专题《基因工程》专题复习.ppt

《专题《基因工程》专题复习.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题《基因工程》专题复习.ppt（55页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、基因工程专题复习基因工程专题复习基因工程的基本操作程序主要包括基因工程的基本操作程序主要包括四个基本步骤：四个基本步骤：1 1）目的基因的获取）目的基因的获取2 2）基因表达载体的构建）基因表达载体的构建3 3）将目的基因导入受体细胞）将目的基因导入受体细胞4 4）目的基因的检测与鉴定）目的基因的检测与鉴定1 1、从基因文库中获取目的基因、从基因文库中获取目的基因将含有某种生物不同基因的许多将含有某种生物不同基因的许多DNADNA片断，片断，导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库这种生物的不同基因，称为基因文库.基因文库

2、基因文库 基因组文库基因组文库部分基因文库部分基因文库（如（如:cDNA文库）文库）（1 1）基因文库）基因文库 概念：概念：PCRPCR全称为全称为_，是一项，是一项 在生物在生物_复制复制_的核酸合成技术的核酸合成技术 条件：条件：_、_、_ _、_ _ .原理：原理：_聚合酶链式反应聚合酶链式反应体外体外特定特定DNADNA片段片段DNADNA双链复制双链复制模板模板DNA DNA 四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸DNADNA引物引物热稳定热稳定DNADNA聚合酶聚合酶2.2.利用利用PCRPCR扩增目的基因扩增目的基因学车问答 学车问题回答驾驶员模拟考试2016 科目一 科目二 科目三 科

3、目四过程过程a a、DNADNA变性变性（90-9590-95）：双链）：双链DNADNA模板模板 在热作用下，在热作用下，_断裂，形成断裂，形成_b b、退火、退火（复性复性55-6055-60）：系统温度降低，引）：系统温度降低，引 物与物与DNADNA模板结合，形成局部模板结合，形成局部_。c c、延伸、延伸（70-7570-75）：在）：在TaqTaq酶的作用下，酶的作用下，合成与模板互补的合成与模板互补的_。氢键氢键单链单链DNADNA双链双链DNADNA链链3.3.人工合成人工合成根据已知的氨基酸序列合成根据已知的氨基酸序列合成DNA DNA 蛋白质的氨基酸序列蛋白质的氨基酸序列m

4、RNAmRNA的核苷酸序列的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列推测推测推测推测目的基因目的基因化学合成化学合成二二、基因表达载体的构建基因表达载体的构建核心核心质粒质粒目的基因目的基因限制酶处理限制酶处理一个切口一个切口两个黏性末端两个黏性末端两个切口两个切口获得目的基因获得目的基因DNADNA连接酶连接酶表表达达载载体体同一种同一种1.1.过程过程a a、使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给子代、使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给子代b b、同时使目的基因能表达和发挥作用、同时使目的基因能表达和发挥作用思考：思考：作为基因工程表达载体，只需含有目的基因作为基因工程表达载

5、体，只需含有目的基因就可以完成任务吗？就可以完成任务吗？2 2、基因表达载体的作用、基因表达载体的作用3.3.基因表达载体的组成：基因表达载体的组成：它们有什么作用？它们有什么作用？a、目的基因、目的基因b、启动子、启动子c、终止子、终止子d、标记基因、标记基因位于基因的首端位于基因的首端,是是mRNA结合位点结合位点位于基因的末端位于基因的末端,终终止转录止转录检测目的基因是否导入受体细胞检测目的基因是否导入受体细胞常用的受体细胞：常用的受体细胞：有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等酵母菌和动植物细胞等。将目的基因导入受体细胞的原理将目的基

6、因导入受体细胞的原理借鉴借鉴细菌或病毒侵染细胞细菌或病毒侵染细胞的途径的途径。三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞1、将目的基因导入植物细胞将目的基因导入植物细胞农杆菌转化法农杆菌转化法基因枪法基因枪法花粉管通道法花粉管通道法2 2、将目的基因导入动物细胞、将目的基因导入动物细胞显微注射技术显微注射技术：将基因表达载体提纯，用显微仪将基因表达载体提纯，用显微仪注射到注射到受精卵受精卵中中3 3、导入微生物细胞、导入微生物细胞原核生物特点：繁殖快、原核生物特点：繁殖快、单细胞、遗传物质少单细胞、遗传物质少用用CaCa2+2+处理细胞处理细胞 感受态细胞感受态细胞 表达载体与感受态

7、细胞混合表达载体与感受态细胞混合 感受态细感受态细胞吸收胞吸收DNADNA分子分子方法：方法：四四、目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定检测检测导入检测：目的基因是否导入受体细胞导入检测：目的基因是否导入受体细胞方法方法 DNADNA分子杂交分子杂交表达检测表达检测转录检测转录检测分子杂交分子杂交翻译检测翻译检测抗原抗体抗原抗体杂杂交交分分子子检检测测法法鉴定鉴定抗虫鉴定抗虫鉴定抗病鉴定抗病鉴定活性鉴定等活性鉴定等个体水平的鉴定个体水平的鉴定1 1下列有关基因工程技术的正确叙述是（下列有关基因工程技术的正确叙述是（）A A重组重组DNADNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和载体技术所用的

8、工具酶是限制酶、连接酶和载体B B所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C C选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D D只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达C C 2.2.科学家运用基因工程技术将人胰岛素基因与大肠杆菌的科学家运用基因工程技术将人胰岛素基因与大肠杆菌的质粒质粒DNADNA分子重组，并且在大肠杆菌体内获得成功表达。分子重组，并且在大肠杆菌体内获得成功表达。图示图示a a处为胰岛素基因与大肠杆菌质粒处为胰岛素基因与大肠杆菌质粒DN

9、ADNA结合的位置，它结合的位置，它们彼此能结合的依据是们彼此能结合的依据是 （）A A基因自由组合定律基因自由组合定律B B半保留复制原则半保留复制原则C C基因分离定律基因分离定律 D D 碱基互补配对原则碱基互补配对原则D D 3 3多聚酶链式反应多聚酶链式反应(PCR)(PCR)是一种体外迅速扩增是一种体外迅速扩增DNADNA片段的片段的技术。技术。PCRPCR过程一般经历下述三十多次循环：过程一般经历下述三十多次循环：9595下使模下使模板板DNADNA变性、解链变性、解链5555下复性（引物与下复性（引物与DNADNA模板链结合）模板链结合）7272下引物链延伸（形成新的脱氧核苷酸

10、链）。下列下引物链延伸（形成新的脱氧核苷酸链）。下列有关有关PCRPCR过程的叙述中不正确的是（过程的叙述中不正确的是（）A A变性过程中破坏的是变性过程中破坏的是DNADNA分子内碱基对之间的氢键，也分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现可利用解旋酶实现B B复性过程中引物与复性过程中引物与DNADNA模板链的结合是依靠碱基互补配模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成对原则完成C C延伸过程中需要延伸过程中需要DNADNA聚合酶、聚合酶、ATPATP、四种核糖核苷酸、四种核糖核苷酸D DPCRPCR与细胞内与细胞内DNADNA复制相比所需要酶的最适温度较高复制相比所需要酶的最适温度较高C

11、 C 4.4.在基因工程中，把选出的目的基因（共在基因工程中，把选出的目的基因（共10001000个脱氧核个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸460 460 个），放入个），放入DNADNA扩增扩增仪中扩增仪中扩增4 4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是酸的个数是A A540 540 个个 B B75607560个个 C C8100 8100 个个 D D17280 17280 个个C C6.20036.2003年在中国大地上最惨烈的事件就是年在中国大地上最惨烈的事件就是“非典非典”侵袭、侵袭、肆虐着人体的健康

12、，夺取了许多人宝贵的生命。医院人肆虐着人体的健康，夺取了许多人宝贵的生命。医院人满为患，满为患，“非典非典”与与“发热发热”、“疑似疑似”混杂在一起，让医生混杂在一起，让医生难以区分。我国科学工作者日夜奋战，利用基因工程迅难以区分。我国科学工作者日夜奋战，利用基因工程迅速研制出速研制出“非典非典”诊断盒。其作用机理是诊断盒。其作用机理是 （）A A治疗治疗“非典非典”利用的是抗原利用的是抗原抗体反应抗体反应B B诊断诊断“非典非典”利用的是利用的是DNADNA分子杂交原理分子杂交原理C C诊断诊断“非典非典”利用的是抗原利用的是抗原抗体反应抗体反应D D治疗治疗“非典非典”利用的是利用的是DN

13、ADNA分子杂交原理分子杂交原理B B 7.7.天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转入酿酒酵母菌，获得从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转入酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题：问题：将淀粉酶基因切割下来所用的工具是将淀粉酶基因切割下来所用的工具是_，用用_将淀粉酶基因与载体拼接成新的将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNADNA分

14、子，分子，下一步将该下一步将该DNADNA分子分子_，以完成工程菌的构建。，以完成工程菌的构建。若要鉴定淀粉酶基因是否插入酿酒酵母菌，可采用的检若要鉴定淀粉酶基因是否插入酿酒酵母菌，可采用的检测方法是测方法是_；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用淀粉酶，可采用_检测。检测。限制酶限制酶 DNADNA连接酶连接酶 导入酵母菌导入酵母菌 DNADNA分子杂交分子杂交 抗原一抗体杂交抗原一抗体杂交 8.8.利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术20052005年我省青岛年我省青岛“崂山奶山羊乳腺生物反应器

15、的研制崂山奶山羊乳腺生物反应器的研制”项目项目通过鉴定，该项目生产的药用蛋白具有表达效率高、成本通过鉴定，该项目生产的药用蛋白具有表达效率高、成本低、安全性高、易于分离纯化的优点，可产生乙肝表面抗低、安全性高、易于分离纯化的优点，可产生乙肝表面抗原及抗凝血酶原及抗凝血酶等医药产品，造福人类健康。下图为利用等医药产品，造福人类健康。下图为利用生物技术获得生物这一新品种和抗虫棉的过程，据图回答：生物技术获得生物这一新品种和抗虫棉的过程，据图回答：在基因工程中，在基因工程中，A A表示表示 ，如果直接从苏云金杆，如果直接从苏云金杆菌中获得抗虫基因，菌中获得抗虫基因，过程使用的酶区别于其他酶的特点过程

16、使用的酶区别于其他酶的特点是是 ，B B表示表示 。目的基因目的基因 重组重组DNADNA 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且在特一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且在特定的位点上切割定的位点上切割DNADNA分子分子 在研究过程中，研究人员首先从相关基因组中获取了目在研究过程中，研究人员首先从相关基因组中获取了目的基因，并采用的基因，并采用_ _ 技术对目的基因进行了扩增，然技术对目的基因进行了扩增，然后将目的基因与质粒等载体组合形成了重组载体。在重组后将目的基因与质粒等载体组合形成了重组载体。在重组载体的构建过程中需要的工具酶有载体的构建过程中需要的工具酶有_基因表达载体

17、的构建是基因工程的核心，一个完整的基基因表达载体的构建是基因工程的核心，一个完整的基因表达载体至少包括哪些部分因表达载体至少包括哪些部分?。将目的基因导入受体细胞的过程中，在将目的基因导入受体细胞的过程中，在过程中一般是过程中一般是采用采用 ，在，在过程中一般采用过程中一般采用 ，受体细胞一般是受体细胞一般是 。PCR PCR 限制酶、限制酶、DNADNA连接酶连接酶 目的基因、启动子、终止目的基因、启动子、终止子、标记基因子、标记基因 农杆菌转化法农杆菌转化法 显微注射技术显微注射技术 受精卵受精卵 由于转基因表达产物存在于山羊的乳汁中，检测其体由于转基因表达产物存在于山羊的乳汁中，检测其体

18、内是否出现药用蛋白，在分子水平上的检测方法及结果内是否出现药用蛋白，在分子水平上的检测方法及结果是什么是什么?要确定目的的基因（抗虫基因）导入棉花细胞后，是要确定目的的基因（抗虫基因）导入棉花细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体水平上的鉴定过程：在个体水平上的鉴定过程：从转基因羊的乳汁中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗从转基因羊的乳汁中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原原抗体杂交抗体杂交如果出现杂交带，表明奶牛中出现了抗原如果出现杂交带，表明奶牛中出现了抗原蛋白；如果不出现杂交带，表明奶牛中未出现抗原蛋白蛋白；如果不出现杂

19、交带，表明奶牛中未出现抗原蛋白.让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定其是否具有抗虫性状确定其是否具有抗虫性状 基因工程的应用基因工程的应用将将 基因与基因与 等等调控组件重组在一起，通过调控组件重组在一起，通过 等方法，等方法，导入哺乳动物的导入哺乳动物的 中，将中，将 其其 送入母体，送入母体，使其发育成转基因动物。转基因动物进入泌使其发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品，称为品，称为乳腺生物反应器乳腺生物反应器或或乳房生物反应器。乳房生物反应器。乳

20、腺生物反应器乳腺生物反应器乳腺生物反应器的优点：乳腺生物反应器的优点：产量高；产量高；质量好；质量好；成本低；成本低；易提取。易提取。药物蛋白药物蛋白乳腺蛋白基因的启动子乳腺蛋白基因的启动子显微注射显微注射受精卵受精卵继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：并分泌到尿液中。请回答：（1 1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用）将人的

21、生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是方法是_。（2 2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入）进行基因转移时，通常要将外源基因转入_中，原因是中，原因是_。（3 3）通常采用）通常采用_ 技术检测外源基因是否技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组插入了小鼠的基因组（4 4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的鼠的_ _ _ 细胞中特异表达。细胞中特异表达。（5 5）膀胱生物发生器比）膀胱生物发生器比乳腺生物反应器有什么优点乳腺生物反应器有什么优点？显微注射法显微注射法受精卵受精卵具全能性，可使外源基因在相应的组织细胞中表达具全能性，可使外源

22、基因在相应的组织细胞中表达DNADNA分子杂交分子杂交膀胱上皮细胞膀胱上皮细胞1、基因治疗概念：基因治疗概念：基因治疗基因治疗 把把正常基因正常基因导入病人体内，使该基因的表达导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到产物发挥功能，从而达到治疗疾病治疗疾病的目的，是治的目的，是治疗疗遗传病遗传病的最有效的手段。的最有效的手段。（把特定的（把特定的（把特定的（把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞外源基因导入有基因缺陷的细胞外源基因导入有基因缺陷的细胞外源基因导入有基因缺陷的细胞中，中，中，中，从而达到治疗疾病的目的）从而达到治疗疾病的目的）从而达到治疗疾病的目的）从而达到治疗疾病的目的）

23、2、实例：、实例：将将腺苷酸脱氨酶基因腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋转入取自患者的淋巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。对严重复合型免疫缺陷症的治疗对严重复合型免疫缺陷症的治疗3 3、基因治疗的类型、基因治疗的类型体外基因治疗体外基因治疗：先从病人体内获得某种细：先从病人体内获得某种细胞，进行培养，然后在胞，进行培养，然后在体外完成基因转移体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。新输入患者体内。体内基因治疗体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移：直接向人体组织细胞中转移的治病方法。（

24、如将治疗囊性纤维病的正常的治病方法。（如将治疗囊性纤维病的正常基因转入患者肺组织）基因转入患者肺组织）4 4、基因治疗的发展现状：、基因治疗的发展现状：处于初期的临床处于初期的临床试验阶段试验阶段1.1.美国科学家运用基因工程的方法得到体型巨大的美国科学家运用基因工程的方法得到体型巨大的“超级超级小鼠小鼠”，运用的方法是，运用的方法是 （）A A把牛的生长激素基因和人的生长激素基因分别注入到把牛的生长激素基因和人的生长激素基因分别注入到小白鼠体内小白鼠体内B B把牛的生长激素基因和人的生长激素基因分别注入到把牛的生长激素基因和人的生长激素基因分别注入到小白鼠的受精卵中小白鼠的受精卵中C C把植

25、物细胞分裂素基因和生长素基因分别注入到小白把植物细胞分裂素基因和生长素基因分别注入到小白鼠的受精卵中鼠的受精卵中D D把人的生长激素基因和牛的生长激素基因分别注入到把人的生长激素基因和牛的生长激素基因分别注入到小白鼠的卵细胞中小白鼠的卵细胞中B B 2.2.下列关于基因工程应用的叙述，正确的是（下列关于基因工程应用的叙述，正确的是（）A A基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因B B基因诊断的基本原理是基因诊断的基本原理是DNADNA分子杂交分子杂交C C一种基因探针能检测水体中的各种病毒一种基因探针能检测水体中的各种病毒D D原核基因不能用来进行真核生物的遗

26、传改良原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良B B 3.3.切取某动物合成生长激素的基因，用某种方法将此基切取某动物合成生长激素的基因，用某种方法将此基因转移到鲇鱼的受精卵中，从而鲇鱼比同类个体大因转移到鲇鱼的受精卵中，从而鲇鱼比同类个体大3 34 4倍，此项研究遵循的原理是倍，此项研究遵循的原理是 （）A A基因突变，基因突变，DNARNADNARNA蛋白质蛋白质 B B基因工程，基因工程，DNAtRNADNAtRNA蛋白质蛋白质C C细胞工程，细胞工程，DNARNADNARNA蛋白质蛋白质 D D基因重组，基因重组，DNARNADNARNA蛋白质蛋白质D D 4.4.基因工程技术在培育抗旱

27、植物用于发展沙漠农业和沙漠基因工程技术在培育抗旱植物用于发展沙漠农业和沙漠改造方面显示了良好的前景，荷兰一家公司将大肠杆菌中改造方面显示了良好的前景，荷兰一家公司将大肠杆菌中的海藻糖合成酶基因导入植物（如甜菜、马铃薯等）中并的海藻糖合成酶基因导入植物（如甜菜、马铃薯等）中并获得有效表达，使获得有效表达，使“工程植物工程植物”增强耐旱性和耐寒性。增强耐旱性和耐寒性。根据材料中表达，使根据材料中表达，使“工程植物工程植物”增强耐旱性、耐寒性的增强耐旱性、耐寒性的基本操作步骤是：基本操作步骤是：，。基因表达的含义基因表达的含义 。写出酶基因在植物体内的表达过程：写出酶基因在植物体内的表达过程：基因工

28、程操作中的工具是基因工程操作中的工具是 、。目的基因的获取目的基因的获取 基因表达载体构建基因表达载体构建将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞 目的基因检测与鉴定目的基因检测与鉴定 基因控制合成相关蛋白质基因控制合成相关蛋白质 限制酶限制酶 DNADNA连接酶连接酶 载体载体 5.5.在在19901990年，医生对一位因缺乏腺苷脱氨酶基因而患先天年，医生对一位因缺乏腺苷脱氨酶基因而患先天性体液免疫缺陷病的美国女孩进行治疗。采用的方法是首性体液免疫缺陷病的美国女孩进行治疗。采用的方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用某种病毒将正先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用某种病毒将正常

29、腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。疫功能趋于正常。该病治疗运用了基因工程技术，在这个实例中运载体该病治疗运用了基因工程技术，在这个实例中运载体是是 ，目的基因是，目的基因是 ，目的基因的，目的基因的受体细胞是受体细胞是 。将转基因白细胞多次回输到患者体内后，免疫能力趋将转基因白细胞多次回输到患者体内后，免疫能力趋于正常是由于产生了于正常是由于产生了 ，产生这种物质的两个基，产生这种物质的两个基本步骤是本步骤是 和和

30、。人的腺苷脱氨酶基因与胰岛素基因相比，其主要差别人的腺苷脱氨酶基因与胰岛素基因相比，其主要差别是是 ；该病的治疗方法属于基因工程运用中的该病的治疗方法属于基因工程运用中的 。某种病毒某种病毒 腺苷脱氨酶基因腺苷脱氨酶基因 白细胞白细胞 腺苷脱氨酶腺苷脱氨酶 转录转录 翻译翻译 碱基排列顺序不同碱基排列顺序不同 基因治疗基因治疗 蛋白质工程的崛起蛋白质工程的崛起 一、蛋白质工程的崛起的缘由一、蛋白质工程的崛起的缘由基因工程产物基因工程产物 基因工程在原则上只能生产基因工程在原则上只能生产自然界自然界已存在的已存在的蛋白质。蛋白质。这些这些天然蛋白质天然蛋白质是生物在长期进化过程是生物在长期进化过

31、程中形成的中形成的,它们的结构和功能符合特定物它们的结构和功能符合特定物种生存的需要种生存的需要,却却不一定完全符合人类生不一定完全符合人类生产和生活的需要。产和生活的需要。二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理1 1、蛋白质工程的目标、蛋白质工程的目标 根据人们对根据人们对蛋白质功能蛋白质功能的特定需求，的特定需求，对蛋白质的对蛋白质的结构结构进行分子设计。进行分子设计。2 2、天然蛋白质的合成过程、天然蛋白质的合成过程DNADNA（基因）（基因）转录转录mRNAmRNA翻译翻译蛋白质蛋白质基因基因表达（转录和翻译）表达（转录和翻译）形成氨基酸序列的多肽形成氨基酸序列的多肽链链形成

32、具有高级结构的蛋白质形成具有高级结构的蛋白质行使生物功能行使生物功能、蛋白质工程的基本途径、蛋白质工程的基本途径预期的蛋白质功能预期的蛋白质功能设计预期的蛋白质结构设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）（基因）4 4、蛋白质工程的概念、蛋白质工程的概念是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，能的关系作为基础，通过基因修饰或基因通过基因修饰或基因合成，合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一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种新的蛋白质，

33、以满足人类的生产和生活的需求。的需求。5 5、蛋白质工程与基因工程的关系、蛋白质工程与基因工程的关系蛋白质工程是在基因工程的基础上，蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出延伸出来的来的第二代基因工程第二代基因工程，是包含多学科的综合，是包含多学科的综合科技工程领域。科技工程领域。基因工程基因工程是通过基因操作把外源基因转入适是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内，并在其中进行表达，它的产当的生物体内，并在其中进行表达，它的产品是该基因编码的品是该基因编码的天然存在的蛋白质天然存在的蛋白质。1.1.蛋白质工程制造的蛋白质是（蛋白质工程制造的蛋白质是（）A A、天然蛋白质、天然蛋白质 B B、

34、稀有蛋白质、稀有蛋白质 C C、自然界中不存在的蛋白质、自然界中不存在的蛋白质 D D、肌肉蛋白、肌肉蛋白C C2.2.蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，主要包括哪蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，主要包括哪几种？（几种？（）进行少数氨基酸的替换进行少数氨基酸的替换 对不同来源的蛋白质的拼对不同来源的蛋白质的拼接接从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质 直接改变蛋白质的空间结构直接改变蛋白质的空间结构A A、B B、C C、D D、B B 识别双链识别双链识别双链识别双链DNA DNA 分子的某种分子的某种分子的某种分子的某种特定特定特定特定的核苷酸的

35、核苷酸的核苷酸的核苷酸序列，并且使每一条链中序列，并且使每一条链中序列，并且使每一条链中序列，并且使每一条链中特定部位特定部位特定部位特定部位的两的两的两的两个核苷酸之间的个核苷酸之间的个核苷酸之间的个核苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键断开。断开。断开。断开。主要是从主要是从主要是从主要是从原核生物原核生物原核生物原核生物中分离纯化出来的一中分离纯化出来的一中分离纯化出来的一中分离纯化出来的一种酶。种酶。种酶。种酶。1、来源：、来源：2、作用：、作用：3、结果：、结果：形成两种末端形成两种末端形成两种末端形成两种末端“分子手术刀分子手术刀”限制酶限制酶黏性末端黏性末端平末端平

36、末端G A A T T CGC T T A AA A T T CG限制酶切割分子示意图限制酶切割分子示意图 C T T A A G思考思考要想要想获得某得某个特定性状的基个特定性状的基因必因必须要用限制要用限制酶切几个切口？切几个切口？可可产生几个黏性生几个黏性末端？末端？两个切口，两个切口，四个黏性末四个黏性末端。端。黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端什么叫平末端？什么叫平末端？1 1、下列关于限制酶的说法正确的是（、下列关于限制酶的说法正确的是（）A A、限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少、限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少B B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列、一种

37、限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C C、不同的限制酶切割、不同的限制酶切割DNADNA后都会形成黏性末端后都会形成黏性末端D D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键B B2.2.右图为右图为DNADNA分子结构示意图，对该图的正确描述是分子结构示意图，对该图的正确描述是A A的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸B B解旋酶作用的部位是解旋酶作用的部位是C C某限制性核酸内切酶可选择某限制性核酸内切酶可选择处作为切点处作为切点D DDNADNA连接酶可连接连接酶可连接处断裂的化学键处断裂的化学键ABD ABD 3.3.限制性核酸内切酶限制

38、性核酸内切酶I I的识别序列和切点是一的识别序列和切点是一GGATCCGGATCC一，一，限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶的识别序列和切点是一的识别序列和切点是一GATCGATC一。在一。在质粒上有酶质粒上有酶I I的一个切点，在目的基因的两侧各有一个酶的一个切点，在目的基因的两侧各有一个酶的切点。的切点。请画出质粒被限制性核酸内切酶请画出质粒被限制性核酸内切酶I I切割后所形成的黏性切割后所形成的黏性末端。末端。请画出目的基因两侧被限制性核酸内切酶请画出目的基因两侧被限制性核酸内切酶切割后所形切割后所形成的黏性末端。成的黏性末端。在在DNADNA连接酶作用下，上述两种不同限制酶切割后形成连接

39、酶作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接的黏性末端能否连接?为什么为什么?可以连接。因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末可以连接。因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的端是相同的 基因工程中，如果要把相应的黏性末端连起来，要基因工程中，如果要把相应的黏性末端连起来，要用用_酶。酶。DNADNA连接连接 “分子缝合针分子缝合针”连接酶连接酶.作用：作用：连接连接磷酸二酯键磷酸二酯键,而而不是不是氢键氢键。E.coliDNAE.coliDNA连接酶：连接黏性末端连接酶：连接黏性末端T T4 4DNADNA连接酶：连接黏性末端和平末端连接酶：连接黏性末端和平末端.DNA.

40、DNA连接酶的种类连接酶的种类DNA聚合酶和聚合酶和DNA连接酶有何连接酶有何相同点和不同点？相同点和不同点？DNADNA连接酶连接酶DNADNA聚合酶聚合酶连接连接DNADNA链链连接部位连接部位相同点相同点双链双链单链单链在两在两DNADNA片段之间形片段之间形成磷酸二酯键成磷酸二酯键将单个核苷酸加将单个核苷酸加到已存在的核酸到已存在的核酸片段上，形成磷片段上，形成磷酸二酯键酸二酯键都能形成都能形成磷酸二酯键磷酸二酯键1.1.下图为下图为DNADNA分子的切割和连接过程。分子的切割和连接过程。EcoRIEcoRI是一种是一种 酶，其识别序列是酶，其识别序列是，切，切割位点是割位点是 与与之

41、间的之间的键。键。切割结果产切割结果产生 。限制限制GAATTCGAATTC G GA A磷酸二酯磷酸二酯黏性末端黏性末端 不同来源不同来源DNADNA片段结合，在这里需要的酶是片段结合，在这里需要的酶是 酶酶此酶的作用是在此酶的作用是在 与与之间形成之间形成键。键。DNADNA连接连接 G GA A磷酸二酯磷酸二酯“分子运输车分子运输车”载体载体1.1.载体的必要条件载体的必要条件能自我复制，或能进入受体生物细胞并在受体能自我复制，或能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；生物细胞内复制并表达；有一个至多个限制酶切割位点有一个至多个限制酶切割位点具有某些标记基因具有某些标记基因2.2

42、.常用的载体：质粒、噬菌体的衍生物和动植物病毒。常用的载体：质粒、噬菌体的衍生物和动植物病毒。1.1.不属于质粒被选为基因运载体的理由是不属于质粒被选为基因运载体的理由是 （）A A、能复制、能复制 B B、有多个限制酶切点、有多个限制酶切点 C C、具有标记基因、具有标记基因 D D、它是环状、它是环状DNADNAD D2.2.科学家常选用的细菌质粒往往带有一个抗菌素抗性基科学家常选用的细菌质粒往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是（因，该抗性基因的主要作用是（）A A、提高受体细胞在自然环境中的耐热性、提高受体细胞在自然环境中的耐热性 B B、有利于检测目的基因否导入受体细胞、有利于检测目的基因否导入受体细胞C C、增加质粒分子的相对分子质量、增加质粒分子的相对分子质量 D D、便于与外源基因连接、便于与外源基因连接B B3.3.下图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一下图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步需用到的工具是（步需用到的工具是（）A A、DNADNA连接酶和解旋酶连接酶和解旋酶 B B、DNADNA聚合酶和限制性核酸内切聚合酶和限制性核酸内切酶酶C C、限制性核酸内切酶和、限制性核酸内切酶和DNADNA连接连接酶酶 D D、DNADNA聚合酶和聚合酶和RNARNA聚合酶聚合酶C C