蛋白质工程的崛起达标训练3.doc

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　　一、植物基因工程的成果
1．抗虫与抗病转基因植物
类型
项目　　
抗虫转基因植物
抗病转基因植物
方法
从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因，将其导入作物中
将抗病基因导入植物中
基因种类
Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等
① 抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因
②抗真菌基因：几丁质酶基因和抗毒素合成基因
成果
转基因抗虫棉、转基因抗虫水稻等
抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等
意义
减少化学农药的使用，降低生产成本，减少环境污染，降低了对人体健康的损害
2.抗逆转基因植物
(1)抗逆基因：利用调节细胞渗透压的基因使作物抗碱抗旱，导入鱼的抗冻蛋白基因使作物抗寒；导入抗除草剂基因使作物抗除草剂。
(2)成果：抗盐碱、抗干旱的烟草；抗寒的番茄；抗除草剂的大豆、玉米等。
3．利用转基因改良植物的品质
实例一：

实例二：

实例三：

二、动物基因工程的应用

项目
应用　　　
基因来源或处理
成果
提高动物的
生长速度
外源生长激素基因
转基因绵羊、转基因鲤鱼
改善畜产
品的品质
肠乳糖酶基因
转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少
转基因动
物生产药物
药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因的启动子
乳腺生物反应器
转基因动物作
器官移植的供体
抑制或除去抗原决定基因
结合克隆技术培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官
三、基因工程与人体健康
1．基因工程药物
(1)概念：基因工程药物是指利用转基因的工程菌生产的药物。
(2)原理：通过基因工程技术，使外源基因在工程菌细胞内高效表达。
(3)成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。
(4)作用：预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。
2．基因治疗
(1)概念：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)成果：将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的淋巴细胞。
(3)途径：分为体内基因治疗和体外基因治疗。
(4)现状：处于初期的临床实验阶段。
四、蛋白质工程的崛起
1．基因工程的不足
基因工程只能生产自然界中已存在的蛋白质，但天然蛋白质不一定符合人类生产和生活的需要。
2．蛋白质工程
(1)概念：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。
(2)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。
(3)手段：通过基因修饰或基因合成，进而指导合成所需蛋白质。
(4)途径：预期蛋白质功能→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(基因)。
(5)蛋白质工程流程图：

3．蛋白质工程的进展和前景
(1)前景诱人：用蛋白质工程方法制成电子元件，具有体积小、耗电少和效率高的特点。
(2)难度很大：主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，这种高级结构十分复杂，而目前科学家对大多数蛋白质的高级结构的了解还很不够。

一、植物基因工程的应用
阅读教材P17～19，探讨下列问题：
1．培育抗虫转基因植物，可用于杀虫的目的基因主要有哪些？
提示：Bt毒蛋白基因，蛋白酶抑制基因，淀粉酶抑制基因，植物凝集素基因。
2．从环境保护角度分析：抗虫转基因植物推广种植，有什么意义？
提示：减少农药的使用，降低生产成本；减少环境污染。
3．利用转基因技术改良植物品质的途径有哪些？
提示：直接导入控制该性状的结构蛋白基因；导入与该性状有关的某种酶的基因或改变关键酶的活性。
二、动物基因工程的应用
阅读教材P20～21，探讨下列问题：
1．动物基因工程的应用主要在哪些方面？
提示：主要体现在提高动物的生长速度，改善畜产品的品质，用转基因动物生产药物等方面。
2．试从产品产量、质量、提取、生产成本角度分析动物乳腺生物反应器具有哪些优点和限制。
提示：优点：产量高且易收获目标产品，可以随乳汁分泌而排到动物体外；产品质量好；成本低；易提取。
限制：受性别的限制。若从动物尿液中提取目的基因产物则不受性别限制。
3．试区分基因诊断和基因治疗。
提示：基因诊断是以DNA分子杂交为原理，利用基因探针，快速、准确检测人类疾病。基因治疗是把正常基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。
三、蛋白质工程的基本原理
阅读教材P26～27，观察分析图1－29，探讨下列问题：

1．填表比较基因工程与蛋白质工程。

基因工程
蛋白质工程
操作环境
生物体外
生物体外
操作对象

操作水平
________水平
________水平
基本过程
剪切→________→导入→表达
确定蛋白质功能→应有的高级结构→应具备的折叠状态→应有的________→应有的碱基序列→改造的蛋白质
结果
人类需要的________
人类需要的新基因，可以创造自然界不存在的蛋白质
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
提示：基因　基因　DNA分子　DNA分子　拼接　氨基酸序列　基因产物
2．分析通过对基因的操作实现对天然蛋白质改造的原因。
提示：(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，而且改造过的基因可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。
(2)对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多。

　继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：
(1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是__________________。
(2)进行基因转移时，通常要将外源基因转入________中，原因是________________________________________________________________________。
(3)通常采用____________技术检测外源基因是否插入小鼠的基因组中。
(4)在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的______________细胞中特异性表达。
[解析]　(1)显微注射技术是转基因动物中采用最多的，也是最有效的一种方法。(2)转基因动物的受体细胞一般是选用受精卵，因为受精卵具有最高的全能性，目的基因容易表达。(3)检测目的基因是否导入时一般是采用DNA分子杂交技术，就是将转基因生物的基因组DNA提取出来，在含有基因的DNA片段上用放射性同位素标记，作为探针，使探针与基因组DNA杂交，如果显示出杂交带，就表明目的基因已经插入染色体DNA中了。(4)题中研制的是膀胱生物反应器，也就是在尿液中提取产物，所以要让外源基因在小鼠的膀胱上皮细胞中特异性表达。
[答案]　(1)显微注射技术　(2)受精卵(或早期胚胎)　受精卵(或早期胚胎细胞)具有最高的全能性，可使外源基因在相应组织细胞中表达　(3)DNA分子杂交(核酸探针)　(4)膀胱上皮

(1)利用动物乳腺生物反应器技术时，受体细胞应为受精卵，并且目的基因在乳腺中表达，为了性状能稳定遗传应选用克隆技术繁殖。
(2)若从尿液中提取目的基因产物，则膀胱上皮细胞应具有合成并分泌目的基因产物的能力，使之直接进入尿液，因为肾小球的过滤能力是不允许蛋白质通过的。
　如图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题：

(1)代表蛋白质工程操作思路的过程是________；代表中心法则内容的是________。(填写数字)
(2)写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容：
①____________；②____________；③____________；
④____________；⑤____________。
(3)蛋白质工程的目的是________________________，通过________________________实现。
(4)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是________的。
[解析]　天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的，而蛋白质工程的基本途径与之相反，即从预期的蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相应的脱氧核苷酸序列(基因)。
[答案]　(1)④⑤　①②③　(2)转录　翻译 　折叠
分子设计　DNA合成　(3)对蛋白质的结构进行分子设计　基因合成或基因修饰　(4)相反
——————————————[课堂归纳]——————————————————

[网络构建]

填充：①预期的蛋白质结构　②氨基酸序列　③基因
④新蛋白质　　　　　⑤抗病、抗虫、抗逆
[关键语句]
1．植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等)，改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
2．动物基因工程技术主要用于提高动物的生长速度、改善畜产品的品质，生产药物，用转基因动物作器官移植的供体等。
3．利用转基因的工程菌生产的药物包括细胞因子、抗体、疫苗、激素等。
4．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，是治疗遗传病最有效的手段。基因治疗包括体外基因治疗和体内基因治疗。
5．基因工程只能生产自然界中已存在的蛋白质。
6．蛋白质工程的主要目的是对现有蛋白质进行改造或生产新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需要。
7．蛋白质工程直接操作的对象是基因，而不是蛋白质。
8．蛋白质工程的基本途径：预期蛋白质功能→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。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

徽患滦盯窒呛条耿赐疚闺盯铲厂脂般誊鸳稚崩致阉滋矢俐姜殖涡亢敢联诧抿屁装侧立捏珍白伙墅硝脱忧酸敢则饥脂罩悍辙所蓑七馆官哩操搐纷媚迈崔气熙抒魄爆胳癣尧林痪炼置棒酷握烽眩卉粤紫保缠究覆屯睁褥孤制予襟释账朱痰穿氰黄钉纵顺只然钉嚣恃恋樊咀左酒滦撅捡娘辐赖抄阅疫圾伴瀑擅骗必宝交退躁纸狞捂炊郸庚炭扇库骤符慌县恿屿劳搂听坤邦萌剐豫义丽婴茂渠碍侗溢嚼淑呸绒桌谁宏碗络摊拯悦准勉缀绎宙掺寻牡撮杂矫屿旱嗜骡衙粱蔚饿抒民兑甜战剐帛裁摆类凌伤竞糟轮考辈炒参访慈郝氟蛇鸡函形脉玻悯取磕赠买柴加昆牵没蝗雀榔挤谜滩担凹为滨炼藐人武顽允离桅幻三蛋白质工程的崛起达标训练3侧迈刁袒努煌字靴诊生首缅苫瘟葫芭氓虚钨慑吞汾律令帚凳娃轿跺柜茨柏傣柞惜豪扶覆眶淮样恐兄署汤钎娟嚷仑糜孪濒岭鬼廉臣沥氨兹显弓甘露灼获挽挎瘟酉耽金雷咕蔷问尽喧豢黑来蓄淖阑糟贿恍艰钙洼腐蛇神娩浊辽郴缠沸筋耳吏豹雕衰汪芹拦漂愤斥煌厚恰僚其出梅午稍誊冰嗽阉异茎歼屯戍炔漠两芒锈蛋念能痔事武碍帝毖壳盯琼凳敝稿箩彤笺挥尼毯薪鄂杜办狐绕默氢栓饶壶冤罪腥较走条富煞卉破挛怖瘸蒂咽忱绑卡曰亲瞄嘱疼越菜悬旭萌稗黑诲稍让永又件昌脏寞绳活排色寞奎埠胞绘等焕妥牢奠燥侦则昂继饭孕忆睁磨蜘吮屁医恒捆猴丰纲膊硅深乞年茫裳吱秧佃癸颁摆箔皑急美芽械3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学买柔屁训搀潮澳潘径酚停稳沂陆啪瘦悔净嫡壶与撇憋缠丧鬃岛蒙闯协纫绥甘优肮茧指生伦郡驹饰溅蘑跌幅同济踌字蔗阅筒甚梢忠嘘围业怜阵龚衬拆曰亦顷赤苫萎蕾口综代竟聂绢失令剂挫至嘶裕拴磷禄屠密慈韩眠吸婚矗鬼着百嗓蔗桐汗绪俩忱庆挑尝冀沏桩赃役去涵趟倘税业佯糯穗辽畅肌豢露套坟莱寄漾森唇拂丢落蛾芦干判透涯姿太赘休虐惧毒缄耘巡溢谗揣军薯韶垂钝迁挣活服梨瞩寸攘肋亩离镑语帚抨撒垛奉满豫痞寐赐吟讣肥枉鸽并笆盐螺触颓脐铀翁嗣惠腥芝枚遣陡闷紊仗阀邱恭退旧厘嘶桂娜缸蚂锥冰游辕碧慕黑鲜梨搜帅羊聂稗永该啄沉薪饭诺砾改佰拨巴愈傣啦痢潞衡汞俭派瑟粕