2019-2020年高三生物總復(fù)習(xí) 第47講蛋白質(zhì)工程教案【考綱要求】 考綱要求具體內(nèi)容（4）蛋白質(zhì)工程（5）DNA的粗提取和鑒定I實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(2)從動(dòng)物組織、植物器官中粗提取DNA的基本操作步驟與DNA鑒定操作過(guò)程實(shí)驗(yàn)與探究能力【考點(diǎn)分析】考點(diǎn)試卷類(lèi)型越型DNA分子的提取與鑒定xx江蘇生物選擇題xx江蘇生物選擇題xx全國(guó)理綜選擇題xx安徽生物選擇題xx廣東理基選擇題xx上海理綜選擇題【考點(diǎn)預(yù)測(cè)】從近幾年的高考試題看，考點(diǎn)主要集中在考查基因工程的基本工具、操作程序、DNA分子的提取與鑒定上。基因工程的工具和步驟仍是本專(zhuān)題的重點(diǎn)內(nèi)答，今年高考命題可能會(huì)從以下幾個(gè)方面展開(kāi)： 1基因工程的基本工具。 2基本操作程序的四個(gè)步驟。 3基因工程的應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)。 本專(zhuān)題內(nèi)容側(cè)重考查學(xué)生現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)方面的知識(shí)應(yīng)用能力，主要要是以填空題的形式呈現(xiàn)?！局R(shí)梳理】一、 蛋白質(zhì)工程的崛起二、 DAN的粗提取和鑒定【重點(diǎn)解析】考點(diǎn)一 蛋白質(zhì)工程1基本原理 (1)目標(biāo)：根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。(2)基本途徑： 蛋白質(zhì)工程的基本途徑：預(yù)期的蛋白質(zhì)功能一設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列一找出相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列。天然蛋白質(zhì)合成的過(guò)程(按照中心法則進(jìn)行)：基因一表達(dá)(轉(zhuǎn)錄和翻譯)一形成氨基酸序列的多肽鏈一形成具有高級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)一行使生物功能。2.蛋白質(zhì)工程與基因工程的區(qū)別 蛋白質(zhì)工程 基因工程過(guò)程預(yù)期的蛋白質(zhì)功能一設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列一找出相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列。獲取目的基因一基因表達(dá)載體的構(gòu)建一將目的基因?qū)耸荏w細(xì)胞一目的基因的檢測(cè)與鑒定。區(qū)別實(shí)質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類(lèi)所需蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類(lèi)所需要的生物類(lèi)型或生物產(chǎn)品結(jié)果可生產(chǎn)自然界沒(méi)有的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來(lái)的第二代基因工程。因?yàn)閷?duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，必須通過(guò)基因修飾或基因合成實(shí)現(xiàn)。例1.胰島素可以用于治療糖尿病，但是胰島素被注射到人體后，會(huì)堆積在皮下，要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間才能進(jìn)人血液，而進(jìn)入血液的胰島素又容易分解，因此，治療效果受到影響。如圖是用蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)速效胰島素的生產(chǎn)過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問(wèn)題：(1)構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵，圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是 。(2)通過(guò)DNA合成形成的新基因應(yīng)與 結(jié)合后轉(zhuǎn)移到 中才能得到準(zhǔn)確表達(dá)。(3)若要利用大腸桿菌生產(chǎn)速效胰島素，需用到的生物工程有 、 和發(fā)酵工程。(4)圖解中從新的胰島素模型到新的胰島素基因的基本思路是什么?解析：(1)蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，因此，圖中構(gòu)建新的胰島素模型的依據(jù)是預(yù)期胰島素即速效胰島素的功能。(2)合成的目的基因應(yīng)與載體構(gòu)建成基因表達(dá)載體后導(dǎo)入受體細(xì)胞中才能得以表達(dá)。(3)利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)自然界原本不存在的新的胰島素，需對(duì)原有的胰島素進(jìn)行改造，根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列推測(cè)出其基因中的脫氧核苷酸序列，再人工合成新的胰島素基因，形成目的基因。改造好的目的基因需通過(guò)基因工程來(lái)生產(chǎn)基因產(chǎn)物，并且在生產(chǎn)過(guò)程中要借助工程茵，所以還需要進(jìn)行發(fā)酵，因此該過(guò)程涉及蛋白質(zhì)工程、基因工程和發(fā)酵工程。(4)由新的蛋白質(zhì)模型到構(gòu)建新的基因，其基本設(shè)計(jì)思路是根據(jù)新的蛋白質(zhì)中氨基酸的序列，推測(cè)出其基因中的脫氧核苷酸序列。然后用DNA合成儀直接合成出新的基因。答案：(1)蛋白質(zhì)的預(yù)期功能 (2)載體 大腸桿菌等受體細(xì)胞 (3)蛋白質(zhì)工程基因工程(4)根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列，推測(cè)出其基因中的脫氧核苷酸序列，然后利用DNA合成儀來(lái)合成出新的胰島素基因。考點(diǎn)二 DNA的粗提取和鑒定1實(shí)驗(yàn)原理 (1)DNA在NaCl溶液中的溶解度隨NaCl濃度的不同而不同。當(dāng)NaCI的濃度為014 molL時(shí)，DI,4A的溶解度最低。利用這一原理，可使溶解在NaCl溶液中的DNA析出。 (2)DNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的其他許多物質(zhì)溶于酒精溶液。利用這一原理，可以進(jìn)一步提取含雜質(zhì)較少的DNA。 (3)DNA遇二苯胺(沸水浴)會(huì)染成藍(lán)色；DNA還有遇甲基綠溶液被染成藍(lán)綠色的特性。上述兩種方法均可用于鑒定DNA的存在。 2方法步驟 制備雞血細(xì)胞液一提取細(xì)胞核物質(zhì)一溶解DNA一析出DNA并濾取-DNA的再溶解一提取較純凈的DNA-DNA分子的鑒定 3. DNA粗提取和鑒定中的規(guī)律總結(jié) 1次加蒸餾水加到雞血細(xì)胞液，使血細(xì)胞吸水脹裂；加到含DNA的2 molL NaCl溶液，使DNA析出。 2.次使用紗布 過(guò)濾血細(xì)胞破裂液，提取細(xì)胞核物質(zhì)(DNA在濾液中)；過(guò)濾014 molL NaCl溶液，析出DNA(DNA在黏稠物中)；過(guò)濾溶液有DNA的2 molL的NaCl溶液(DNA在濾液中)。 33次使用NaCl溶液加2 molL NaCI溶液，溶解提取的細(xì)胞核物質(zhì)；加014 molL NaCl溶液使DNA析出；加2 molL NaCl溶液，溶解濾取的DNA黏稠物。例2下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說(shuō)法，正確的是 A蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作 B蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過(guò)的新型蛋白質(zhì)分子 c對(duì)蛋白質(zhì)的改造是通過(guò)直接改造相應(yīng)的mRNA來(lái)實(shí)現(xiàn)的 D蛋白質(zhì)工程的流程和天然蛋白質(zhì)合成的過(guò)程是相同的解析：蛋白質(zhì)工程是對(duì)基因進(jìn)行修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程的流程是：從預(yù)期蛋白質(zhì)的功能出發(fā)一設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列一找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)；天然蛋白質(zhì)的合成過(guò)程是：基因表達(dá)(轉(zhuǎn)錄和翻譯)一形成氨基酸序列的多肽鏈一形成具有高級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)一行使生物功能。 答案：B【實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練】（09安徽卷）1xx年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了“發(fā)現(xiàn)和發(fā)展了水母綠色熒光蛋白“的三位科學(xué)家。將綠色熒光蛋白基因的片段與目的基因連接起來(lái)組成一個(gè)融合基因，再將該融合基因轉(zhuǎn)入真核生物細(xì)胞內(nèi)，表達(dá)出的蛋白質(zhì)就會(huì)帶有綠色熒光。綠色熒光蛋白在該研究中的主要作用是A追蹤目的基因在細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制過(guò)程B追蹤目的基因插入到染色體上的位置C追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的分布D追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu) 答案：C解析：將綠色熒光蛋白基因的片段與目的基因連接起來(lái)組成一個(gè)融合基因，將該融合基因轉(zhuǎn)入真核生物細(xì)胞內(nèi)，表達(dá)出的蛋白質(zhì)帶有綠色熒光，從而可以追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的分布。故C正確。（09廣東理基）2錢(qián)永健先生因在研究綠色熒光蛋白方面的杰出成就而獲xx年諾貝爾獎(jiǎng)。在某種生物中檢測(cè)不到綠色熒光，將水母綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)入該生物體內(nèi)后，結(jié)果可以檢測(cè)到綠色熒光。由此可知 A該生物的基因型是雜合的 B該生物與水母有很近的親緣關(guān)系 C綠色熒光蛋白基因在該生物體內(nèi)得到了表達(dá) D改變綠色熒光蛋白基因的1個(gè)核苷酸對(duì)，就不能檢測(cè)到綠色熒光答案：C解析：某種生物中檢測(cè)不到綠色熒光，將水母綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)入該生物體內(nèi)后，結(jié)果可以檢測(cè)到綠色熒光，說(shuō)明綠色熒光蛋白基因在該生物體內(nèi)得到了表達(dá)。（09上海理綜卷）3科學(xué)家運(yùn)用基因工程技術(shù)將人胰島素基因與大腸桿菌的質(zhì)粒DNA分子重組，并且在大腸桿菌體內(nèi)獲得成功表達(dá)。圖示a處為胰島素基因與大腸桿菌質(zhì)粒DNA結(jié)合的位置，它們彼此能結(jié)合的依據(jù)是A基因自由組合定律B半保留復(fù)制原則C基因分離定律D堿基互補(bǔ)配對(duì)原則答案：D解析：本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，重組質(zhì)粒依據(jù)的是粘性末端的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則?！久麕燑c(diǎn)撥】蛋白質(zhì)工程與基因工程的區(qū)別 1蛋白質(zhì)工程就是根據(jù)蛋白質(zhì)的精細(xì)結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，利用基因工程的手段，按照人類(lèi)自身的需要，定向地改造天然的蛋白質(zhì)，甚至創(chuàng)造新的、自然界本不存在的、具有優(yōu)良特性的蛋白質(zhì)分子。蛋白質(zhì)工程自誕生之日起，就與基因工程密不可分。 2基因工程是通過(guò)基因操作把外源基因轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)纳矬w內(nèi)，并在其中進(jìn)行表達(dá)，它的產(chǎn)品還是該基因編碼的天然存在的蛋白質(zhì)。 3蛋白質(zhì)工程則更進(jìn)一步。它可以根據(jù)對(duì)分子預(yù)先設(shè)計(jì)的方案，通過(guò)對(duì)天然蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行改造，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)它所編碼的蛋白質(zhì)，進(jìn)行改造。因此，它的產(chǎn)品已不再是天然的蛋白質(zhì)，而是經(jīng)過(guò)改造的、具有了人類(lèi)所需要的優(yōu)點(diǎn)的蛋白質(zhì)。天然蛋白質(zhì)都是通過(guò)漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程而形成的，而蛋白質(zhì)工程對(duì)天然蛋白質(zhì)的改造，好比是在實(shí)驗(yàn)室里加快了進(jìn)化的進(jìn)程。 4蛋白質(zhì)工程的重點(diǎn)在于對(duì)已存在的蛋白質(zhì)進(jìn)行分子改造，改造的對(duì)象是編碼蛋白質(zhì)的DNA序列。 5對(duì)基因進(jìn)行改造的蛋白質(zhì)可以遺傳下去，而直接改造的蛋白質(zhì)卻不能遺傳。