受体ABCD答案：答案：B蛋白质工程与基因工程的比较蛋白质工程与基因工程的比较【易误警示易误警示】(1)二者都属于分子水平上的二者都属于分子水平上的操作。操作。(2)蛋白质工程的本质是通过改造基因进而形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
9、为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。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。传下去，而直接改造蛋白质却不能遗传。即时应用即时应用(随学随练，轻松夺冠随学随练，轻松夺冠)2蛋白质工程与基因工程相比，其突出特点蛋白质工程与基因工程相比，其突出特点是是()A基因工程原则上能生产任何蛋白质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，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蛋白质工程可以不通过
10、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来的第三代基因工程答案：答案：B命题视角剖析命题视角剖析紧扣教材重点紧扣教材重点蛋白质工程及其综合应用蛋白质工程及其综合应用(2009年高考广东卷年高考广东卷)(1)饲料加工过程温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解植酸酶的_，然后改变植酸酶的，然后改变植酸酶的_，从而得到新的植酸酶。，从而得到新的植酸酶。(2)培育转植酸酶基因的大
11、豆，可提高其作为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大豆细胞常用的方法是_。请简述获。请简述获得转基因植株的完整过程。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转入猪的受精卵中。该受精卵培养至一定时期后可通过期后可通过_方法，从而一次得到多方法，从而一次得到多个转基因猪个体。个转基因猪个体。(4)若这些转基因动、植物进入生态环境中，若这些转基
12、因动、植物进入生态环境中，对生态环境有何影响？对生态环境有何影响？【尝试解答尝试解答】(1)分子结构及预期功能基因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，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入植物细胞，通过植物组织培养获得表现新性状的植物。的植物。(3)显微注射法胚胎分割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：转基可能产生的影响主要表现在以下几
13、方面：转基因生物打破了物种的原有界限，改变了物质循环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；和能量流动，对生态系统的稳定性造成破坏；重组重组DNA与微生物杂交，可能出现对动、植物和与微生物杂交，可能出现对动、植物和人类有害的病原微生物；增加目标害虫的抗性人类有害的病原微生物；增加目标害虫的抗性和进化速度；转基因植物通过传粉进行基因转和进化速度；转基因植物通过传粉进行基因转移，导致超级杂草出现；转基因植物的花粉如移，导致超级杂草出现；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
14、过食物链的传递，最后有可能进入蜂蜜中，再经过食物链的传递，最后有可能进入其他动物和人体内。可能进入其他动物和人体内。【解析解析】(1)蛋白质工程首先要根据已有蛋白质，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苷酸序列，合成目的基因，再通过基因工程产生转基因生物。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，其中有化法
15、、基因枪法和花粉管通道法，其中有80%的的转基因植物都是通过农杆菌转化法产生的。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。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。转基因生物可造成基因污染等不良影响。洞察高考热点洞察高考热点基因工程的应用基因工程的应用(2010年高考天津卷年高考天津卷)下图是培育表达
16、人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，表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉表示氨苄青霉素抗性基因，素抗性基因，BamH、Hind、Sma直线所直线所示为三种限制酶的酶切位点。示为三种限制酶的酶切位点。据图回答：据图回答：(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用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基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含要在含_的培养基上进行。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表达的调控序列是_(填字母代号填字母代号)。A启动子启动子BtetRC复制原点复制原点DampR(3)过程可采用的操作方法是过程可采用的操作方法是_(填字填字母代号母代号)。A农杆菌转化农杆菌转化 B大肠杆菌转化大肠杆菌转化C显微注射显微注射D细胞整合细胞整合(4)过程采用的生物技术是过程采用的生物技术是_。(5)对早期胚胎进行切割，
