高考生物一轮复习（新人教新高考） 第10单元 第7课时　基因工程的应用和蛋白质工程.docx

第7课时　基因工程的应用和蛋白质工程
课标要求　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.举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。
考点一　基因工程的应用
1．基因工程在农牧业方面的应用
2．基因工程在医药卫生领域的应用
3．基因工程在食品工业方面的应用
辨析　乳腺生物反应器与工程菌的比较
比较内容
乳腺生物反应器
工程菌
含义
让外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白
指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的微生物
基因表达
合成的药物蛋白与天然蛋白相同
细菌合成的药物蛋白可能没有活性
受体细胞
动物受精卵
微生物细胞
目的基因
导入方式
显微注射法
Ca2＋处理法
生产条件
不需要严格灭菌，温度等外界条件对其影响不大
需要严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件
药物提取
从动物乳汁中提取
从微生物细胞或其培养液中提取
考向　基因工程的应用
1．下列有关基因工程及其应用的相关叙述，不正确的是(　　)
A．基因工程育种能够定向改造生物性状
B．DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键
C．可利用转基因细菌降解有毒有害的化合物
D．能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是基因工程育种
答案　B
2．为研究拟南芥的AtCIPK基因对烟草抗旱能力的影响，科研人员将该基因转入烟草得到甲、乙、丙三个转基因品种，变量处理后的第7天检测AtCIPK基因和抗干旱基因NtLE5的表达量，结果如下表所示。下列分析错误的是(　　)
表达量
品种
AtCIPK基因
相对表达量
NtLE5基因的表达量
0天
7天
甲
5.31
1.01
1.81
乙
5.52
1.05
1.83
丙
7.05
1.26
3.08
丁
0
0.98
0.95
A.丁组与其他实验组在变量处理前都需要提供适宜光照和进行干旱处理
B．基因表达量的分析过程中存在U—A碱基配对
C．除了检测基因的表达量外，还需进行个体水平的检测
D．AtCIPK基因的表达产物可能促进NtLE5基因的表达，从而提高植物对干旱的适应性
答案　A
解析　丁组与其他实验组在变量处理前都需要提供适宜的光照并浇水使其正常生长，变量处理时，实验组和对照组停止浇水，A错误；检测基因表达量时先提纯RNA，用逆转录的方法得到DNA，定时定量分析特定基因的含量，用于反映转录的情况，此过程中存在U—A碱基配对，B正确；除了检测基因的表达量，实验还需比较转基因烟草植株与普通烟草植株的生长量，用于检测转基因烟草的抗旱能力，C正确；由图中的数据可以看出，AtCIPK基因的相对表达量与抗干旱基因NtLE5的表达量存在正相关关系，说明AtCIPK基因的表达产物可能促进NtLE5基因的表达，从而提高植物的抗旱能力，D正确。
考点二　蛋白质工程的原理和应用
1．蛋白质工程的概念
2．蛋白质工程与基因工程的异同
项目
蛋白质工程
基因工程
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
目的基因的筛选与获取→基因表达载体的构建→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要的蛋白质
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
可生产自然界中不存在的蛋白质
只能生产自然界中已存在的蛋白质
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
思考　蛋白质工程为什么通过对基因操作来实现对天然蛋白质的改造？
提示　(1)蛋白质具有十分复杂的空间结构，基因的结构相对简单，容易改造。(2)改造后的基因可以遗传给下一代，被改造的蛋白质无法遗传。
考向　蛋白质工程的原理和应用
3．纤维素酶广泛应用于医药、食品发酵、造纸、废水处理等领域。研究人员利用蛋白质工程将细菌纤维素酶的第137、179、194位相应氨基酸替换为赖氨酸后，纤维素酶热稳定性得到了提高。下列有关该技术，说法错误的是(　　)
A．经改造后的纤维素酶热稳定性提高，这一性状可遗传
B．对纤维素酶的改造是通过直接改造mRNA实现的
C．改造纤维素酶也需要构建基因表达载体
D．改造后的纤维素酶和原纤维素酶不是同一种酶
答案　B
解析　蛋白质工程是对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，改造后的蛋白质的性状能遗传给子代，A正确；对纤维素