2022 高考总复习优化设计 GAO KAO ZONG FU XI YOU HUA SHE JI 第10单元 第2课时 基因工程的应用及蛋白质工程 (含实验)
高考总 复习优化设计 GAO KAO ZONG FU XI YOU HUA SHE JI 第2课时 基因工程的应用及蛋白质工程 (含实验) 第10单元 2022
内容索引 01 必备知识固本夺基 02 核心考点能力提升
内容索引 01 02 必备知识固本夯基 核心考点 能力提升
人必备知识固本夯基
必备知识 固本夯基
一、基因工程的应用 1.植物基因工程的应用 应用 目的基因 成果举例 转基因抗虫棉花、玉米、 转基因抗虫植物 具有拉虫功能的基因 大豆、水稻和马铃薯等 某些病毒、真菌等 转基因抗病毒甜椒、番 转基因抗病植物 的抗病基因 木瓜和烟草等 转基因抗除草剂 降解或抵抗某种除草剂的 转基因抗除草剂玉米、 植物 基因 大豆、油菜和甜菜等 具有营养价值、观赏价值 改良植物的品质 富含赖氨酸的玉米、 等 优良性状 的基因 新花色的牵牛花等
一、基因工程的应用 1.植物基因工程的应用 应 用 目的基因 成果举例 转基因抗虫植物 具有 的基因 转基因抗虫棉花、玉米、 大豆、水稻和马铃薯等 转基因抗病植物 某些病毒、真菌等 的 转基因抗病毒甜椒、番 木瓜和烟草等 转基因抗除草剂 植物 降解或抵抗某种除草剂的 基因 转基因抗除草剂玉米、 大豆、油菜和甜菜等 改良植物的品质 具有营养价值、观赏价值 等 的基因 富含 的玉米、 新花色的牵牛花等 抗虫功能 抗病基因 优良性状 赖氨酸
2.动物基因工程的应用 (1)提高动物的生长速率科学家将外源生长激素基因导入动物体内， 以提高动物的生长速率。 (2)改善畜产品的品质：科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得 的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他营养成分不受影响， 解决乳糖不耐受问题
2.动物基因工程的应用 (1)提高动物的生长速率:科学家将 基因导入动物体内, 以提高动物的生长速率。 (2)改善畜产品的品质:科学家将 基因导入奶牛基因组,使获得 的转基因牛分泌的乳汁中,乳糖的含量大大降低,而其他营养成分不受影响, 解决 问题。 外源生长激素 肠乳糖酶 乳糖不耐受
3基因工程在医药卫生领域的应用 应用 操作 成果 生产基因 对微生物或动植物的细胞进行基因 细胞因子、抗体、 工程药物 改造 疫苗和激素等 让哺乳动 将药用蛋白基因与乳腺中特异表 乳腺生物反应器或乳 物批量生 达的基因的启动子等调控元件重 房生物反应器 产药物 组导入哺乳动物的受精卵 在器官供体的基因组中导入某种调 建立移植 器官工厂 节因子抑制 抗原决定基因的表 没有免疫排乐反应的 转基因克隆猪器官 达或除去— 抗原决定基因
3.基因工程在医药卫生领域的应用 应 用 操 作 成 果 生产基因 工程药物 对微生物或动植物的细胞进行基因 改造 细胞因子、抗体、 和 等 让哺乳动 物批量生 产药物 将 与乳腺中特异表 达的基因的 等调控元件重 组导入哺乳动物的受精卵 乳腺生物反应器或乳 房生物反应器 建立移植 器官工厂 在器官供体的基因组中导入某种调 节因子 抗原决定基因的表 达或 抗原决定基因 没有 的 转基因克隆猪器官 疫苗 激素 药用蛋白基因 启动子 抑制 除去 免疫排斥反应
4.基因工程在食品工业方面的应用 ()基因工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。 (2)应用： ①生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。 ②通过工业发酵批量生产凝乳酶、工业用酶等
4.基因工程在食品工业方面的应用 (1)基因工程菌:用基因工程的方法,使 得到高效表达的菌类。 (2)应用: ①生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。 ②通过工业发酵批量生产凝乳酶、工业用酶等。 外源基因
二、蛋白质工程 1.天然蛋白质合成途径：基因→表达（转录和翻译）→形成具有特定氨基 酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能。 2.蛋白质工程的基本思路 预期设计 推测 氨基酸序列 改造或合成 蛋白质 目的 功能 基因 生物 蛋白质 功能行使 多肽链 mRNA (三维结构 折叠 翻译 转录
二、蛋白质工程 1.天然蛋白质合成途径:基因→表达( )→形成具有特定氨基 酸序列的多肽链→形成具有 的蛋白质→行使生物功能。 2.蛋白质工程的基本思路 转录和翻译 高级结构 氨基酸序列 mRNA 蛋白质 (三维结构)
三、实验：DNA粗提取与鉴定 (I)DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，可以初步 实验 分离DNA与蛋白质 原理 (2)DNA在不同浓度的NaCI溶液中溶解度不同，它能溶于 2 molL 的NaCl溶液 (3)在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色 研磨释放DNA：称取约30g洋葱，切碎，放入研体中，倒 人10mL研磨液，充分研磨 获取上清液：方法1：将洋葱研磨液过滤到烧杯中，在 4℃冰箱中放置几分钟后，取上清液 方法2：将研磨液倒入塑料离心管中，在 1500rmin的转速下离心5min,取上清液 粗提取DNA:在上清液中加人体积相等的、预冷的酒精 方法 溶液（体积分数为95%）静置2一3min,出 步骤 现的白色丝状物就是粗提取的DNA 鉴定DNA:①取两支20mL的试管，各加入2molL 的NaCl溶液5mL。将丝状物或沉淀物溶子 其中一支试管的NaCI溶液中 ②向两支试管中各加人4mL的二苯胺 试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加 热5min ③试管冷却后，比较两支试管中溶液颜色的 变化 实验 结果 加入白色絮状物的试管中颜色变为蓝色，另一对照 试管中没有颜色变化
三、实验:DNA粗提取与鉴定 DNA与蛋白质 2 mol/L 蓝色 研磨液 4 ℃ 95% 白色丝状物 2 mol/L 二苯胺 蓝色
四、DNA片段的扩增及电泳鉴定 1电泳鉴定原理 (I)DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷 或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的 电极移动。 (2)在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度 、DNA分子的大小 和 构象等有关。凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯 下被检测出来
四、DNA片段的扩增及电泳鉴定 1.电泳鉴定原理 (1)DNA分子具有可解离的基团,在一定的pH下,这些基团可以带上正电荷 或负电荷。在电场的作用下,这些带电分子会向着与它所带电荷 的 电极移动。 (2)在凝胶中DNA分子的迁移速率与 、 和 构象等有关。凝胶中的DNA分子通过染色,可以在波长为300 nm的紫外灯 下被检测出来。 相反 凝胶的浓度 DNA分子的大小