高中生物第1轮总复习 第2讲 基因工程的应用及蛋白质工程课件 新人教版选修3（广东专版）

基因治疗的类型比较续表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相对应的脱氧核苷酸序列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的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可生产自然界没有的蛋白质只能生产自然界已有的蛋白质联系(1)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(2)基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造【例】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蛋白质工程能生产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B【解析】蛋白质工程通过对基因改造实现对蛋白质的改造；蛋白质工程可生产自然界中没有的蛋白质。 1目的基因的表达需要调控序列，因而用作载体的质粒的基因插入部位的上游需有启动子，下游需有终止子。2两次使用的限制酶通常为同一种酶，这样形成的黏性末端碱基之间互补，便于连接。 1.(2010浙江)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是( ) A用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C将重组DNA分子导入烟草原生质体 D用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞A 【解析】本题考查基因工程的有关知识，基因工程的一般过程：用限制性核酸内切酶切割含目的基因的DNA分子(除草剂基因)和运载体(质粒)； 用DNA连接酶连接切割好的目的基因和运载体； 重组DNA分子导入受体细胞，因为是植物可以说是原生质体； 用相应的试剂和病原体筛选转基因细胞； 用植物组织培养技术培育抗除草剂的转基因烟草(表达)。2.(2011山东)人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。(1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可以从已处死的雌鼠 中获取。卵巢(2)图中的高血压相关基因作为 ，质粒作为 ，二者需用 切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有 有关。(3)子代大鼠如果 和 ，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。(4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是 、早期胚胎培养和胚胎移植。目的基因载体同种限制性核酸内切酶(或同种限制酶)限制酶切割位点检测到体内有相关蛋白质出现高血压体外受精3.(2010天津)下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，BamH、Hind 、Sma直线所示为三种限制酶的酶切位点。据图回答：(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用 和 限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含 的培养基上进行。(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是 (填字母代号)。 A启动子 BtetR C复制原点 DampRHindBamH氨苄青霉素A(3)过程采用的操作方法是 (填字母代号)。 A农杆菌转化 B大肠杆菌转化 C显微注射 D细胞融合(4)过程可采用的生物技术是 。(5)对早期胚胎进行切割，经过程可获得多个新个体。这利用了细胞的 性。(6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用 (填字母代号)技术。 A核酸分子杂交 B基因序列分析 C抗原抗体杂交 DPCRC胚胎移植技术全能C 【解析】(1)据图，将人乳铁蛋白基因切割出来，需要在人乳铁蛋白基因的左侧用BamH切割，右侧用Hind 切割。当人乳铁蛋白基因和质粒连接成重组质粒后，tetR基因被人乳铁蛋白基因隔开，不是完整的，而ampR基因是完整的，所以筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含氨苄青霉素的培养基上进行。(2)基因表达的调控序列在启动子上。(3)将重组质粒导入动物细胞，常采用显微注射的方法。(4)过程的左侧是早期胚胎，右侧是代孕牛，过程采用的生物技术是胚胎移植技术。(5)将细胞培养成个体，利用了细胞的全能性。(6)检测目的基因在受体细胞中是否表达，可采用抗原抗体杂交技术。 4.以下有关蛋白质工程的叙述，不正确的是( )A蛋白质工程发展的基础是基因工程B蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质功能出发最终找到脱氧核苷酸序列的过程CT4溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性是蛋白质工程应用的体现D蛋白质工程只能改造现有的蛋白质而不能制造新的蛋白质D【解析】蛋白质工程既能改造现有的蛋白质，也能制造新的蛋白质。5.采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是( )将毒素蛋白注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养将编码毒素蛋白的DNA序列与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵 A B C DC【解析】基因工程一般要经历四个步骤：提取目的基因、目的基因与载体结合、将目的基因导入受体细胞及目的基因的检测和表达。所以在导入目的基因前，首先要获得目的基因即本题中的编码毒素蛋白的DNA序列，然后要将目的基因与载体结合即与细菌质粒重组。完成上述两步以后才将目的基因导入受体细胞即棉的体细胞或受精卵，目的基因导入受体细胞后，可随受体细胞的繁殖而复制，所以上述、操作是正确的。 6. (双选)下列关于转基因植物的叙述，正确的是( )A转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中B转抗虫基因的植物，会导致昆虫群体抗性基因频率增加C动物的生长激素基因转入植物后不能表达D如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题【解析】本题考查了转基因技术的安全性问题。转入到油菜的基因，可以通过花粉传入环境中，A项正确；由于植物与害虫间是相互选择的，转抗虫基因植物可使昆虫群体抗性基因频率增加，B项正确；动物的生长激素基因转入植物后也能表达，C项错误；转基因技术的安全性问题，要通过验证才能得到证实，D项错误。AB7.(双选)下列关于蛋白质工程和基因工程的比较，不合理的是( )A基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造，从而制造一种新的蛋白质B蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成C当得到可以在70 C条件下保存半年的干扰素后，在相关酶、氨基酸和适宜的温度、pH条件下，干扰素可以大量自我合成D基因工程产生的变异是可遗传的，蛋白质工程产生的变异是不可遗传的CD【解析】基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造，从而制造一种新的蛋白质；蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成，蛋白质不是遗传物质，不可能自我复制；由于基因工程和蛋白质工程都是对基因进行操作，因此，基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的。