选修三专题一《基因工程》第三节《基因工程的应用》与第四节《蛋白质工程的崛起》学案.doc

选修三专题一《基因工程》 第三节《基因工程的应用》与第四节《蛋白质工程的崛起》学案 一、基因工程的应用： （一）植物方面：通过培育转基因植物，主要用于以下方面： 1. 提高农作物的抗逆能力（如：抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱、抗盐碱等）。 例：抗虫棉是将苏云金芽孢杆菌中的Bt毒蛋白基因导入棉花植株内，使其具有抗虫性。 2. 改良农作物的品质。 3. 利用植物生产药物。 （二）动物方面：通过培育转基因动物，主要用于以下方面： 1. 用于提高动物的生长速度。 2. 用于改善畜产品的品质。 3. 用转基因动物生产药物。（主要是乳腺生物反应器。即：将药用蛋白基因导入动物的受精 卵中，发育成的个体的乳汁中就含有此基因控制的药物）。 4. 用转基因动物作器官移植的供体（主要的方法是将器官供体内某种调节因子，以抑制抗原 决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，培育出与人体没有免疫排斥反应的猪器官。 （三）微生物方面：通过培育“工程菌”大规模生产药物。 1. 什么是工程菌？含目的基因的微生物，统称为工程菌。 2. 通过工程菌生产的药物主要有哪些？抗体、疫苗、激素等。（例：白细胞介素-2、干扰素、 乙肝疫苗） （四）人类方面：主要用于基因治疗。 1. 基因治疗的概念：基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能， 从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。 2. 基因治疗的种类：基因治疗可分为体外基因治疗（主要）和体内基因治疗。 二、蛋白质工程的崛起 1. 蛋白质工程的崛起的原因（即：基因工程的缺陷）。 基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。这些蛋白质不一定完全符合人类生 产和生活的需要。 2. 蛋白质工程的目标： 根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。由于蛋白质受基因决定，因此蛋白质工程中最终改变的还是基因。 3. 蛋白质工程的基本途径是： 从预期蛋白质的功能出发→设计预测的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→推测对应的脱氧核苷酸序列（基因）。（以上是推测过程，以下是操作过程）。然后合成出此核苷酸序列的DNA后，以此转录翻译，即可得到我们所需的蛋白质。 4. 蛋白质工程的概念： 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 5. 蛋白质工程的特点： 能产生自然界所没有新的蛋白质。但产生新蛋白质的根本原因还是要改造产生新基因，因此蛋白质工程是基因工程的延伸，是第二代基因工程。 课后检测 1、下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图回答： （1）过程必需的酶是____酶，过程必需的酶是____酶。为使过程更易进行，可用____（药剂）处理D （3）能否利用人的皮肤细胞来完成过程?____，为什么? ____。）下图表示转基因烟草的培育过程。请回答：图示过程将外源基因导人受体细胞的方法是，若将外源基因导人动物细胞，目前采用最多、最有效的是技术。 (2)为便于鉴别受体细胞中是否含有外源基因，携带外源基因的质粒上应有还应有 ，以利于外源基因的表达。 (3)该过程中用到的植物细胞工程技术是，这项技术应在条件下进行，依据的生物学原理是(4)外源基因的检测首先要采用DNA分子杂交技术检测，其次采用分子杂交技术检测 ，最后通过抗原抗体杂交检测如图是从酵母菌中获取某植物需要的某种酶的基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题： (1)图中cDNA文库________基因组文库(大于、等于、小于)。 (2)①过程提取的DNA需要____________的切割，B过程是____________过程。 (3)为在短时间内大量获得目的基因，可用的技术是____________，其原理是________________。 (4)目的基因获取之后，需要进行__________________，其组成必须有____________________________及标记基因等，此步骤是基因工程的核心。 (5)将该目的基因导入某双子叶植物细胞，常采用的方法是_____________________，其能否在此植物体内稳定遗传的关键是______________________________，可以用___________________技术进行检测。 （1）图中A为______________，在构建该结构时，Bt毒蛋白基因与Ti质粒结合的部位是_______________________。（2）过程是_______________，利用农杆菌的优点在于________________。 （3）过程为______________