時基因工程的基本工具第一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日

非編碼區(qū)

非編碼區(qū)

編碼區(qū)編碼區(qū)下游編碼區(qū)上游RNA聚合酶結合位點

調(diào)控遺傳信息的表達核糖體原核細胞基因的結構第二頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)與RNA聚酶結合位點內(nèi)含子外顯子終止子編碼區(qū)上游編碼區(qū)下游真核細胞的基因結構啟動子第三頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日高頻考點突破考點一基因工程的概念理解和理論基礎1.基因工程的概念理解(1)操作環(huán)境：體外——關鍵步驟“表達載體的構建”的環(huán)境。

(2)優(yōu)點①與雜交育種相比：克服遠緣雜交不親和障礙。②與誘變育種相比：定向改造生物性狀。

(3)操作水平：分子水平。

(4)原理:基因重組。

(5)本質(zhì):甲(供體提供目的基因)乙(受體表達目的基因),即基因未變、合成蛋白質(zhì)未變,只是合成場所的轉(zhuǎn)移。第四頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日2.基因工程的基本原理和理論基礎概括如下圖

第五頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日考點二基因工程的操作工具1.限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術刀”

(1)來源:主要是從原核生物中分離純化出來的。

(2)化學本質(zhì)：蛋白質(zhì)。

(3)作用

(4)作用特點：特異性,即限制酶可識別特定的脫氧核苷酸序列,切割特定位點。

(5)切割方式催化作用,所以可重復利用可用于DNA的切割獲取目的基因和載體的切割錯位切：產(chǎn)生兩個相同的黏性末端平切：形成平末端第六頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日

提醒

①切割的化學鍵為磷酸二酯鍵。②在切割目的基因和載體時要求用同一種限制酶,

目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。③將一個基因從DNA分子上切割下來,需要2個限制酶,同時產(chǎn)生4個黏性末端。④不同DNA分子用同一種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端都相同,同一個DNA分子用不同的限制酶產(chǎn)生的黏性末端不相同。第七頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日2.DNA連接酶——“分子縫合針”常用類型E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源大腸桿菌T4噬菌體功能連接黏性末端連接黏性末端或平末端結果恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵第八頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日

拓展提升

DNA連接酶與DNA聚合酶的比較DNA

連接酶DNA

聚合酶作用實質(zhì)都是催化兩個脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵是否需模板不需要需要連接DNA鏈雙鏈單鏈作用過程在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵將單個核苷酸加到已存在的核酸片段的3′端的羥基上,形成磷酸二酯鍵作用結果將兩個DNA片段連接成重組DNA分子合成新的DNA分子第九頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日3.基因進入受體細胞的載體——“分子運輸車”

(1)類型

提醒

①質(zhì)粒本質(zhì)是DNA,不是細胞器;②特點:小型環(huán)狀。

(2)功能：將目的基因?qū)胧荏w細胞。

(3)應具備條件①能在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復制；②有一個至多個限制酶的切割位點,以便于與外源基因連接；

③有特殊的遺傳標記基因,供重組DNA的檢測和鑒定。最常用載體:質(zhì)粒其他載體:λ噬菌體的衍生物、動植物病毒等第十頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日

提醒

①一般來說,天然載體往往不能滿足人類的所有要求,因此人們根據(jù)不同的目的和需要,對某些天然的載體進行人工改造。②常見的標記基因有抗生素基因、產(chǎn)生特定顏色的表達產(chǎn)物基因、發(fā)光基因等。③作為載體必須具有多個限制酶切點,而且每種酶的切點最好只有一個。因為某種限制酶只能識別單一切點,若載體上有一個以上的酶切點,則切割重組后可能丟失某些片段,若丟失的片段含復制起點區(qū),則進入受體細胞后便不能自主復制。一個載第十一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日

體若只有某種限制酶的一個切點,則酶切后既能把環(huán)打開接納外源DNA片段,又不會丟失自己的片段。④注意與細胞膜上載體的區(qū)別,兩者的化學本質(zhì)和作用都不相同。⑤質(zhì)粒能自我復制,既可在自身細胞、受體細胞；也可在體外復制。第十二頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日

⑥基因工程中有3種工具,但工具酶只有2種。

⑦受體細胞中常用植物受精卵或體細胞(經(jīng)組織培養(yǎng))、動物受精卵(一般不用體細胞)、微生物——大腸桿菌、酵母菌等,但要合成糖蛋白、有生物活性的胰島素則必需用真核生物酵母菌——需內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的加工、分泌。一般不用支原體,原因是它營寄生生活;一定不能用哺乳動物成熟紅細胞,原因是它無細胞核,不能合成蛋白質(zhì)。第十三頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日1.(2009·福建理綜)轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育過程

如圖所示。質(zhì)粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ

等四種限制酶切割位點。請回答:

定時檢測 第十四頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日(1)構建含抗病基因的表達載體A時,應選用限制酶

,對

進行切割。

(2)培養(yǎng)基中的卡那霉素會抑制香蕉愈傷組織細胞的生長,欲利用該培養(yǎng)基篩選已導入抗病基因的香蕉細胞,應使基因表達載體A中含有

,

作為標記基因。

(3)香蕉組織細胞具有

,因此,

可以利用組織培養(yǎng)技術將導入抗病基因的香蕉組織細胞培育成植株。圖中①、②依次表示組織培養(yǎng)過程中香蕉組織細胞的

。答案

(1)PstⅠ、EcoRⅠ含抗病基因的DNA、質(zhì)粒(2)抗卡那霉素基因(3)全能性脫分化、再分化第十五頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日考點三基因工程的基本操作程序1、目的基因的獲取2、基因表達載體的構建3、將目的基因?qū)胧荏w細胞4、目的基因的檢測與鑒定核心第十六頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日第一步：目的基因的獲取1、目的基因的來源:

①從自然界已有的物種分離②人工方法合成2、獲取目的基因的常用方法:

①從基因文庫中獲取

②利用PCR技術擴增

③人工合成目的基因的序列為未知的情況目的基因的序列為已知的情況目的基因不是很大、且序列為已知的第十七頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日合成基因組織、器官、細胞基因組文庫cDNA文庫基因文庫目的基因的克隆基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的獲取如何建立?思考：1、對照圖解思考，什么是基因文庫？

2、基因文庫有哪些類型？

3、比較基因組文庫和cDNA文庫構建的不同點。第十八頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日活動1：體驗基因文庫的構建過程分析基因文庫構建過程的圖解，思考問題：什么意思？怎么做？溫和噬菌體：感染宿主細菌后不引起細菌裂解,而與宿主細胞建立共生關系并隨細菌繁殖傳給細菌后代。第十九頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日解讀cDNA文庫的構建過程(1)提取某種生物發(fā)育的某一時期的mRNA;(2)mRNA反轉(zhuǎn)錄形成DNA片段;(3)DNA片段與載體連接后,儲存在一個受體菌的群體中。第二十頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日文庫類型cDNA文庫基因組文庫文庫大小小大基因中啟動子無有基因中內(nèi)含子無有基因多少某種生物的部分基因某種生物的全部基因物種之間的基因交流可以部分基因可以說明基因文庫的組建過程就包含基因工程的基本操作步驟。從基因文庫中獲取目的基因的優(yōu)點是操作簡便，缺點是工作量大，具有一定的盲目性?；蚪M文庫與cDNA文庫的區(qū)別：第二十一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日關于PCR技術擴增①概念：PCR全稱為_______________，是一項在生物____復制___________的核酸合成技術。②原理：__________。③條件：______________________、______________、___________、

。

④方式：以_____形式擴增，即___（n為擴增循環(huán)的次數(shù)）⑤結果：

。使目的基因的片段在短時間內(nèi)成百萬倍地擴增.聚合酶鏈式反應體外特定DNA片段DNA復制已知基因的核苷酸序列四種脫氧核苷酸一對引物耐高溫DNA聚合酶指數(shù)2n第二十二頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日1、PCR擴增過程中是否需要另外加入ATP？為什么？2、PCR擴增過程中設置三種溫度的作用分別是什么？3、PCR擴增與DNA復制的區(qū)別是什么？思考：第二十三頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日PCR擴增過程中設置三種溫度的作用分別是什么？①變性（90℃-95℃）：雙鏈DNA模板在熱作用下，氫鍵斷裂，形成單鏈DNA。②退火（55℃-65℃）：引物與DNA模板結合，形成局部雙鏈。③延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下從引物起始進行互補鏈的合成。第二十四頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日PCR擴增與細胞內(nèi)DNA復制的比較細胞內(nèi)DNA復制PCR擴增不同點解旋方式酶引物結果相同點

在解旋酶作用下邊解旋邊復制（主要細胞核）90℃-95℃高溫解旋，雙鏈分開（體外）DNA解旋酶、DNA聚合酶TaqDNA聚合酶RNADNA或RNA在短時間內(nèi)形成大量的DNA片段形成整個DNA分子需提供DNA復制的模板四種脫氧核苷酸作原料都需要酶、引物、能量第二十五頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日利用PCR擴增目的基因第二十六頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日（2011江蘇高考）請回答基因工程方面的有關問題：(1)利用PCR技術擴增目的基因，其原理與細胞內(nèi)DNA復制類似（如下圖所示）。圖中引物為單鏈DNA片段，它是子鏈合成延伸的基礎。①從理論上推測，第四輪循環(huán)產(chǎn)物中含有引物A的DNA片段所占的比例為

。②在第

輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段。(1)①15/16②三第二十七頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日利用PCR擴增目的基因第二十八頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日(3)PCR反應體系中含有熱穩(wěn)定DNA聚合酶，下面的表達式不能正確反映DNA聚合酶的功能，這是因為

。(3)DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸連續(xù)結合到雙鏈DNA片段的引物鏈上。第二十九頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日目的基因轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化或感染合成基因組織、器官、細胞基因組DNAcDNA文庫基因文庫目的基因的克隆第二步：基因表達載體構建第三十頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日1.構建基因表達載體目的

使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。

第二步：基因表達載體構建2.基因工程載體的構建需要考慮的因素（1）基因的特點（2）要選擇強啟動子（3）要有選擇標記基因第三十一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日4.基因表達載體的組成：

目的基因+啟動子+終止子+標記基因

所有生物的DNA的基本結構相同（不同生物DNA都是由4種脫氧核苷酸構成，都具有雙螺旋結構，都遵循A-T、G-C的堿基配對原則）3.不同生物的DNA可以拼接在一起的原因：第三十二頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日啟動子、終止子以及起始密碼子、終止密碼子所存在的位置及作用？

啟動子、終止子存在于DNA上；起始密碼子、終止密碼子存在于mRNA上。啟動子并不是轉(zhuǎn)錄的起點，是RNA聚合酶識別和結合的位點;

起始密碼子是翻譯的起點。第三十三頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日（08年江蘇高考）將動物致病菌的抗原基因?qū)腭R鈴薯制成植物疫苗，飼喂轉(zhuǎn)基因馬鈴薯可使動物獲得免疫力。以下是與植物疫苗制備過程相關的圖和表。注意基因克隆載體與基因表達載體的區(qū)別第三十四頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日載體(vector）：用于承載、克隆、轉(zhuǎn)移目的基因(DNA片段)，能自我復制的DNA分子。（1）在基因克隆時：將目的片段轉(zhuǎn)移到宿主細胞中進行復制克隆——克隆載體；（2）在基因?qū)胧荏w時：將目的片段轉(zhuǎn)移到受體細胞中使目的片段穩(wěn)定存在并表達——表達載體。目的基因啟動子和終止子復制原點標記基因多種單一限制酶切點合適大小DNA片段復制原點標記基因多種單一限制酶切點合適大小第三十五頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日活動2：體驗基因表達載體的構建過程

下圖是天然土壤農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒結構示意圖（示部分基因及部分限制性內(nèi)切酶作用位點），思考回答：√×√√×√√√第三十六頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日①人工改造時，要使抗蟲基因表達，還應插入____________。②人工改造時用限制酶Ⅱ處理，其目的是：第一，去除質(zhì)粒上的

（基因），保證T-DNA進入水稻細胞后不會引起細胞的無限分裂和生長；第二，使質(zhì)粒帶有單一限制酶作用位點，有利于___________。第三，使質(zhì)粒大小合適，可以提高轉(zhuǎn)化效率等。③若用限制酶Ⅰ分別切割改造過的理想質(zhì)粒和帶有抗蟲基因的DNA分子，并構成重組Ti質(zhì)粒。分別以含四環(huán)素和卡那霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)已成功導入抗蟲基因的水稻胚細胞，觀察到的細胞生長的現(xiàn)象是

。①啟動子②tms和tmr（2分）目的基因（或外源DNA）準確插入③在含卡那霉素的培養(yǎng)基能夠生長，而在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能生長第三十七頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日你知道雙酶切法嗎？（2010年江蘇高考）下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中箭頭表示相關限制酶的酶切位點。

與只使用EcoRⅠ相比較，使用BamHⅠ和HindⅢ兩種限制酶同時處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點在于可以防止___________________?！痢獭獭藤|(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化第三十八頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日將同一種限制酶切割的質(zhì)粒與目的基因片段混合，加入DNA連接酶，兩兩連接的產(chǎn)物有幾種？

目的基因與目的基因的連接物目的基因與質(zhì)粒的連接物質(zhì)粒與質(zhì)粒的連接物第三十九頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日原核細胞表達真核細胞表達植物中表達動物中表達人體表達發(fā)酵工程轉(zhuǎn)基因植物動物器官發(fā)生器轉(zhuǎn)基因動物基因治療目的基因轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化或感染合成基因組織、器官、細胞基因組DNAcDNA文庫基因文庫目的基因的克隆基因工程的基本操作程序第三步：將目的基因?qū)胧荏w細胞第四步：目的基因的檢測與鑒定第四十頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日第三步：將目的基因?qū)胧荏w細胞1.將目的基因?qū)胫参锛毎姆椒ㄓ校?/p>

2.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法所適用的植物：

農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法

雙子葉植物和裸子植物

農(nóng)桿菌能在自然狀態(tài)下感染雙子葉植物和裸子植物，對大多數(shù)單子葉植物沒有感染能力。（一）導入植物細胞第四十一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日3.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法在實施過程中，構建基因表達載體時需要將目的基因轉(zhuǎn)入

，而該片段可以整合到受體植物細胞的

上，并穩(wěn)定維持和表達。該過程說明農(nóng)桿菌細胞中很可能含有

酶和

酶。Ti質(zhì)粒的T-DNA上限制DNA連接染色體DNA第四十二頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日將目的基因?qū)雱游锛毎Ｓ玫姆椒ǎ?/p>

此方法的受體細胞多為:

顯微注射法受精卵（二）導入動物細胞（三）導入微生物細胞：①原核生物的特點：②轉(zhuǎn)化過程：

思考：為什么要用Ca2+處理細胞？因為大腸桿菌等細菌的細胞壁成分主要是肽聚糖，因此一般要先用Ca2+處理，以增加細菌細胞壁的通透性。繁殖快、單細胞、遺傳物質(zhì)少第四十三頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日（1）內(nèi)容：①檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因（關鍵）②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)（2）常用的技術：①DNA分子雜交技術－－DNA與DNA雜交②分子雜交技術－－DNA與RNA雜交③蛋白質(zhì)分子（抗原－抗體）間的雜交第四步：目的基因的檢測與鑒定第四十四頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日第四步：目的基因的檢測與鑒定第四十五頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日項目具體應用目的基因作用受體生物備注植物基因工程常用方法：①農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法②基因槍法③花粉管通道法抗蟲轉(zhuǎn)基因植物抗蟲基因: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：Bt毒蛋白水解成多肽與腸上皮細胞結合,形成穿孔,細胞腫脹裂解致死;兩種抑制劑分別抑制相應酶活性,影響消化;植物凝集素為糖蛋白,與腸黏膜結合,影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和利用棉花、水稻、玉米等①抗蟲但不抗病毒、細菌、真菌等②培育抗蟲作物優(yōu)點：減少環(huán)境污染、降低生產(chǎn)成本③不同抗蟲基因作用機理不同④Bt毒蛋白基因來自蘇云金芽孢桿菌

基因工程的應用和蛋白質(zhì)工程的崛起考點一基因工程應用第四十六頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日植物基因工程常用方法:①農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法②基因槍法③花粉管通道法抗病轉(zhuǎn)基因植物病毒外殼蛋白基因、病毒復制酶基因、幾丁質(zhì)酶基因、抗毒素合成基因前兩種為抗病毒作用;后兩種為抗真菌作用煙草(抗病毒)、小麥(抗病毒)等引起植物生病的微生物有病毒、細菌、真菌三大類抗逆轉(zhuǎn)基因植物①調(diào)節(jié)細胞滲透壓基因②抗凍蛋白基因(從魚體內(nèi)獲取)③抗除草劑基因①通過改變細胞內(nèi)滲透壓,提高抗鹽堿、抗旱能力②耐寒能力提高③抗除草劑煙草(抗旱、抗鹽堿);番茄(抗寒);大豆、玉米(抗除草劑)抗逆指抵抗不良環(huán)境的能力,如鹽堿、干旱、低溫、澇害等轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)①含必需氨基酸的蛋白質(zhì)編碼基因

②控制番茄果實成熟的基因③花青素代謝有關的基因①控制合成的蛋白質(zhì)含必需氨基酸多②延遲番茄成熟③改變花瓣的顏色玉米、番茄、矮牽牛等賴氨酸、亮氨酸等都屬于必需氨基酸第四十七頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日動物基因工程常用方法：顯微注射法受體細胞：一般用受精卵提高動物生長速度生長激素基因促進生長,提高生長速度鯉魚注意：不能導入生長素基因改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)腸乳糖酶基因?qū)⑷樘欠纸?降低牛奶中乳糖的含量奶牛部分人對乳糖會發(fā)生過敏反應轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物(生物反應器或乳房生物反應器)藥用蛋白基因+乳腺蛋白基因+啟動子分泌乳汁來生產(chǎn)所需要的藥品牛和山羊已生產(chǎn)出的藥品有抗凝血酶、血清蛋白、生長激素和α—抗胰蛋白酶第四十八頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日動物基因工程常用方法：顯微注射法受體細胞：一般用受精卵轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體①某種調(diào)節(jié)因子②設法除去抗原決定基因①抑制抗原決定基因的表達②不能合成相應抗原豬選擇豬的器官做人器官替代品的原因：①其內(nèi)臟構造、大小、血管分布與人相似②體內(nèi)隱藏的致病基因少基因工程藥品控制藥品合成的相應基因,如人的胰島素基因、干擾素基因、乙肝疫苗基因等生產(chǎn)合成相應的藥品,如胰島素、干擾素、乙肝疫苗等微生物,如大腸桿菌、酶母菌等選擇微生物作受體的原因：繁殖快、單細胞、遺傳物質(zhì)少第四十九頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日基因檢測和基因治療基因檢測制作相應探針,利用DNA分子雜交原理,快速、準確檢測人類某種疾病臨床應用階段基因治療把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎?可分為體外基因治療和體內(nèi)基因治療兩種方法僅處于實驗階段,仍有許多問題和困難制約該技術的開展,所以該技術并未在臨床開展總結：1.四種商業(yè)化應用的轉(zhuǎn)基因作物：大豆、棉花、油菜、玉米2.轉(zhuǎn)基因作物種植最大的四個國家：美國、阿根延、加拿大、中國3.基因芯片有多種用途,基本原理是DNA分子雜交,檢測對象為DNA,但必須是單鏈的,即將雙鏈DNA打開后才能檢測第五十頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日

提醒

①動物基因工程主要為了改善畜產(chǎn)品的品質(zhì),而不是為了產(chǎn)生體型巨大的個體。②基因治療目前只是處于初期的臨床試驗階段,在臨床上未開展、未實現(xiàn)這方面的治療。③DNA分子制作探針進行檢測時應檢測單鏈,即將雙鏈DNA分子打開。④Bt毒蛋白基因產(chǎn)生Bt毒蛋白并無毒性,進入昆蟲消化道被分解成多肽后產(chǎn)生毒性。⑤青霉素是青霉菌產(chǎn)生的,不是通過基因工程生產(chǎn)的。⑥原核生物基因(如抗蟲基因)可做為真核生物(棉花)的目的基因。第五十一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日考點二蛋白質(zhì)工程1.概念

蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結構規(guī)律及其與生物功能的關系作為基礎,通過基因修飾或基因合成,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。第五十二頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日2.蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較項目蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別過程預期蛋白質(zhì)功能→設計預期的蛋白質(zhì)結構→推測應有的氨基酸序列→推測相對應的脫氧核苷酸序列→合成DNA→表達出蛋白質(zhì)獲取目的基因→構建基因表達載體→將目的基因?qū)胧荏w細胞→目的基因的檢測與鑒定實質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性,以獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品結果生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)一般是生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎上,延伸出來的第二代基因工程。因為對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì),必須通過基因修飾或基因合成實現(xiàn)第五十三頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日

拓展延伸

蛋白質(zhì)組計劃和人類基因組計劃的比較蛋白質(zhì)組計劃基因組計劃啟動時間2001年成立組織1990年正式啟動主要內(nèi)容“肝臟蛋白質(zhì)”和“血漿蛋白質(zhì)”的研究測定人類基因組24條染色體上全部DNA序列參加國家16個國家,80多個實驗室6個國家,中國是唯一的發(fā)展中國家我國承擔任務牽頭執(zhí)行“人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃”承擔1%的測序工作意義揭示并確認肝臟(血漿)蛋白質(zhì)為重大疾病預防、診斷、治療以及新藥研發(fā)提供科學基礎;推動支持蛋白質(zhì)工程遺傳病的診斷和治療;揭示基因表達的機理第五十四頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日解題思路探究思維誤區(qū)警示易錯分析

1.對乳腺(膀胱)反應器與微生物生產(chǎn)基因產(chǎn)品混肴不清乳腺生物反應器與微生物生產(chǎn)的比較乳腺生物反應器微生物生產(chǎn)(原核生物)基因結構動物基因結構與人類基因結構相同與人類基因結構不同類型項目第五十五頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日

提醒

乳腺生物反應器受生物性別和年齡的限制,若從動物尿液中提取目的基因產(chǎn)物則不受性別和年齡限制?；虮磉_與天然蛋白質(zhì)活性沒有區(qū)別由于缺少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細胞器,產(chǎn)物可能不具有生物活性產(chǎn)物提取從乳汁中較易分離提取從細胞中提取,較為復雜生產(chǎn)設備畜牧業(yè)生產(chǎn);提取設備工業(yè)生產(chǎn);設備精良第五十六頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日

2.對“基因診斷”和“基因治療”概念及應用辯析不清

(1)基因診斷基因診斷是用放射性同位素(如32P)、熒光分子等標記的DNA分子做探針,利用DNA分子雜交原理,鑒定被檢測標本上的遺傳信息,達到檢測疾病的目的。

(2)基因治療的原理及實例①原理：把健康動物的正?；?qū)牒腥毕莼虻氖荏w細胞中,存在基因缺陷的病人細胞中既含有缺陷基因,又含有通過基因工程導入的正?；?第五十七頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日

在病人體內(nèi)兩種基因都能表達,正?；虻谋磉_產(chǎn)物掩蓋了缺陷基因的表達產(chǎn)物,從而治愈了有基因缺陷的疾病。②鐮刀型細胞貧血癥基因治療過程步驟過程獲取正常的血紅蛋白基因用限制酶從人的DNA分子中切取血紅蛋白基因形成重組載體用同一種限制酶切取目的基因和切割載體DNA,再用DNA連接酶將正常血紅蛋白基因連接在載體DNA上,形成重組載體第五十八頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日重組載體的導入與篩選將攜帶正常血紅蛋白基因的重組載體導入患者的造血干細胞中,并將重組載體插入到染色體DNA上。用選擇培養(yǎng)基篩選出含重組質(zhì)粒的造血干細胞將含正常血紅蛋白基因的造血干細胞回輸給患者骨髓將攜帶正常血紅蛋白基因的造血干細胞輸入患者骨髓中,此造血干細胞產(chǎn)生正常血紅蛋白,以根治鐮刀型細胞貧血癥第五十九頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日知識綜合應用重點提示

通過“基因工程和蛋白質(zhì)工程綜合”的考查,提升“把握所學知識的要點和知識之間內(nèi)在的聯(lián)系”的能力。典例分析

(2009·廣東卷,39)(1)飼料加工過程溫度較高,要求植酸酶具有較好的高溫穩(wěn)定性。利用蛋白質(zhì)工程技術對其進行改造時,首先必須了解植酸酶的

,然后改變植酸酶的

,

從而得到新的植酸酶。第六十頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日(2)培育轉(zhuǎn)植酸酶基因的大豆,可提高其作為飼料原料時磷的利用率。將植酸酶基因?qū)氪蠖辜毎Ｓ玫姆椒ㄊ?/p>

。請簡述獲得轉(zhuǎn)基因植株的完整過程：

。

(3)為了提高豬對飼料中磷的利用率,科學家將帶有植酸酶基因的重組質(zhì)粒通過

轉(zhuǎn)入豬的受精卵中。該受精卵培養(yǎng)至一定時期可通過

方法,從而一次得到多個轉(zhuǎn)基因豬個體。

(4)若這些轉(zhuǎn)基因動、植物進入生態(tài)環(huán)境中,對生態(tài)環(huán)境有何影響？第六十一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期日

解析

(1)蛋白質(zhì)工程首先要根據(jù)已有蛋白質(zhì),從預期的蛋白質(zhì)功能出發(fā),設計預期的蛋