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第1讲基因工程1.基因工程的诞生(Ⅰ）2.基因工程的原理及技术（含PCR技术）(Ⅱ）3。
基因工程的应用(Ⅱ）4.蛋白质工程（Ⅰ）1。
基因的结构与功能（生命观念)2。
基因工程的操作流程图及蛋白质的流程图等(科学思维）3。
基因工程的应用和蛋白质工程(科学探究）4.正确看待转基因生物与环境安全问题（社会责任）考点一基因工程的基本工具及基本程序1．基因工程的概念（1)概念：按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
(2)优点①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
②与诱变育种相比：定向改造生物的遗传性状。
2．基因工程的基本工具（1）限制性核酸内切酶(简称限制酶）。
①来源：主要来自原核生物。
②特点：具有专一性，表现在两个方面：识别——双链DNA分子的某种特定核苷酸序列.切割-—特定核苷酸序列中的特定位点。
③作用：断裂特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
④作用结果错误!—错误!（2）DNA连接酶(3)载体①种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
②质粒的特点错误!③运载体的作用：携带外源DNA片段进入受体细胞。
3．基因工程的基本操作程序（1)目的基因的获取①从基因文库中获取②人工合成错误!③利用PCR技术扩增（2）基因表达载体的构建—-基因工程的核心①目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。
②基因表达载体的组成(3）将目的基因导入受体细胞①转化含义：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内遗传和表达的过程.②转化方法生物类型植物动物微生物受体细胞体细胞受精卵大肠杆菌或酵母菌等(4)目的基因的检测与鉴定4。
PCR技术(1)原理：DNA复制。
（2)前提：已知目的基因的一段核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。
（3）条件：DNA模板、引物、热稳定DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸.（4)扩增过程变性温度上升到90～95 ℃左右，双链DNA解链为单链复性温度下降到55～60 ℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合延伸温度上升到70～75 ℃左右，Taq 酶从引物起始合成互补链,可使新链由5′端向3′端延伸（5）结果：上述三步反应完成后,一个DNA分子就变成了两个DNA分子,随着重复次数的增多，DNA分子就以2n的形式增加.PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。
专题二十五基因工程考点1 基因工程的基本工具与操作程序1。
[2020湖北八校第一次联考,15分]利用农杆菌转化法可将抗病基因(来自拟南芥）导入玉米细胞而获得抗病植株.根据所学知识回答下列问题:(1）若对拟南芥的抗病基因进行大量扩增，应用技术。
(2）获得抗病玉米植株工程中的核心步骤是，其目的是使抗病基因在受体细胞中稳定存在,并能遗传给下一代，同时使。
(3）农杆菌转化法利用农杆菌中的Ti质粒上的可以转移到受体细胞，并整合到受体细胞的上的特点，使抗病基因在受体细胞中的遗传特性得以稳定维持和表达。
(4)将含抗病基因的受体细胞培育为抗病植株的原理是。
（5)若要在个体水平上检测转基因玉米是否有抗病特性,需要做实验。
（6)为避免抗病基因通过花粉传播进入其他植物而导致“基因污染”，应将抗病基因导入（填“细胞核"或“细胞质”）。
2.［2020安徽示范高中联考，15分］南极某种鱼含有抗冻基因，如图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图.请回答下列相关问题:(1）利用①过程的方法获取目的基因需要用到酶。
②过程中常需要用到的工具酶是。
(2）通过①、②过程成功构建的重组质粒,除目的基因外,还应该具备等。
（3）将目的基因导入番茄体细胞的方法是利用农杆菌的作用，其原理是. (4）要确认抗冻基因是否在转基因番茄植株中表达出相应的蛋白质，可以采用方法,除进行分子检测外，有时还需要进行的鉴定.考点2 基因工程的应用与蛋白质工程3.［2020贵州贵阳模拟，10分]科学家将人的生长激素基因与pBR322质粒进行重组。
pBR322质粒含有两个抗生素抗性基因和五个限制酶切点(如图1)。
将重组质粒导入大肠杆菌，并成功地在大肠杆菌中表达。
据图回答问题。
图1 图2(1）科学家从人体的(填“下丘脑”“垂体”或“甲状腺”）细胞中获取的mRNA，在酶的作用下可合成人的生长激素基因。
（2）将重组质粒导入大肠杆菌,用含抗生素的培养基进行培养（如图2)，通过观察大肠杆菌的生长、繁殖情况判断，限制酶a的切点有以下几种可能:①受体菌在培养基A和培养基B上都能生长、繁殖形成菌落，则限制酶a的切点是图1中的切点2。
选择性必修3 基础易错知识点判断一、传统发酵技术的应用1.泡菜坛的选择、发酵过程中坛沿要注满水都有利于泡菜的无氧发酵（√）2.在泡菜的腌制过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量。
（√）3.制作泡菜时清水和食盐配制质量分数为5%~20%盐水，煮沸后立即使用。
（×）4.泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件（×）5.膳食中的亚硝酸盐不会危害人体健康。
（×）6.泡菜制作过程可以随时取出食用不同酸味的泡菜（×）7.参与腐乳制作的微生物只有毛霉，毛霉是一种丝状真菌。
（×）8.在制作葡萄酒的过程中，应先去除葡萄的枝梗，再进行反复冲洗，这样才可以洗得彻底（×）9.在葡简酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。
（√）10.葡萄酒发酵时，将葡萄汁装人发酵瓶要留有的空间。
（√）11.酒精发酵时一般将温度控制在18~30°C。
（√）12.在家庭中用新鲜葡萄制作果酒时，需给发酵装置适时排气，每隔12h左右，将瓶盖打开一次，以放出CO2。
（×）13.葡简酒酿造过程中需加入红色素，使葡萄酒呈深红色。
（×）14.在碱性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。
（×）15.当缺少糖源，但氧气充足时，醋酸菌将乙醛变为乙醇，再将乙醇变为乙酸。
（×）16.醋酸菌是一种好氧细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动，但短时间的缺氧，不会导致其死亡。
（×）17.乳酸菌可以代替酵母菌用于乙醇的生产。
（×）18.酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵温度（×）二、发酵工程及其应用1.在发酵工程中，可通过诱变育种、基因工程育种获得菌种。
（√）2.分离、提纯酵母菌发酵生产的单细胞蛋白，可采用过滤、沉淀等方法（√）3.在连续培养过程中补充的同种培养液和空气须先灭菌（√）4.发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关（√）5.单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的（×）三、微生物的培养技术及应用1.培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，有时还需要加入一些特殊的物质（√）2.由于物理状态的不同，培养基只有液体培养基和固体培养基两种类型（×）3.培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时需将培养基的pH调至中性或微碱性。
解密26 基因工程核心考点一 基因工程的概念与操作工具分析1．基因工程的概念2．“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）识别序列的特点：呈现碱基互补对称。
无论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线，如，以中心线为轴，两侧碱基互补对称；=====CCAGG GGTCC 以=====AT 为轴，两侧碱基互补对称。
（2）切割后末端的种类（3）限制酶的选择技巧①根据目的基因两端的限制酶切割位点确定限制酶的种类a ．应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择Pst Ⅱ。
b ．不能选择切割位点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择Sma Ⅱ。
c ．为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用Pst Ⅱ和Eco R Ⅱ两种限制酶（但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点）。
②根据质粒的特点确定限制酶的种类a ．所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保产生相同的末端。
b．质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶SmaⅡ会破坏标记基因；如果所选酶的切割位点不止一个，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。
3．“分子缝合针”——DNA连接酶（1）作用：将限制酶切割下来的DNA片段拼接成DNA分子。
（2）类型都缝合磷酸二酯键，如图：4．载体（1）条件与目的（2）作用①作为运载工具，将目的基因导入宿主细胞内。
②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。
5．DNA连接酶与限制酶的关系（1）限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。
（2）限制酶不切割自身DNA的原因是该原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。
（3）限制酶是一类酶，而不是一种酶。
（4）DNA连接酶起作用时不需要模板。
6．限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶等相关酶的分析比较考法一（2020·浙江高考真题）下列关于基因工程的叙述，正确的是（）A．若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶，则一定有利于该重组质粒进入受体并保持结构稳定B．抗除草剂基因转入某抗盐植物获得2个稳定遗传转基因品系，抗性鉴定为抗除草剂抗盐和抗除草剂不抗盐。
基因工程与蛋白质工程知识点总结一、基因工程基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
(一)基因工程的基本工具：1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)(1)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。
(3)结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)两种DNA连接酶(E•coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶)的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。
②区别：E•coliDNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。
(2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——载体(1)载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。
②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。
③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
(2)最常用的载体是--质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
(3)其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒(二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。
2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。
人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法。
3.PCR技术扩增目的基因(1)原理：DNA双链复制(2)过程：第一步：加热至90～95 ℃DNA解链;第二步：冷却到55～60 ℃，引物结合到互补DNA链;第三步：加热至70～75 ℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
课时规范练43基因工程的应用及蛋白质工程(含实验)一、基础练1.下列哪项不是植物基因工程技术的主要应用?()A.培育抗虫性的农作物B.培育抗病植物C.改良农作物的品质D.作器官移植的供体2.不是由基因工程方法生产的药物有()A.青霉素B.白细胞介素C.干扰素D.乙肝疫苗3.下列有关动物基因工程的说法,错误的是()A.将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速率B.将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中,使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大降低C.利用基因工程技术,得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要的药品的生产问题D.用转基因动物作为器官移植的供体时,由于导入的是调节因子,而不是目的基因,因此无法抑制抗原的合成4.动物乳腺生物反应器是一项利用转基因动物的乳腺代替传统的生物发酵,进行大规模生产可供治疗人类疾病或用于保健的活性蛋白质的现代生物技术。
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。
大致过程如图所示。
下列有关说法错误的是()A.通过③形成的重组质粒具有人的药用蛋白基因和标记基因即可B.④通常采用显微注射技术C.在转基因母牛的乳腺细胞中人的药用蛋白基因才会得以表达,因此可以从乳汁中提取药物D.该技术生产药物的优点是产量高、质量好、易提取5.利用PCR技术可获得目的基因,下列相关叙述正确的是()A.在用PCR技术扩增DNA时,DNA的复制过程与细胞内DNA的复制类似B.PCR反应体系中需添加磷酸、脱氧核糖和含氮的碱基作为原料C.PCR体系中需要添加从受体细胞中提取的解旋酶和DNA聚合酶D.PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应6.用XhoⅠ和SalⅠ两种限制性内切核酸酶分别处理同一DNA片段,酶切位点及酶切产物分离结果如图。
以下叙述不正确的是()A.图1中两种酶识别的核苷酸序列不同B.图2中酶切产物可用于构建重组DNAC.泳道①中是用SalⅠ处理得到的酶切产物D.图中被酶切的DNA片段是单链DNA7.(2020浙江7月选考)下列关于基因工程的叙述,正确的是()A.若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性内切核酸酶,则一定有利于该重组质粒进入受体并保持结构稳定B.抗除草剂基因转入某抗盐植物获得2个稳定遗传转基因品系,抗性鉴定为抗除草剂抗盐和抗除草剂不抗盐。
1．(2010年黄冈模拟)科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是()①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体A．①②③④B．①③④C．②③④D．①②④【答案】 B2．如下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。
已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。
判断下列说法正确的是()A．将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法B．将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌C．将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌D．目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长【答案】 C3．基因污染是指在天然物种的DNA中嵌入了人工重组基因，这些外来基因可随被污染生物的繁殖、传播而发生扩散。
下列叙述错误的是()A．基因工程间接导致了基因污染B．基因工程破坏了生物原有的基因组成C．基因工程是通过染色体的重组发生基因交换，从而获得了生物的新性状D．人类在发展基因工程作物时，没有充分考虑生物和环境之间的相互影响【答案】 C4．蛋白质工程与基因工程相比，其突出特点是()A．基因工程原则上能生产任何蛋白质B．蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，或制造出一种新的蛋白质C．蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现D．蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第三代基因工程【答案】 B5．(2010年南京模拟)下列关于蛋白质工程的说法，正确的是()A．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作B．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的【解析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及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。
第48讲基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性和伦理问题课标内容(1)举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。
(2)概述人们根据基因工程原理，进行蛋白质设计和改造，可以获得性状和功能更符合人类需求的蛋白质。
(3)举例说明依据人类需要对原蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。
(4)探讨转基因技术在应用过程中带来的影响。
(5)举例说明历史上生物武器对人类造成了严重的威胁与伤害。
考点一基因工程的应用1.乳腺生物反应器乳腺生物反应器是利用转基因动物的乳汁生产药用蛋白，而膀胱生物反应器是利用转基因动物的尿液生产药用蛋白，其优点是不受动物的性别、生长发育时期的限制，提取简单高效。
2.利用基因工程菌生产药物【情境推理·探究】1.野外种植转基因抗A害虫植物的同时，还种植一定量的同种不抗虫植物，可降低抗性害虫在整个害虫种群中所占比例的增加速率。
试分析其中的原因。
提示种植一定量的同种不抗虫植物，对抗性害虫的选择作用减弱。
2.人的胰岛素基因导入大肠杆菌后不能正确表达出胰岛素，其原因是_____________________________________________________________________ __________________________________________________________________。
提示真核细胞的基因结构不同于原核细胞，其转录出的mRNA需加工后才能作为翻译的模板，细菌中不存在此机制考向结合基因工程的应用，考查社会责任1.(2023·福建宁德期末)利用转基因山羊乳腺生物反应器生产丁酰胆碱酯酶，可治疗有机磷中毒。
下列叙述错误的是()A.应该用山羊乳腺中特异表达的基因的启动子构建基因表达载体B.通过体细胞克隆可将丁酰胆碱酯酶基因传递给子代C.通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊乳腺细胞D.山羊乳腺细胞可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶答案 C解析要得到转基因山羊乳腺生物反应器，在构建基因表达载体时需要乳腺中特异表达的基因的启动子，使目的基因只在乳腺细胞中表达，A正确；通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊受精卵，C错误；山羊乳腺细胞含有内质网和高尔基体，可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶，D正确。
第4节 蛋白质工程的原理和应用 1．蛋白质工程 (1)基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。
(2)手段：通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质。
(3)目的：获得满足人类生产和生活需求的蛋白质。
(4)困难：蛋白质发挥功能必须依赖正确的高级结构，而蛋白质的高级结构十分复杂。
2．蛋白质工程崛起的缘由(1)崛起缘由①基因工程的实质：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。
②基因工程的不足：基因工程在原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。
③天然蛋白质的不足：天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。
(2)实例：提高玉米赖氨酸含量天冬氨酸激酶(第352位的苏氨酸)――→改造天冬氨酸激酶(异亮氨酸)二氢吡啶二羧酸合成酶(第104位的天冬酰胺)――→改造二氢吡啶二羧酸合成酶(异亮氨酸) 改造后玉米叶片和种子中游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍。
3．蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的基本思路：预期的蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。
4．蛋白质工程的应用(1)医药工业方面①科学家通过对胰岛素基因的改造，研发出速效胰岛素类似物产品。
②干扰素(半胱氨酸)――改造干扰素(丝氨酸) 体外很难保存 体外－70 ℃下可以保存半年③人－鼠嵌合抗体：降低免疫反应强度。
(2)其他工业方面利用蛋白质工程获得枯草杆菌蛋白酶的突变体，筛选出符合工业化生产需求的突变体，提高该酶的使用价值。
(3)农业方面①科学家尝试改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率，增加粮食的产量。
②科学家利用蛋白质工程的思路设计优良微生物农药，通过改造微生物蛋白质的结构，增强微生物防治病虫害的效果。
【强化记忆】1. 蛋白质工程需直接改造基因，而不直接改造蛋白质的原因有：(1)任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且可以遗传下去。
高考生物专题复习《基因工程》【考点梳理.逐个击破】一、基因工程的操作工具1．限制性核酸内切酶(简称限制酶)(1)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)作用：识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列并切开特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)结果：产生黏性末端或平末端。
2．DNA 连接酶3．载体(1)作用：携带外源DNA 片段进入受体细胞。
(2)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(3)条件⎩⎪⎨⎪⎧能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因二、基因工程的基本操作程序 1．目的基因的获取(1)目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以是具有调控作用的因子。
(2)获取方法⎩⎪⎨⎪⎧从基因文库中获取利用PCR 技术扩增通过化学方法人工合成2．基因表达载体的构建 (1)构建基因表达载体的目的①使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代。
②使目的基因能够表达和发挥作用。
(2)基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子及标记基因等。
3．目的基因导入受体细胞微生物细胞感受态细胞法(Ca2＋处理法)4．目的基因的检测与鉴定检测目的检测方法判断标准目的基因是否插入转基因生物的DNA DNA分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否转录出了mRNA 分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否翻译出蛋白质抗原—抗体杂交技术是否出现杂交带个体水平的检测如抗虫、抗病的接种实验是否表现出相应的特性三、基因工程的应用及蛋白质工程1．基因工程的应用(1)动物基因工程：提高动物生长速度从而提高产品产量；改善畜产品品质；用转基因动物生产药物；用转基因动物作器官移植的供体等。
(2)植物基因工程：培育抗虫转基因植物(如抗虫棉)、抗病转基因植物(如转基因烟草)和抗逆转基因植物(如抗寒番茄)；利用转基因改良植物的品质(如新花色矮牵牛)。
2．基因诊断与基因治疗(1)基因诊断：又称为DNA诊断，是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。
生物工程的蛋白质工程生物工程的蛋白质工程是指利用基因工程等方法对蛋白质进行设计、合成和改良的一门学科。
蛋白质工程的目的是通过改变蛋白质的结构、功能或性质，实现对生物体生长、代谢等过程的调控，从而获得具有特定功能或性能的精确控制的蛋白质。
一、蛋白质工程的意义蛋白质作为生物体中最重要的宏观有机分子之一，扮演着多种重要生理功能的角色。
通过对蛋白质的工程处理，可以实现许多有益的应用，如：1. 药物开发与治疗：蛋白质工程可以用于开发新药物，并改善现有药物的治疗效果。
通过工程处理蛋白质，可以增加其稳定性、活性和药代动力学性质，提高药物的治疗效果和稳定性。
2. 生命科学研究：蛋白质工程可以用于研究生物体的生理过程和分子机制。
通过改变蛋白质的结构和功能，可以揭示生命科学中复杂的分子互作关系和信号传递途径，为理解生物系统的运作机制提供了重要工具。
3. 工业应用：蛋白质工程可以用于开发生物制造工艺中的酶催化系统，提高生产效率和产物质量。
利用工程处理后的蛋白质，可以设计新的酶催化反应，实现环境友好型的高效生产过程。
4. 农业领域：蛋白质工程可以用于改良植物和动物的性状，提高农作物的产量和抗病虫害能力，改善畜禽育种品种的性能。
二、蛋白质工程的方法蛋白质工程的方法主要包括以下几种：1. 合成基因：通过合成基因技术，可以设计和合成具有特定序列的蛋白质基因。
合成的基因可以经过进一步的改造和表达，得到具有特定功能的蛋白质。
2. 蛋白质改造：通过对蛋白质的序列、结构和功能进行改变，可以得到具有不同性质的蛋白质。
这可以通过遗传工程手段，如点突变、插入或删除等，来实现。
3. 蛋白质表达：通过利用多种表达系统，如大肠杆菌、酵母、动物细胞等，可以高效地表达和生产目标蛋白质。
4. 蛋白质折叠和修饰：蛋白质在细胞表达过程中会发生折叠和修饰。
通过控制折叠条件和改变修饰酶的表达，可以获得具有良好稳定性和活性的蛋白质。
5. 结构预测和设计：通过计算机模拟和预测方法，可以推测蛋白质的结构和功能。
百度文库 - 好好学习，天天向上【课 题】专题一——基因工程——第 1．3 基因工程的应用第 1。
4 蛋白质工程的崛起【教学目标】1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。
2.关注基因工程的进展。
3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。
4.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
5.简述蛋白质工程的原理。
6.尝试运用逆向思维分析和解决问题。
【教学流程】一、知识预习：1、植物基因工程技术主要用于提高农作物的（如、、、和等），以及和利用植物生产等方面。
2、目前防治作物虫害的发展趋势是从某些生物中分离出，将其导入中，使其具有。
用于杀虫的基因主要是、、、等。
3、引起植物生病的微生物称为，主要有、和等。
抗病转基因植物所采用的基因，使用最多的是和；抗真菌转基因植物中可使用的基因有和。
4、目前科学家利用一些可以调节的基因，来提高农作物的抗盐碱和能力；将鱼的导入烟草和番茄，提高其耐寒能力；将导入作物，使作物抗除草剂。
5、利用转基因技术可以提高生物中的的含量、延长贮存时间、改变花色等，从而提高作物品质。
6、动物基因工程可用于，，，。
7、基因工程药物包括、、、、等。
8、治疗遗传病的最有效手段是，这种方法是把导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到的目的，可分为和两条途径。
9、基因工程的实质是将一种生物的转移到另一种生物体内，使后者产生本不能产生的，进而表现出。
其缺点是在原则上只能生产，而天然蛋白质的符合的需要，却不一定完全符合的需要。
10、蛋白质工程是指以蛋白质分子的及其与的关系作为基础，通过或，对进行改造，或制造，以满足的需求。
11、蛋白质工程的途径是：预测蛋白质功能→设计预期的→推测应有的→找到相对应的。
12、蛋白质工程具有的前景，但。
-1百度文库 - 好好学习，天天向上13、列表比较基因工程和蛋白质工程的异同（区别从过程、实质和结果三个方面）二、例题评析水稻种子中 70％的磷以植酸形式存在。
植酸易同铁、钙等金属离子或蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子，同时，排出的大量磷进入水体易引起水华。
（1）磷元素除了形成植酸外，还可以出现在下列____________分子或结构中（多选）。
A.核糖C.核糖体D.核膜（2）种植芦苇能有效抑制水华的发生，表明芦苇与引起水华的藻类关系是_____________。
（3）植酸酶可降解植酸，在谷物类饲料中添加植酸酶可提高饲料的_____________利用率。
（4）酵母菌中 植酸的活性较高。
下图是从不同类型酵母菌的发酵液中提取植酸酶的工艺流程。
据图回答： ①植酸酶________________（Ⅰ/Ⅱ）属于分泌蛋白。
②若植酸酶Ⅰ和Ⅱ的肽链组成不同，其差异体现在______________________。
③提纯的植酸酶需做活性条件测定。
右图为测定结果。
图中的自变量可为____________________________(答一种)； 因变量可以通过测定______________________来表示。
（5）为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因 水稻品种。
下图是获取植酸酶基因的流程。
据图回答： ①图中基因组文库____________（小于/等于/大于）cDNA 文库。
②B 过程需要的酶是______________；A、C 过程中_____________（可以/不可以）使用同 一种探针筛选含目的基因的菌株。
③目的基因Ⅰ和Ⅱ除从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中___________和 _____________为模板直接进行 PCR 扩增，该过程中所用酶的显著特点是_______________。
（6）已获得的转植酸酶基因水稻品系植酸含量低，但易感病，下图为选育低植酸抗病水稻 品种的过程。
图中两对相对性形状分别 由两对基因控制，并独立遗传。
采用上图育种过程，需从________代开 始筛选，经筛选淘汰后，在选留的植株 中低植酸抗病纯合体所占的比例是 ______________。
选留植株多代自交， 经筛选可获得低植酸抗病性状稳定的 品性。
四、巩固练习-2百度文库 - 好好学习，天天向上1、不属于基因工程方法生产的药物是A．干扰素B．白细胞介素C．青霉素D．乙肝疫苗2．若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环保上的重要意义是A．减少氮肥的使用量，降低生产成本 B．减少氮肥的使用量，节约能源C．避免氮肥过多引起环境污染D．改良土壤结构3．基因治疗是指A.对有基因缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的B.把健康的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的C.运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常D.运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的4．疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是A．口服化学药物B．注射化学药物C. 采用基因疗法替换致病基因D.利用辐射或药物诱发致病基因突变5．上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高 30 多倍，转基因动物是指A.提供基因的动物B.基因组中增加外源基因的动物C.能产生白蛋白的动物D.能表达基因信息的动物6．在基因诊断技术中，所用的探针 DNA 分子中必须存在一定量的放射性同位素，后者的作用是A．为形成杂交的 DNA 分子提供能量B．引起探针 DNA 产生不定向的基因突变C. 作为探针 DNA 的示踪元素D．增加探针 DNA 的分子量7．诊断苯丙酮尿症所用的探针是A．32P 半乳糖甘转移酶基因B．荧光标记的苯丙氨酸羧化酶C. 荧光标记的β—珠蛋白基因D．3H 苯丙氨酸羧化酶基因8．基因工程生产胰岛素的主要原因是A.工艺简单，容易操作B.生产量大，价格较低C.所生产的胰岛素可以用于口服D.所生产的胰岛素疗效大大提高9．75 年，科学家用基因工程的方法创造出了一种能分解石油的“超级细菌”，下列关于此种细菌的说法正确的是A.与一般细菌相比它体积特别巨大B.它是现在唯一能分解石油的细菌C.它同时能分解石油中的四种烃类D.与一般细菌相比，它繁殖速度极快10．下说法正确的是A．所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列B．质粒是基因工程中惟一的运载体C．运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接D．基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复11．用于鉴定转化于细胞是否含重组 DNA 的最常用方法是A、抗药性选择B、分于杂交选择C、RNA 反转录D、免疫学方法12、能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是A．单倍体育种 B．杂交育种 C．基因工程育种 D．多倍体育种13．下列育种需要使用生物工程技术的是（多选）A.高产青霉素菌株B.能分泌含抗体的乳汁的母牛C.生长较快的鲤鲫鱼D.利于贮藏的白菜—甘蓝14．下列关于基因工程成果的概述，正确的是（多选）-3百度文库 - 好好学习，天天向上A.在医药卫生方面，主要用于诊断治疗疾病B.在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物C.在畜牧养殖业上培育出了体型巨大、品质优良的动物D.在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化15、用现代生物技术培育生物新品种，其优越性在于（多选）A．克隆技术可以快速繁殖优良形状的家畜B．现代转基因生物技术可以迅速改变生物的基因组成C．现代生物技术可以迅速使新品种形成群落D．现代生物技术可以克服远源杂交不亲和的障碍16、蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是A、氨基酸结构B、蛋白质空间结构C、肽链结构D、基因结构17、蛋白质工程的基础是A、基因工程B、细胞工程C、酶工程D、发酵工程18、天然蛋白质合成遵循的法则是A、中心法则B、转录C、翻译D、复制19、关于蛋白质工程的说法错误的是A、蛋白质工程能定向改造蛋白质的分子结构，使之更加符合人类的需要B、蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子结构C、蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子D、蛋白质工程又称为第二代基因工程20、蛋白质工程的基本操作程序正确是①蛋白质分子结构合成 ②DNA 合成③mRNA 合成④蛋白质的预期功能⑤根据氨基酸的序列推出脱氧核苷酸的序列A、①→②→③→④→⑤→①B、⑤→④→③→②→①→②C、④→①→⑤→②→③→①D、②→③→⑤→①→②→④21、当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白质类替代治疗剂，则基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是A、都与天然产物完全相同B、都与天然产物不相同C、基因工程药物与天然产物完全相同，蛋白质工程药物与天然产物不相同D、基因工程药物与天然产物不相同，蛋白质工程药物与天然产物完全相同22、SARS 病毒能引起非典型肺炎，医生在治疗实践中发现，非典病人治愈后，其血清可用 于治疗其他非典病人。
有三位科学家分别从三个不同的方面进行了研究，其研究的方向如 下图所示。
请根据下图回答：健康人非典病人 A用激素等治疗治愈的病人 AASARS 病毒白质 X[甲的研究][丙的研究]抽取血清提纯、蛋合成或生产[乙的研究] 注射注射其他辅助治疗灭活或 培养非典病人 B治愈的病人 B非-4百度文库 - 好好学习，天天向上典病人 D减毒处理 动物实验接种治愈的病人 D健康人 C健康人 C健康人 C（1）从免疫学的角度看，SARS 病毒对于人来讲属于，治愈的病人 A 的血清中因为含有，所以可用来治疗“非典”病人 B。
（2）甲的研究中，所合成或生产的蛋白质 X 是，它可以通过化学的方法合成，也可以通过生物学方法——技术生产。
（3）乙的研究目的主要是制造出以保护易感人群。
图中使健康人 C 获得抵抗“非典”病毒能力的过程，属于免疫学应用中的免疫。
（4）图中丙主要研究不同国家和地区 SARS 病毒的异同，再按照免疫学原理，为研究一种或多种提供科学依据。
干扰素是治疗癌症的重要物质，人血液中每升只能提取 0．05 mg 干扰素，因而其价格昂贵，平民百姓用不起。
但美国有一家公司用遗传工程方法合成了价格低廉、药性一样的干扰素，其具体做法是：（1）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的，并使之与一种叫质粒的DNA 结合，然后移植到酵母菌内，从而让酵母素来。
（2）酵母菌能用方式繁殖，速度很快，所以能在较短的时间内大量生产。
利用这种方法不仅产量高，并且成本较低。
（3）科学家陈炬在这方向也作出了突出贡献，他成功地把人的干扰素基因嫁接到了烟草的 DNA 分子上，其物质基础和结构基础是。
（4）烟草具有了抗病毒能力，这表明烟草体内产生了，由此可见，烟草和人体合成蛋白质的方式是，从进化的角度来考虑，证明了人和植物的起源。
