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1、1 重庆市万州分水中学高考生物第 1 章基因工程复习考点三关 注基因工程的应用和蛋白质工程新人教版选修 3 1 基因工程的应用( 判一判 ) (1) 我国的转基因抗虫棉转入的抗虫基因是Bt 毒蛋白基因( ) (2) 利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因为将人 的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中( ) (3) 由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用( ) (4) 为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体( ) (5) 目前，植物基因工程技术主要应用于提高农作物的抗逆性、生产某些天然药物、改良农 作物的品质、作器官移植的供体( )
2、(6) 基因工程药物主要来源于转基因动物生产( ) (7) 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( ) 2 蛋白质工程 (1) 概念理解 基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。 操作：基因修饰或基因合成。 结果：改造了现有蛋白质或制造出新的蛋白质。 目的：满足人类的生产和生活的需求。 (2) 操作过程：从预期的蛋白质功能出发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( 基因) 基因表达产生需要的蛋白质。 易错警示(1) 有关基因工程应用的易错点：动物基因工程主要是为了改善畜产品的品 质，而不是为了产生体型巨大
3、的个体。DNA分子作探针进行检测时应检测单链，即将待测 双链 DNA分子打开。 Bt 毒蛋白基因控制合成的Bt 毒蛋白并无毒性，进入昆虫消化道被分 解成多肽后产生毒性。青霉素是青霉菌产生的，不是通过基因工程产生的。并非所有 个体都可作为乳腺生物反应器。操作成功的应该是雌性个体，个体本身的繁殖速度较高， 泌乳量、蛋白含量等都是应该考虑的因素。基因治疗后，缺陷基因没有改变。基因治疗 是把正常基因导入受体细胞中，以表达正常产物从而治疗疾病，对原来细胞中存在缺陷的 基因没有清除或改变。(2) 有关蛋白质工程的易错点：对蛋白质分子进行改造，其本质是 2 改变其基因组成。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功
4、，被改造的蛋白质分子还是无法 遗传。蛋白质工程的实质是根据蛋白质的结构，创造新基因或者改造老基因，是基因工 程的发展与延续。蛋白质工程与DNA分子重组技术是分不开的，常用到基因工程工具酶， 如限制酶和DNA连接酶。 5 科学家利用基因工程技术可以使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”。目前科 学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等 重要药品。请回答有关问题： (1) 将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子、终止子和_ 等重组在一起，就 可构建基因表达载体，再通过_技术即可导入受精卵中。 (2) 制备乳腺生物反应器的过程中，目的基因的受体细胞为_，性染色体
5、组成为 _。 (3) 为确定受体细胞中染色体的DNA上是否插入了目的基因，可利用 _技术进行 检测，一般是用放射性同位素标记_ 作探针。 (4) 转化成功的受精卵发育成胚胎需要进行体外培养，在培养液中要加入_等天 然成分。 答案(1) 标记基因显微注射(2) 受精卵XX (3)DNA 分子杂交含有目的基因的DNA 片段(4) 血清 解析基因表达载体的组成，除了目的基因，还必须有启动子、终止子及标记基因。显微 注射技术是转基因动物操作中采用最多、也最有效的方法。制备乳腺生物反应器的过程中， 子代个体须有乳房，所以受体为雌性，其性染色体组成为XX 。将含有目的基因的DNA片段 用放射性同位素标记作
6、探针，用DNA分子杂交技术可检测目的基因是否成功插入了受体细 胞染色体的DNA上。 6 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： 3 (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) 图中从胰岛素模型到新的胰岛素
7、基因合成的基本思路是什么？_ _ _ 。 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，推测出控制其合成的基因中的脱氧核苷酸序列， 然后利用DNA合成仪合成出新的胰岛素基因 解析(1) 蛋白质工程首先要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，因此，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是预期胰岛素的功能，即速效胰岛素。 (2) 合成的目的基因应与载体结合，构建基因表达载体后导入受体细胞中才能表达。(3) 利 用蛋白质工程生产速效胰岛素，需合成新的胰岛素基因，改造好的目的基因需要通过基因 工程转入受体细
8、胞，并在生产中要借助工程菌，所以还需要发酵过程，因此，此过程涉及 蛋白质工程、基因工程、发酵工程。(4) 由新的蛋白质模型到构建新的基因，其基本思路是 根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出控制其合成的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。 1 乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较 比较项目乳腺生物反应器工程菌 基因结构 动物基因的结构与人类基因的结构 基本相同 细菌或酵母菌等生物基因的结构与 人类基因的结构有较大差异 4 基因表达合成的药物蛋白与天然蛋白质相同 细菌细胞内没有内质网、高尔基体 等，产生的药物蛋白可能没有活性 受体细胞哺乳动物的受精卵微生物细胞
9、生产条件 不需严格灭菌，温度等条件对其影响 不大 需严格灭菌， 需严格控制工程菌所需 的外界条件 药物提取从动物乳汁中提取从微生物细胞中提取 2基因治疗与基因诊断 原理操作过程进展 基因 治疗 基因表达 把正常基因导入有基因缺陷的细胞中，以表达出正 常性状来治疗 临床 实验 基因 诊断 碱基互补配对 制作特定DNA探针与病人样品DNA混合，分析杂交 带情况 临床 应用 3 基因工程与蛋白质工程的比较 项目蛋白质工程基因工程 区 别 过 程 预期蛋白质的功能设计预期的蛋白 质结构推测应有的氨基酸序列推 测 相 对 应 的 脱 氧 核 苷 酸 序 列 合 成 DNA 表达出蛋白质 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 实 质 定向改造或生产人类所需蛋白质 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 结 果 生产自然界中没有的蛋白质一般是生产自然界中已有的蛋白质 联系 蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程，因为对现有蛋白 质的改造或制造新的蛋白质，都必须通过基因修饰或基因合成实现
