2025版高考生物一轮总复习教案选择性必修3第十单元生物技术与工程第七讲基因工程的基本操作程序和应用及蛋白质工程考点三基因工程的应用和蛋白质工程

这是一份2025版高考生物一轮总复习教案选择性必修3第十单元生物技术与工程第七讲基因工程的基本操作程序和应用及蛋白质工程考点三基因工程的应用和蛋白质工程，共4页。

知|识|巩|固
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
4．蛋白质工程
思|维|辨|析
易错整合，判断正误。
(1)干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白，在临床上被广泛应用。( √ )
(2)用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类一般称为基因工程菌。( √ )
(3)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，是涉及多学科的综合科技工程。( √ )
(4)蛋白质工程的应用为酶制剂产业的发展提供了强大助力。( √ )
延|伸|探|究
1．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。
2．基因工程能否完全满足人们生产和生活的需要，为什么？
提示：不能，因为基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，这些蛋白质不一定能完全满足人类的需要。
剖析难点·考点突破
重|难|精|讲
蛋白质工程与基因工程的异同
精|准|命|题
考向一 结合基因工程的应用，考查社会责任
》例1 红细胞生成素(EPO)是体内促进红细胞生成的一种激素物质，是当今最成功的基因工程药物，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然EPO来源极为有限，目前临床使用的红细胞生成素主要来自基因工程技术生产的重组人红细胞生成素(rhEPO)。其简要生产流程如图，下列相关叙述正确的是( C )
A．过程①用到的工具酶有DNA聚合酶、限制酶和DNA连接酶
B．构建的重组表达载体中终止子的作用是终止翻译过程
C．检测重组细胞是否表达出rhEPO常用抗原—抗体杂交技术
D．用乳腺生物反应器生产EPO可将人EPO基因导入哺乳动物体细胞获得
解析： 过程①是基因表达载体的构建，需用限制酶切割目的基因和载体，并用DNA连接酶连接，该过程无需DNA聚合酶参与；终止子的作用是终止转录过程；检测重组细胞是否表达出rhEPO，可利用抗原—抗体特异性结合的原理，采用抗原—抗体杂交技术检测；将基因表达载体转入哺乳动物受精卵中，使EPO基因在转基因雌性动物的乳腺细胞中表达，通过分泌的乳汁来生产EPO，目前还不能直接用高度分化的体细胞克隆哺乳动物。
考向二 结合蛋白质工程，考查社会责任
》例2 (2024·山东淄博期中)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相应氨基酸替换后，纤维素酶热稳定性得到了提高。下列有关该技术的说法，正确的是( B )
A．改造后的纤维素酶的较高热稳定性不可遗传
B．对纤维素酶的改造需要以基因工程为基础
C．改造纤维素酶无需构建基因表达载体
D．对纤维素酶的改造是通过直接改造mRNA实现的
解析：由于蛋白质工程是进行了基因改造，所以改造后的纤维素酶的较高热稳定性是可遗传的，A错误；对纤维素酶的改造需要以基因工程为基础，B正确；改造纤维素酶同样需构建基因表达载体，C错误；对纤维素酶的改造是通过改造控制合成纤维素酶的基因来实现的，D错误。
〔变式训练〕 (2023·湖北孝感高中质检)下图表示蛋白质工程的操作过程，相关说法不正确的是( C )
A．a、b过程分别是转录、翻译
B．蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作
C．蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术
D．蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因
解析： a过程是以DNA的一条链为模板合成mRNA的转录过程，b过程是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的翻译过程，A正确；蛋白质工程是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，通过改造或合成基因，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需求，因此蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作，B正确；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，C错误；蛋白质工程中，可能根据已经明确的蛋白质的结构构建出一种全新的基因，D正确。概念
基础
蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系
手段
改造或合成基因
目的
根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行设计改造或制造新的蛋白质
流程
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
应用
①临床上：研发出速效胰岛素类似物产品
②医药工业方面：改变干扰素分子上的一个半胱氨酸，以延长干扰素的保存时间等
③其他工业方面：改进酶的性能或开发新的工业用酶
④农业方面：改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物光合作用效率，增加粮食产量等
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