基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程高二年級生物學(xué)基因工程的基本程序目的基因的獲取基因表達(dá)載體的構(gòu)建目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定微生物：感受態(tài)細(xì)胞法植物：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法花粉管通道法動(dòng)物：顯微注射法接種實(shí)驗(yàn)等分子水平抗原--抗體雜交技術(shù)分子雜交技術(shù)DNA分子雜交技術(shù)個(gè)體水平知識回顧陳薇院士團(tuán)隊(duì)研發(fā)的重組新冠疫苗已于4月12日全球率先進(jìn)入二期臨床試驗(yàn)利用基因工程研發(fā)和生產(chǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.舉例說出基因工程取得的豐碩成果；關(guān)注基因工程的進(jìn)展。2.認(rèn)同基因工程的應(yīng)用促進(jìn)生產(chǎn)力的提高。3.舉例說出蛋白質(zhì)工程崛起的緣由；簡述蛋白質(zhì)工程的原理。4.嘗試運(yùn)用逆向思維分析和解決問題。學(xué)習(xí)重點(diǎn)1.基因工程在農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等方面的應(yīng)用。2.蛋白質(zhì)工程崛起的緣由和原理學(xué)習(xí)難點(diǎn)1.基因治療2.蛋白質(zhì)工程的原理一.基因工程的應(yīng)用植物基因工程碩果累累動(dòng)物基因工程前景廣闊基因治療曙光初現(xiàn)基因工程藥物異軍突起(一)植物基因工程碩果累累基因工程育種的優(yōu)點(diǎn):

克服遠(yuǎn)緣雜交的障礙;定向改變生物性狀1996年2006年2017年轉(zhuǎn)基因植物種植面積(公頃)0.017億突破1億1.898億22年間種植面積增長了約112倍1.提高農(nóng)作物抗逆性抗逆性——指植物對不良環(huán)境的抵抗力和適應(yīng)性?？瓜x：截至2019年底，共育成轉(zhuǎn)基因抗蟲棉新品種176個(gè)，累計(jì)推廣4.7億畝，減少農(nóng)藥使用70%以上，國產(chǎn)抗蟲棉市場份額達(dá)到99%以上。

——農(nóng)業(yè)部官網(wǎng)轉(zhuǎn)Bt毒蛋白基因抗蟲棉思考抗蟲棉能殺死害蟲，會不會對人類有害呢？Bt毒蛋白基因蛋白酶抑制劑基因淀粉酶抑制劑基因植物凝集素基因抗蟲基因：蘇云金桿菌抗蟲水稻抗蟲棉Bt蛋白晶體攝食溶解活化與腸壁特異性受體結(jié)合導(dǎo)致蟲體死亡鱗翅目棉鈴蟲1.提高植物抗逆性病毒的復(fù)制酶基因抗病抗病毒抗真菌病毒外殼蛋白基因抗毒素合成基因K抗病基因幾丁質(zhì)酶基因抗煙草花葉病毒轉(zhuǎn)基因煙草抗真菌轉(zhuǎn)基因水稻對照抗逆性目的基因抗除草劑抗除草劑基因抗寒魚抗凍蛋白基因抗鹽堿、抗干旱調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因1.提高植物抗逆性抗除草劑轉(zhuǎn)基因小麥（右圖綠色）噴灑前噴灑后抗寒轉(zhuǎn)基因番茄2.改良植物品質(zhì)提高營養(yǎng)價(jià)值：富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因賴氨酸量提高30%的轉(zhuǎn)基因玉米。(二)動(dòng)物基因工程前景廣闊1.提高動(dòng)物生長速度外源生長激素基因(二)動(dòng)物基因工程前景廣闊2.改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)腸乳糖酶基因“拉克斯”——世界首例“低乳糖奶牛”（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)院培育）3.用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物(二)動(dòng)物基因工程前景廣闊藥用蛋白（乳腺生物反應(yīng)器）藥用蛋白基因3.用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物(二)動(dòng)物基因工程前景廣闊藥用蛋白（乳腺生物反應(yīng)器）生產(chǎn)重組人凝血因子九(牛乳腺生物反應(yīng)器)4.用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物做器官移植的供體器官移植人體移植器官短缺替代移植器官：小型豬免疫排斥無免疫排斥的移植器官器官供體基因組調(diào)節(jié)因子抑制抗原決定基因表達(dá)敲除抗原決定基因(二)動(dòng)物基因工程前景廣闊復(fù)合型免疫缺陷癥：(三)基因治療曙光初現(xiàn)ADA基因缺陷體內(nèi)缺乏ADA免疫功能低下(三)基因治療曙光初現(xiàn)3124T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生ADA的T淋巴細(xì)胞(三)基因治療曙光初現(xiàn)(三)基因治療曙光初現(xiàn)基因治療——

導(dǎo)入病人體內(nèi)，使該基因的

發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的，這是治療遺傳病的最有效的手段。正常基因表達(dá)產(chǎn)物產(chǎn)生ADA正?；?四)基因工程藥物異軍突起(四)基因工程藥物異軍突起工程菌藥用蛋白基因抗原基因等微生物發(fā)酵細(xì)胞因子抗體疫苗激素高效表達(dá)我國第一個(gè)基因工程藥物(四)基因工程藥物異軍突起中國“干擾素之父”干擾素體外很難保存基因工程：只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)定向改造干擾素體外可以保存制造出自然界沒有的蛋白質(zhì)——滿足人類生產(chǎn)生活需要二.蛋白質(zhì)工程？二.蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)功能決定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)（半胱氨酸）干擾素體外很難保存（絲氨酸）干擾素-70℃保存半年？二.蛋白質(zhì)工程對天然的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為應(yīng)該直接對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過對基因的操作來實(shí)現(xiàn)？思考二.蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程的基本原理：基因改造蛋白質(zhì)合成過程：蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)氨基酸序列多肽鏈基因DNAmRNA生物功能轉(zhuǎn)錄翻譯折疊蛋白質(zhì)工程的基本途徑：沿中心法則逆推二.蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)氨基酸序列多肽鏈基因DNAmRNA生物功能轉(zhuǎn)錄翻譯折疊預(yù)期功能分子設(shè)計(jì)DNA合成蛋白質(zhì)工程的概念：二.蛋白質(zhì)工程

蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類對生產(chǎn)和生活的需求。基因工程和蛋白質(zhì)工程的關(guān)系：基因工程：只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)工程：生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)延伸（第二代基因工程）蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景二.蛋白質(zhì)工程1.通過對胰島素的改造，

使其成為速效型藥品2.難度很大主要是目前科學(xué)家對大多數(shù)蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)的了解還很不夠基因工程限制性內(nèi)切酶DNA連接酶運(yùn)載體工具目的基因的獲取基因表達(dá)載體的構(gòu)建目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定操作程序蛋白質(zhì)工程延伸植物基因工程動(dòng)物基因工程基因工程藥物基因治療應(yīng)用小結(jié)練習(xí)1.以下有關(guān)基因工程應(yīng)用的說法不正確的是（）A.用基因工程培育的抗蟲植物也能抗病毒B.將外源生長激素基因?qū)雱?dòng)物體內(nèi)可提高動(dòng)物生長速度C.利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)的藥物已經(jīng)有很多種，如抗體、疫苗、激素等D.基因工程可用來培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和抗逆性強(qiáng)的作物A練習(xí)2.基因治療是指（）A.對有缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，從而使其恢復(fù)正常B.誘導(dǎo)有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因突變，恢復(fù)正常C.把有缺陷的基因切除，達(dá)到治療疾病的目的D.把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中D練習(xí)3.下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述，不正確的是(

)

A.實(shí)施蛋白質(zhì)工程的前提條件是了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系

B.基因工程是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵技術(shù)

C.蛋白質(zhì)工程是對蛋白質(zhì)分子的直接