第59講基因工程的應用和蛋白質(zhì)工程課程標準1.舉例說明基因工程在農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生及食品工業(yè)領域等方面的廣泛應用改善了人類的生活品質(zhì)。2.概述人們根據(jù)基因工程原理，進行蛋白質(zhì)設計和改造，可以獲得性狀和功能更符合人類需求的蛋白質(zhì)。3.舉例說明依據(jù)人類需要對原有蛋白質(zhì)結構進行基因改造、生產(chǎn)目標蛋白的過程?？键c一基因工程的應用1.基因工程的一般應用2.乳腺生物反應器提醒乳腺生物反應器是利用轉(zhuǎn)基因動物的乳汁生產(chǎn)藥用蛋白，而膀胱生物反應器是利用轉(zhuǎn)基因動物的尿液生產(chǎn)藥用蛋白，其優(yōu)點是不受動物的性別、生長發(fā)育時期的限制，提取簡單高效。

3.利用基因工程菌生產(chǎn)藥物1.（選擇性必修3P88正文）為培育抗除草劑的作物新品種，導入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體。（）2.（選擇性必修3P88正文）科學家利用轉(zhuǎn)基因技術培育了抗玉米螟玉米，種植該玉米的農(nóng)田就不需要進行防蟲管理了。（）3.（選擇性必修3P89正文）外源生長激素基因的表達可以使轉(zhuǎn)基因動物生長得更快。（）4.（選擇性必修3P90正文）乳腺生物反應器是將藥用蛋白基因?qū)雱游锏娜橄偌毎小＃ǎ?.（選擇性必修3P90資料卡）由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后可直接應用。（）1.（2025·福建寧德期末）利用轉(zhuǎn)基因山羊乳腺生物反應器生產(chǎn)丁酰膽堿酯酶，可治療有機磷中毒。下列敘述錯誤的是（）A.應該用山羊乳腺中特異表達的基因的啟動子構建基因表達載體B.通過體細胞克隆可將丁酰膽堿酯酶基因傳遞給子代C.通過顯微注射技術將基因表達載體導入山羊乳腺細胞D.山羊乳腺細胞可將肽鏈加工成具有一定空間結構的丁酰膽堿酯酶2.（2025·山東煙臺模擬）紅細胞生成素（EPO）是人體內(nèi)促進紅細胞生成的一種糖蛋白，可用于治療腎衰性貧血等疾病。由于天然EPO來源極為有限，某科研團隊采用基因工程培育轉(zhuǎn)基因羊作為乳腺生物反應器，使其能合成EPO。下列有關敘述錯誤的是（）A.構建基因表達載體時，需將EPO基因插入乳腺蛋白基因的啟動子的下游B.一般情況下，該轉(zhuǎn)基因羊中的EPO基因只在羊的乳腺細胞中表達C.用顯微注射技術將含EPO基因的表達載體導入羊的乳腺細胞中可合成并提取EPOD.用PCR擴增人的EPO基因，需要一段已知的EPO基因核苷酸序列

考點二蛋白質(zhì)工程1.蛋白質(zhì)工程的概念2.蛋白質(zhì)工程的基本原理3.蛋白質(zhì)工程的應用（1）醫(yī)藥工業(yè)方面：研發(fā)藥物，如延長干擾素的保存時間；降低小鼠單克隆抗體誘發(fā)免疫反應的強度。（2）其他工業(yè)方面：改進酶的性能或開發(fā)新的工業(yè)用酶。（3）農(nóng)業(yè)方面：通過改造某些參與調(diào)控光合作用的酶，增加糧食的產(chǎn)量；改造微生物蛋白質(zhì)的結構，設計優(yōu)良微生物農(nóng)藥，防治病蟲害。1.（選擇性必修3P93正文）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，是涉及多學科的綜合科技工程。（）2.（選擇性必修3P93正文）蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進行操作，定向改造分子的結構。（）3.（選擇性必修3P94正文）蛋白質(zhì)工程需要改變蛋白質(zhì)分子的所有氨基酸序列。（）4.（選擇性必修3P96到社會中去）蛋白質(zhì)工程的應用為酶制劑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了強大助力。（）1.（2025·湖北孝感高中質(zhì)檢）下圖表示蛋白質(zhì)工程的操作過程，相關說法錯誤的是（）A.a、b過程分別是轉(zhuǎn)錄、翻譯B.蛋白質(zhì)工程中對蛋白質(zhì)分子結構的了解是非常關鍵的工作C.蛋白質(zhì)工程是完全擺脫基因工程技術的一項全新的生物工程技術D.蛋白質(zhì)工程中可能構建出一種全新的基因2.（2025·山東聊城模擬）人體內(nèi)的tPA蛋白能高效降解由血纖維蛋白凝聚而成的血栓，然而為心肌梗死患者注射大劑量的基因工程tPA會誘發(fā)顱內(nèi)出血，其原因是tPA與血纖維蛋白結合的特異性不高。研究證實，通過某技術將tPA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，可制造出性能優(yōu)異的改良tPA蛋白，進而顯著降低出血副作用。下列敘述正確的是（）A.該技術的關鍵是知道tPA蛋白基因的分子結構B.該技術生產(chǎn)改良tPA蛋白的過程遵循中心法則C.該技術是在蛋白質(zhì)分子水平上直接改造蛋白質(zhì)D.該技術制造出的蛋白質(zhì)在自然界早已存在1.（2022·江蘇高考6題）采用基因工程技術調(diào)控植物激素代謝，可實現(xiàn)作物改良。下列相關敘述不合理的是（）A.用特異啟動子誘導表達iaaM（生長素合成基因）可獲得無子果實B.大量表達ipt（細胞分裂素合成關鍵基因）可抑制芽的分化C.提高ga2ox（氧化赤霉素的酶基因）的表達水平可獲得矮化品種D.在果實中表達acs（乙烯合成關鍵酶基因）的反義基因可延遲果實成熟2.（2021·遼寧高考14題）腈水合酶（N0）廣泛應用于環(huán)境保護和醫(yī)藥原料生產(chǎn)等領域，但不耐高溫。利用蛋白質(zhì)工程技術在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽，可獲得熱穩(wěn)定的融合型腈水合酶（N1）。下列有關敘述錯誤的是（）A.N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一B.加入連接肽需要通過改造基因?qū)崿F(xiàn)C.獲得N1的過程需要進行轉(zhuǎn)錄和翻譯D.檢測N1的活性時先將N1與底物充分混合，再置于高溫環(huán)境溯源教材（1）每一種蛋白質(zhì)分子都有與它所承擔功能相適應的獨特結構，如果氨基酸序列改變或蛋白質(zhì)的空間結構改變，就可能會影響其功能。（見必修1P31正文）（2）酶的催化效率是無機催化劑的107～1013倍。（見必修1P81正文）（3）基因通過轉(zhuǎn)錄和翻譯來合成蛋白質(zhì)。（見必修2P65～66正文）（4）蛋白質(zhì)工程通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)。（見選擇性必修3P93正文）

3.（2024·河北高考22題）新城疫病毒可引起家禽急性敗血性傳染病，我國科學家將該病毒相關基因改造為r2HN，使其在水稻胚乳特異表達，制備獲得r2HN疫苗，并對其免疫效果進行了檢測?；卮鹣铝袉栴}：（1）實驗所用載體的部分結構及其限制酶識別位點如圖1所示。其中GtP為啟動子，若使r2HN僅在水稻胚乳表達，GtP應為啟動子。Nos為終止子，其作用為。r2HN基因內(nèi)部不含載體的限制酶識別位點。因此，可選擇限制酶和對r2HN基因與載體進行酶切，用于表達載體的構建。（2）利用方法將r2HN基因?qū)胨居鷤M織。為檢測r2HN表達情況，可通過PCR技術檢測，通過技術檢測是否翻譯出r2HN蛋白。（3）獲得轉(zhuǎn)基因植株后，通常選擇單一位點插入目的基因的植株進行研究。此類植株自交一代后，r2HN純合體植株的占比為。選擇純合體進行后續(xù)研究的原因是。（4）制備r2HN疫苗后，為研究其免疫效果，對實驗組雞進行接種，對照組注射疫苗溶劑。檢測兩組雞體內(nèi)抗新城疫病毒抗體水平和特異應答的CD8＋T細胞（細胞毒性T細胞）水平，結果如圖2所示。據(jù)此分析，獲得的r2HN疫苗能夠成功激活雞的免疫和免疫。（5）利用水稻作為生物反應器生產(chǎn)r2HN疫苗的優(yōu)點是。（答出兩點即可）4.（2024·湖南高考21題）百合具有觀賞、食用和藥用等多種價值，科研人員對其進行了多種育種技術研究?；卮鹣铝袉栴}：（1）體細胞雜交育種。進行不同種百合體細胞雜交前，先用去除細胞壁獲得原生質(zhì)體，使原生質(zhì)體融合，得到雜種細胞后，繼續(xù)培養(yǎng)，常用（填植物激素名稱）誘導愈傷組織形成和分化，獲得完整的雜種植株。（2）單倍體育種。常用的方法來獲得單倍體植株，鑒定百合單倍體植株的方法是。（3）基因工程育種。研究人員從野生百合中獲得一個抵抗尖孢鐮刀菌侵染的基因pL，該基因及其上游的啟動子pL和下游的終止子結構如圖a。圖b是一種Ti質(zhì)粒的結構示意圖，其中基因gus編碼GUS酶，GUS酶活性可反映啟動子活性。①研究腐原微生物對L的啟動子pL活性的影響。從圖a所示結構中獲取L，首先選用酶切，將其與相同限制酶酶切的Ti質(zhì)粒連接，再導入煙草。隨機選取3組轉(zhuǎn)基因成功的煙草（P1、P2和P3）進行病原微生物脅迫，結果如圖c。由此可知：三種病原微生物都能誘導pL的活性增強，其中的誘導作用最強。②現(xiàn)發(fā)現(xiàn)栽培種百合B中也有L，但其上游的啟動子與野生百合不同，且抗病性弱。若要提高該百合中L的表達量，培育具有高抗病原微生物能力的百合新品種，簡要寫出實驗思路。5.（2022·湖南高考22題）水蛭是我國的傳統(tǒng)中藥材，主要藥理成分水蛭素為水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。擬通過蛋白質(zhì)工程改造水蛭素結構，提高其抗凝血活性?；卮鹣铝袉栴}：（1）蛋白質(zhì)工程流程如圖所示，物質(zhì)a是，物質(zhì)b是。在生產(chǎn)過程中，物質(zhì)b可能不同，合成的蛋白質(zhì)空間構象卻相同，原因是。（2）蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸，基因工程中獲取目的基因的常用方法有、和利用PCR技術擴增。PCR技術遵循的基本原理是。（3）將提取的水蛭蛋白經(jīng)甲、乙兩種蛋白酶水解后，分析水解產(chǎn)物中的肽含量及其抗凝血活性，結果如圖所示。推測兩種處理后