高考生物一轮复习(人教版)精品课件选修3-1-3.4

(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键， 图中构建新的胰岛素模型的主要依据是 ________。 (2) 通 过 DNA 合 成 形 成 的 新 基 因 应 与 ________结合后转移到________中才能得到准 确表达。 (3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用 到的生物工程有 ________、________和发酵工 程。 (4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基
1．3 基因工程的应用 1．4 蛋白质工程的崛起
一、基因工程的应用
二、蛋白质工程
自我校对：①抗病 ②抗逆 ③生长速度 ④品质 ⑤药物 ⑥器官移植 ⑦蛋白质 ⑧蛋 白质 ⑨氨基酸 ⑩脱氧核苷酸 想一想：基因治疗一般针对很难用一般药物 进行治疗的由基因异常引起的遗传病。
一、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
思路点拨：解答本题，应从以下思路着手： ①明确基因工程的基本操作程序。 ②清楚目的基因导入受体细胞的方法。
【标准解答】 (1)根据植酸酶结构与预期的 植酸酶的特点，推测改变后的植酸酶的氨基酸序 列，对基因结构进行改造，这就是蛋白质工程。 (2) 将基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转 化法。 (3) 将重组质粒导入受精卵的方法是显微 注射法。要得到多个个体，应用胚胎分割技术。 (4)应从正反两方面说明。
项目 区别 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
跟踪训练2 胰岛素可以用于治疗糖尿病，但 是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，要经 过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛 素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。如图 是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请 据图回答有关问题：
解析：蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白 质功能的特定需求，对蛋白质结构进行分子设计， 因此，图中构建新的胰岛素模型的依据是预期胰 岛素的功能，即速效胰岛素。合成的目的基因应 与载体结合导入受体细胞中才能表达。由新的蛋 白质模型到构建新的基因，其基本设计思路是根 据新的蛋白质中氨基酸的序列，推测出其基因中 的脱氧核苷酸序列，然后用DNA合成仪合成出新 的基因。
2.基因治疗
外源基 项目 因类型 类型 及举例 腺苷酸 脱氨酶 基因 过程 特点 成果举 例
体外基 因治疗
①从病人体内获得某 种细胞 ②细胞培养 ③体外完成基因转移 ④筛选并扩增培养 ⑤重新输入患者体内
外源基因→载体携带 相应组织细胞
治疗复 操作复杂， 合型免 但成功率高 疫缺陷 症 治疗遗 操作简单， 传性囊 成功率低 性纤维 化病
体内基 因治疗
治疗遗 传性囊 性纤维 化病的 基因
特别提醒 ①乳腺生物反应器受生物性别的限制，若从 动物尿液中提取目的基因产物则不受性别限制。 ②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。
跟踪训练1 如图是将人的生长激素基因导入 细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细 菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。 判断下列说法正确的是
类型 项目 基因结构 乳腺生物反应器 动物基因结构与人类基因结 构相同 微生物生产 与人类基因结构不同 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 从细胞中提取，较为复杂
基因表达 与天然蛋白质活性没有区别 产物提取 从乳汁中较易分离提取
生产设备 畜牧业生产，加提取设备
工业生产，设备精良
A．将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微 注射法 B ．将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨 苄青霉素的培养基上，能生长的只是导入了重组 质粒的细菌 C ．将完成导入过程后的细菌涂布在含有四 环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒 A的 细菌 D ．目的基因成功表达的标志是受体细胞能 在含有氨苄青霉素的培养基上生长
(2)培育含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。将植酸酶基因导入大 豆细胞常用的方法是 ________ 。请简述获得转 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 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期后可 通过 ________ 方法，一次得到多个转基因猪个 体。 (4)若这些转基因动、植物进入生态环境中，
答案： (1) 蛋白质的预期功能 '(2) 载体 ' 大肠杆 菌等受体细胞'(3)蛋白质工程'基因工程'(4)根据新 的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱 氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成出新 的胰岛素基因
题型一 基因工程的应用成果 【例1】 (2009·广东高考)(1)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 ________ ， 然 后 改 变 植 酸 酶 的 ________，从而得到新的植酸酶。
答案：C
二、蛋白质工程与基因工程的比较
项目 区别 与联系 蛋白质工程 基因工程
过程 区 别 实质 结果
预期蛋白质功能―→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 定向改造或生产人类所 需的蛋白质 可生产自然界没有的蛋 白质
获取目的基因―→构建基 因表达载体―→将目的基 因导入受体细胞―→目的 基因的检测与鉴定 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 只能生产自然界已有的蛋 白质
解析：将目的基因导入到细菌细胞中常用的 方法是 Ca2 ＋ 处理法。基因必须保持结构的完整 性才能表达，而抗氨苄青霉素基因结构完整，能 够表达而使细菌具有对氨苄青霉素的抗性，在含 有氨苄青霉素的培养基上能存活的是导入了质粒 A或导入了重组质粒的细菌。由于将人的生长激 素基因导入到质粒的抗四环素基因上，破坏了抗 四环素基因的完整性，导入了重组质粒的细菌没 有对四环素的抗性，在含有四环素的培养基上不 能存活，能存活的是质粒 A ，故 C 正确。目的基 因成功表达的标志是产生出人的生长激素。