基因工程的应用蛋白质工程的崛起完整PPT.ppt

基因工程的应用蛋白质工程的崛起一、基因工程的应用1.转基因植物2.转基因动物3.基因工程药物（1）来源：转基因的________。（2）成果：__________、抗体、_____、激素等。（3）作用：预防和治疗__________、心血管疾病、________、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。4.基因治疗（1）方法：把_________导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能。（2）效果：治疗________的最有效的手段。（3）分类：______基因治疗和______基因治疗。二、蛋白质工程1.概念理解（1）基础：蛋白质分子的__________及其与生物功能的关系。（2）操作：__________或基因合成。（3）结果：改造了现有蛋白质或制造出____________。（4）目的：满足人类的_____________的需求。2.操作过程从预期的____________出发→设计预期的__________→推测应有的___________→找到相对应的_______________(基因)→基因表达→产生需要的蛋白质。基因工程的应用成果1.乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较（1）概念：①乳腺生物反应器是指将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。②工程菌是指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系。（2）两者的区别：比较项目比较项目2.基因治疗与基因诊断【高考警示钟】1.并非所有个体都可作为乳腺生物反应器操作成功的应该是雌性个体，个体本身的繁殖速度较高，泌乳量、蛋白含量等都是应该考虑的因素。2.基因治疗并未改变缺陷基因基因治疗是把正常基因导入受体细胞中，以表达正常产物从而治疗疾病，对原来细胞中存在缺陷的基因没有清除或改变。【典例训练1】动物乳腺生物反应器是基于转基因技术平台，将外源基因导入动物组织中并定位表达于动物乳腺，使哺乳动物成为“批量生产药物的工厂”。如图是利用乳腺生物反应器生产某种药用蛋白的流程图，请回答下列问题：(1)完整的基因表达载体除了图中所示结构，还应有_________等。基因表达载体导入受体细胞最常用的方法有：_________（植物）、_________（动物）。（2）目的基因的获取与基因表达载体的构建都需要用到的工具酶是_________，有何特点？__________________。（3）过程②形成的胚胎可以用_________技术来检测是否含有药用蛋白基因。（4）除利用乳腺、膀胱等生物反应器外，人们还可以利用_________、_________等方法来生产上述物质，而传统生产上述药品是_________中提取，存在的缺点是_______________。【解题指南】1.考查实质借转基因动物生产药物的相关知识来考查基因工程的工具和操作过程。2.解题关键（1）载体的组成必须具备表达的调控序列和筛选的标记基因。（2）工程菌与动物细胞代谢的环境必须是无菌条件。【解析】（1）基因工程中基因表达载体由载体和目的基因组成，完整的基因表达载体有以下构成部分：复制原点、启动子、终止子和标记基因。基因表达载体导入受体细胞常用的方法有植物：农杆菌转化法（最常用）、花粉管通道法、基因枪法；动物：显微注射法。（2）目的基因与载体构建基因表达载体的前提是二者具有相同的黏性末端，要产生相同的黏性末端必须用同种限制酶来切割，因为酶具有专一性，只有用同种限制酶切割才能保证产生相同的黏性末端。（3）在胚胎时期导入的目的基因还未表达，不可能从产物上来检测，所以不能用抗原-抗体杂交，也不能用DNA与RNA分子杂交，只能用DNA分子杂交，胚胎细胞均来自同一受精卵，所含的遗传物质相同，若含有导入的目的基因，通过DNA分子杂交就能出现杂交带，从而证明了目的基因已经导入。（4）乳腺生物反应器和膀胱生物反应器是转基因动物生产药物的新方法，传统生产多以微生物发酵工程或动物细胞工程为主要方法，但由于受操作条件相对较苛刻等的限制，所以价格较高。答案：（1）终止子、标记基因农杆菌转化法显微注射法（2）限制酶专一性（3）DNA分子杂交（4）工程菌培养动物细胞培养直接从生物组织、细胞或血液由于受操作条件相对较苛刻等的限制，价格十分昂贵【互动探究】③过程可能涉及哪些生物技术？提示：早期胚胎培养、胚胎移植、胚胎分割。分析：受精卵细胞发育成个体，需要在体外进行早期胚胎培养，然后移植到同期发情处理的雌羊的子宫内继续发育，为得到多只羊可能还需要胚胎分割技术。蛋白质工程与基因工程【典例训练2】干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在-70℃条件下保存半年，给广大患者带来福音。（1）蛋白质的合成是受基因控制的，因此获得能够控制合成“可