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1、基因工程基因工程考綱解讀考綱解讀 1.DNA重組技術(shù)的基本工具 2.基因工程的基本操作程序 3.基因工程的應(yīng)用 4.基因工程的成果與發(fā)展前景 5.蛋白質(zhì)工程的崛起 考向指南考向指南基因工程是生物工程的主要領(lǐng)域，常與其他技術(shù)組合運用而達(dá)到定向改造生物的目的。試題中一般以具體實例對基因工程的操作過程、基因工程的應(yīng)用、當(dāng)今基因工程的新進(jìn)展等進(jìn)行考查，如2008年高考就側(cè)重于基因工程有關(guān)知識的考查。上海卷、江蘇卷、全國I卷、廣東卷等都有考題出現(xiàn)。 一、基因工程的基本內(nèi)容一、基因工程的基本內(nèi)容 基因工程，確切地講就是重組基因工程，確切地講就是重組DNADNA技術(shù)，指在體外將不同技術(shù)，指在體外將不同來源的

2、來源的DNADNA進(jìn)行剪切和重組，形成雜合進(jìn)行剪切和重組，形成雜合DNADNA或稱嵌合或稱嵌合DNADNA分子，分子，然后將其導(dǎo)入特定的宿主細(xì)胞，得到大量擴(kuò)增和表達(dá)，使宿主然后將其導(dǎo)入特定的宿主細(xì)胞，得到大量擴(kuò)增和表達(dá)，使宿主細(xì)胞獲得新的遺傳特性，產(chǎn)生新的基因產(chǎn)物?；蚬こ?，或稱細(xì)胞獲得新的遺傳特性，產(chǎn)生新的基因產(chǎn)物。基因工程，或稱遺傳工程，興起于遺傳工程，興起于2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代。人類實現(xiàn)對基因進(jìn)行自如地年代。人類實現(xiàn)對基因進(jìn)行自如地操作、轉(zhuǎn)移和改造的理想，是在核酸限制性內(nèi)切酶、載體質(zhì)粒、操作、轉(zhuǎn)移和改造的理想，是在核酸限制性內(nèi)切酶、載體質(zhì)粒、連接酶和其它修飾酶被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)以后。在此

3、基礎(chǔ)上，核酸和蛋連接酶和其它修飾酶被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)以后。在此基礎(chǔ)上，核酸和蛋白質(zhì)序列測定、基因體外快速突變、白質(zhì)序列測定、基因體外快速突變、DNADNA的人工合成等，則使的人工合成等，則使得基因工程逐漸成熟和發(fā)展。得基因工程逐漸成熟和發(fā)展?；驔Q定性狀基因決定性狀青霉菌能產(chǎn)生對人類有用的抗生素青霉菌能產(chǎn)生對人類有用的抗生素青霉素青霉素 家蠶能夠吐出蠶絲為人家蠶能夠吐出蠶絲為人類利用類利用 豆科植物的根瘤能豆科植物的根瘤能夠固定空氣中的氮夠固定空氣中的氮高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)生物生物定向基因改造設(shè)想定向基因改造設(shè)想 : 操作環(huán)境操作環(huán)境操作對象操作對象操作水平操作水平基本過程基本過程結(jié)果結(jié)果生物體外生物

4、體外基因基因分子水平分子水平剪切剪切拼接拼接導(dǎo)入導(dǎo)入表達(dá)表達(dá)人類需要的基因產(chǎn)物人類需要的基因產(chǎn)物基因拼接技術(shù)或基因拼接技術(shù)或DNADNA重組技術(shù)重組技術(shù)實質(zhì)：實質(zhì)：基因重組基因重組 將抗蟲基因移植到棉花的細(xì)胞中，使棉花將抗蟲基因移植到棉花的細(xì)胞中，使棉花具有抗蟲害的作用。假如你作為一名研究者來具有抗蟲害的作用。假如你作為一名研究者來完成這一項工作，那么你會遇到哪些困難或需完成這一項工作，那么你會遇到哪些困難或需要解決哪些問題呢？要解決哪些問題呢？1 1、如何將抗蟲基因（目的基因）從某種、如何將抗蟲基因（目的基因）從某種生物的生物的DNADNA上切割下來？上切割下來？2 2、如何使抗蟲基因（目的

5、基因）與棉花、如何使抗蟲基因（目的基因）與棉花的的DNADNA連接起來？連接起來？基因工程培育抗蟲棉的簡要過程：基因工程培育抗蟲棉的簡要過程：蘇云金芽孢桿菌蘇云金芽孢桿菌( (有抗蟲特性有抗蟲特性) )普通棉花普通棉花( (無抗蟲特性無抗蟲特性) )抗蟲基因抗蟲基因與運載體與運載體DNADNA拼接拼接導(dǎo)入導(dǎo)入棉花細(xì)胞棉花細(xì)胞( (含抗蟲基因含抗蟲基因) )棉花植株棉花植株( (有抗蟲特性有抗蟲特性) )提取提取 通過觀察抗蟲棉的培育過程，你認(rèn)為關(guān)通過觀察抗蟲棉的培育過程，你認(rèn)為關(guān)鍵的步驟是什么？鍵的步驟是什么？關(guān)鍵步驟一：抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提取。關(guān)鍵步驟一：抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌

6、細(xì)胞內(nèi)提取。關(guān)鍵步驟二：抗蟲基因與運載體關(guān)鍵步驟二：抗蟲基因與運載體DNADNA連接。連接。關(guān)鍵步驟三：抗蟲基因進(jìn)入棉細(xì)胞。關(guān)鍵步驟三：抗蟲基因進(jìn)入棉細(xì)胞。 通過觀察抗蟲棉的培育過程，你認(rèn)為關(guān)鍵的通過觀察抗蟲棉的培育過程，你認(rèn)為關(guān)鍵的步驟是什么？步驟是什么？關(guān)鍵步驟一的工具：基因的剪刀關(guān)鍵步驟一的工具：基因的剪刀限制性內(nèi)切酶。限制性內(nèi)切酶。關(guān)鍵步驟二的工具：基因的針線關(guān)鍵步驟二的工具：基因的針線DNADNA連接酶。連接酶。關(guān)鍵步驟三的工具：基因的運輸工具關(guān)鍵步驟三的工具：基因的運輸工具運載體。運載體。二、基因操作的工具二、基因操作的工具分布分布作用特點作用特點結(jié)果結(jié)果種類種類舉例舉例主要在微生

7、物中。主要在微生物中。特異性特異性，即識別特定核苷酸序，即識別特定核苷酸序列，切割特定切點。列，切割特定切點。產(chǎn)生黏性未端（堿基互補(bǔ)配對）。產(chǎn)生黏性未端（堿基互補(bǔ)配對）。大腸桿菌的一種限制酶能識別大腸桿菌的一種限制酶能識別GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在G G和和A A之間切開。之間切開。1 1、基因的剪刀、基因的剪刀限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶200200多種多種G A A T T CGC T T A AA A T T CG限制酶切割分子示意圖限制酶切割分子示意圖 C T T A A G思考思考要想獲得某要想獲得某個特定性狀的基個特定性狀的基因必須要用限制因必須要用限制酶切幾個切口？

8、酶切幾個切口？可產(chǎn)生幾個黏性可產(chǎn)生幾個黏性末端？末端？兩個切口，四兩個切口，四個黏性末端。個黏性末端。2 2、基因的的針線基因的的針線DNA連接酶連接酶連接的部位：連接的部位： 磷酸二酯鍵（在磷酸二酯鍵（在“梯子梯子”的扶手處），的扶手處）， 不是氫鍵（在不是氫鍵（在“梯子梯子”的踏板處）。的踏板處）。結(jié)果：結(jié)果：兩個相同的黏性末端的連接。兩個相同的黏性末端的連接。思考思考（）用（）用DNADNA連接酶連接兩個相同的黏性末端要連接連接酶連接兩個相同的黏性末端要連接幾個磷酸二酯鍵？幾個磷酸二酯鍵？（）用限制酶切一個特定基因要切斷幾個磷酸二（）用限制酶切一個特定基因要切斷幾個磷酸二酯鍵？酯鍵？個個

9、個個、基因的運輸工具、基因的運輸工具運載體運載體作用：作用：具備的條件具備的條件種類：種類：將外源基因送入受體細(xì)胞。將外源基因送入受體細(xì)胞。能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存具有多個限制酶切點具有多個限制酶切點具有某些標(biāo)記基因具有某些標(biāo)記基因質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒。質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒。使用運載體的目的：使用運載體的目的：用它作為運載用它作為運載工具，將目的基工具，將目的基因送到宿主細(xì)胞中去。因送到宿主細(xì)胞中去。質(zhì)質(zhì) 粒粒質(zhì)粒的特點質(zhì)粒的特點1.1. 1 1、質(zhì)粒是基因工程中最常用的運載體；、質(zhì)粒是基因工程中最常用的運載體；2 2、存在于許、存在于許多細(xì)菌及酵母

10、菌等生物中；多細(xì)菌及酵母菌等生物中；3 3、細(xì)胞染色體外能自主復(fù)、細(xì)胞染色體外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀制的小型環(huán)狀DNADNA分子；分子；4 4、最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌、最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒；的質(zhì)粒；5 5、質(zhì)粒的存在對宿主細(xì)胞無影響；、質(zhì)粒的存在對宿主細(xì)胞無影響；6 6、質(zhì)粒、質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。 （）質(zhì)粒上會存在某些標(biāo)記基因，標(biāo)記基因有什么（）質(zhì)粒上會存在某些標(biāo)記基因，標(biāo)記基因有什么用途？用途？ （）要想將某個特定基因與質(zhì)粒相連，需要用幾種（）要想將某個特定基因與質(zhì)粒相連，需要用幾種限制性內(nèi)切酶和幾種限制性內(nèi)切酶和幾種DNADNA連接酶處理？連接

11、酶處理？思考思考三、基因操作的基本步驟三、基因操作的基本步驟1 1、提取目的基因、提取目的基因(1)(1)目的基因的概念：目的基因的概念：人們需要的特定基因。人們需要的特定基因。（2 2）提取目的基因的途徑）提取目的基因的途徑提取目的基因的途徑提取目的基因的途徑人工合成基因（真核細(xì)胞）人工合成基因（真核細(xì)胞）反轉(zhuǎn)錄法反轉(zhuǎn)錄法 根據(jù)已知氨基酸根據(jù)已知氨基酸序列合成序列合成DNADNA從供體細(xì)胞的從供體細(xì)胞的DNADNA中直接分離基因中直接分離基因 方法：鳥槍法方法：鳥槍法 途徑途徑供體細(xì)胞中的供體細(xì)胞中的DNADNA中直接分離基因中直接分離基因人工合成基因（真核細(xì)胞）人工合成基因（真核細(xì)胞）方法

12、方法根據(jù)已知氨基酸根據(jù)已知氨基酸序列合成序列合成DNADNA過程過程供體細(xì)胞中的供體細(xì)胞中的DNADNA 限制酶限制酶許多許多DNADNA片段片段 載入載入運載體運載體 導(dǎo)入導(dǎo)入受體細(xì)胞受體細(xì)胞 外源外源DNADNA擴(kuò)增擴(kuò)增, ,產(chǎn)生特定性狀產(chǎn)生特定性狀 分離分離 目的基因目的基因目的基因目的基因mRNAmRNA 反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄單鏈單鏈DNADNA 合成合成雙鏈雙鏈DNA(DNA(即目的基因即目的基因) ) 蛋白質(zhì)的氨基酸蛋白質(zhì)的氨基酸序列序列 推測推測mRNAmRNA的核苷酸序的核苷酸序列列 推測推測結(jié)構(gòu)基因的核苷結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列酸序列 化學(xué)合成化學(xué)合成目的基因目的基因鳥槍法鳥槍法反轉(zhuǎn)錄法

13、反轉(zhuǎn)錄法途徑途徑供體細(xì)胞中的供體細(xì)胞中的DNADNA中直接分中直接分離基因離基因人工合成基因（真核細(xì)人工合成基因（真核細(xì)胞）胞）方法方法鳥槍法鳥槍法反轉(zhuǎn)錄法反轉(zhuǎn)錄法根據(jù)已知根據(jù)已知氨基酸序氨基酸序列合成列合成DNADNA優(yōu)點優(yōu)點操作簡單操作簡單專一性強(qiáng)專一性強(qiáng)專一性強(qiáng)，專一性強(qiáng)，可產(chǎn)生自可產(chǎn)生自然界不存然界不存在的新基在的新基因。因。缺點缺點工作量大，盲工作量大，盲目性大，專一目性大，專一性差性差操作過程較操作過程較麻煩，技術(shù)麻煩，技術(shù)要求過高。要求過高。適用范圍適用范圍狹小狹小 目的基因與運載體結(jié)合的結(jié)果可能有目的基因與運載體結(jié)合的結(jié)果可能有幾種情況？幾種情況？1 1、目的基因與目的基因結(jié)合

14、；、目的基因與目的基因結(jié)合；2 2、質(zhì)粒與質(zhì)粒結(jié)合；、質(zhì)粒與質(zhì)粒結(jié)合；3 3、目的基因與質(zhì)粒結(jié)合。、目的基因與質(zhì)粒結(jié)合。思考思考2 2、目的基因與運載體結(jié)合目的基因與運載體結(jié)合3 3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞導(dǎo)入方法：導(dǎo)入方法：借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的途徑借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的途徑導(dǎo)入過程：導(dǎo)入過程：受體細(xì)胞：細(xì)菌受體細(xì)胞：細(xì)菌CaCL2細(xì)胞壁的通透性增大細(xì)胞壁的通透性增大重組質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞重組質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞目的基因隨受體細(xì)胞的繁殖而復(fù)制目的基因隨受體細(xì)胞的繁殖而復(fù)制4 4、目的基因的檢測與表達(dá)目的基因的檢測與表達(dá)檢測：檢測：通過檢測標(biāo)記基因的有無來判斷目的基因是通過

15、檢測標(biāo)記基因的有無來判斷目的基因是否導(dǎo)入。否導(dǎo)入。通過特定性狀的產(chǎn)生與否來確定目的基因是通過特定性狀的產(chǎn)生與否來確定目的基因是否表達(dá)。否表達(dá)。表達(dá)：表達(dá)： 細(xì)菌的檢測，將每個受體細(xì)胞單獨培養(yǎng)形成菌落，檢測菌細(xì)菌的檢測，將每個受體細(xì)胞單獨培養(yǎng)形成菌落，檢測菌落中是否有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。淘汰無表達(dá)產(chǎn)物的菌落，保落中是否有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。淘汰無表達(dá)產(chǎn)物的菌落，保留有表達(dá)產(chǎn)物的進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。留有表達(dá)產(chǎn)物的進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。 多細(xì)胞生物的檢測，將每個受體細(xì)胞單獨培養(yǎng)并誘導(dǎo)發(fā)育多細(xì)胞生物的檢測，將每個受體細(xì)胞單獨培養(yǎng)并誘導(dǎo)發(fā)育成完整個體，檢測這些個體是否攝入目的基因，攝入的基因是成完整個體，檢測

16、這些個體是否攝入目的基因，攝入的基因是否表達(dá)（是否表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀）。淘汰無變化的個體，保留否表達(dá)（是否表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀）。淘汰無變化的個體，保留有相應(yīng)變化的個體進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。有相應(yīng)變化的個體進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。小小 結(jié)結(jié)我國生產(chǎn)的部分基因我國生產(chǎn)的部分基因工程疫苗和藥物工程疫苗和藥物1 1、基因工程藥品、基因工程藥品的生產(chǎn)的生產(chǎn)許多藥品的生產(chǎn)許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取是從生物組織中提取的。受材料來源限制的。受材料來源限制產(chǎn)量有限，其價格往產(chǎn)量有限，其價格往往十分昂貴。往十分昂貴。微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成

17、分的基工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。不但能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。胰島素從豬、牛等動物的胰胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價的胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。格之高可想而知。將合成的胰島將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿素基因?qū)氪竽c桿菌，每菌，每2000L2000L培養(yǎng)液培養(yǎng)液就能產(chǎn)生就能產(chǎn)生100g100g胰島胰島素！使其價格降低素！使其價格降低了了3

18、0%-50%!30%-50%!2DNADNA 質(zhì)粒質(zhì)粒細(xì)菌細(xì)胞細(xì)菌細(xì)胞DNADNA人體細(xì)胞人體細(xì)胞胰島素基因胰島素基因限制酶限制酶限制酶限制酶胰島素胰島素利用生物工程獲得胰島素利用生物工程獲得胰島素1從人血中提取干擾素，從人血中提取干擾素，300L300L血才提取血才提取1mg1mg！通過基因工程的通過基因工程的方式創(chuàng)造了能合成人方式創(chuàng)造了能合成人干擾素的大腸桿菌，干擾素的大腸桿菌，每每1Kg1Kg的培養(yǎng)液可提取的培養(yǎng)液可提取20204mg4mg干擾素干擾素人造血液及其生產(chǎn)人造血液及其生產(chǎn)2 2、基因診斷、基因診斷運用基因工程設(shè)計制造的運用基因工程設(shè)計制造的“DNADNA探針探針”檢測檢測肝炎

19、病毒等病毒感染及遺傳缺陷，不但準(zhǔn)確而肝炎病毒等病毒感染及遺傳缺陷，不但準(zhǔn)確而且迅速。且迅速?；蛟\斷的技術(shù)和方法基因診斷的技術(shù)和方法1.1.核酸分子雜交核酸分子雜交 實質(zhì)上是用已知序列的實質(zhì)上是用已知序列的DNADNA或或RNARNA片段作為探針與待片段作為探針與待測樣品的測樣品的DNADNA或或RNARNA序列進(jìn)行核酸分子雜交。是基因診斷序列進(jìn)行核酸分子雜交。是基因診斷最基本的技術(shù)之一。最基本的技術(shù)之一。2.PCR2.PCR法法3.3.分子探針：核酸分子探針是指特定的已知核酸片段，分子探針：核酸分子探針是指特定的已知核酸片段，能與互補(bǔ)核酸序列退火雜交，用于對待測核酸樣品中特能與互補(bǔ)核酸序列退

20、火雜交，用于對待測核酸樣品中特定基因順序的探測。定基因順序的探測。 滿足：（滿足：（1 1）必須是單鏈；（）必須是單鏈；（2 2）帶有容易被檢測出）帶有容易被檢測出來的標(biāo)記物。來的標(biāo)記物。生物芯片生物芯片 從正常人的基因組中分離出從正常人的基因組中分離出DNA與與DNA芯片雜交就可以芯片雜交就可以得出標(biāo)準(zhǔn)圖譜。從病人的基因組中分離出得出標(biāo)準(zhǔn)圖譜。從病人的基因組中分離出DNA與與DNA芯片雜芯片雜交就可以得出病變圖譜。交就可以得出病變圖譜。 通過比較、分析這兩種圖譜，就可以得出病變的通過比較、分析這兩種圖譜，就可以得出病變的DNA信息。信息。 基因芯片診斷技術(shù)以其快速、高效、敏感、經(jīng)濟(jì)、平行化、

21、基因芯片診斷技術(shù)以其快速、高效、敏感、經(jīng)濟(jì)、平行化、自動化等特點，將成為一項現(xiàn)代化診斷新技術(shù)。自動化等特點，將成為一項現(xiàn)代化診斷新技術(shù)。 3 3基基因因治治療療 1990 1990年年9 9月月1414日，安德森對一例患日，安德森對一例患ADAADA缺乏癥的缺乏癥的4 4歲女歲女孩進(jìn)行基因治療。這個孩進(jìn)行基因治療。這個4 4歲女孩由于遺傳基因有缺陷，自歲女孩由于遺傳基因有缺陷，自身不能生產(chǎn)身不能生產(chǎn)ADAADA，先天性免疫功能不全，只能生活在無菌，先天性免疫功能不全，只能生活在無菌的隔離帳里。他們將含有這個女孩自己的白血球的溶液的隔離帳里。他們將含有這個女孩自己的白血球的溶液輸入她左臂的一條靜

22、脈血管中，這種白血球都已經(jīng)過改輸入她左臂的一條靜脈血管中，這種白血球都已經(jīng)過改造，有缺陷的基因已經(jīng)被健康的基因所替代。在以后的造，有缺陷的基因已經(jīng)被健康的基因所替代。在以后的1010個月內(nèi)她又接受了個月內(nèi)她又接受了7 7次這樣的治療，同時也接受酶治療。次這樣的治療，同時也接受酶治療。19911991年年1 1月，另一名患同樣病的女孩也接受了同樣的治療。月，另一名患同樣病的女孩也接受了同樣的治療。兩患兒經(jīng)治療后，免疫功能日趨健全，能夠走出隔離帳，兩患兒經(jīng)治療后，免疫功能日趨健全，能夠走出隔離帳，過上了正常人的生活，并進(jìn)入普通小學(xué)上學(xué)。過上了正常人的生活，并進(jìn)入普通小學(xué)上學(xué)。取患者骨髓分離干細(xì)胞病

23、毒正?；虿⑷胝；虻母杉?xì)胞注入患者體內(nèi)P53基因病毒P53蛋白膜瘤細(xì)胞變小生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚因魚( (中國中國) )乳汁中含有人生長激素乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛的轉(zhuǎn)基因牛( (阿根廷阿根廷) )轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄因的番茄環(huán)境監(jiān)測：環(huán)境監(jiān)測：基因工程做成的基因工程做成的DNADNA探針能夠十分靈敏地探針能夠十分靈敏地檢測環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染。檢測環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染。1t1t水中只有水中只有1010個病毒也能被個病毒也能被DNADNA探針檢測出來探針檢測出來環(huán)境污染治理：環(huán)境污染治理：基因工程做

24、成的基因工程做成的“超級細(xì)菌超級細(xì)菌”能吞食和分能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用基因通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的工程培育成功的“超級細(xì)菌超級細(xì)菌”卻能分解石油中的多種烴卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDTDDT等毒害物質(zhì)。等毒害物質(zhì)。轉(zhuǎn)基因生物有利的一面轉(zhuǎn)基因生物有利的一面 改變傳統(tǒng)的育種方式縮短育種時間。培育出高改變傳統(tǒng)的育種方式縮短育種時間。培育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、抗病蟲害、抗旱、抗鹽堿，抗除草劑等特產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、抗病蟲害、抗旱、

25、抗鹽堿，抗除草劑等特性的作物新品種。性的作物新品種。 克服異源、遠(yuǎn)源雜交障礙。如可以把動物的基克服異源、遠(yuǎn)源雜交障礙。如可以把動物的基因，甚至人的基因組合到植物里去。因，甚至人的基因組合到植物里去。 生產(chǎn)有利于健康和抗病的食品。生產(chǎn)有利于健康和抗病的食品。 培育出符合人們意愿的動物新品種。培育出符合人們意愿的動物新品種。 這種西紅柿不易腐爛，不僅便于運輸、貯藏，還這種西紅柿不易腐爛，不僅便于運輸、貯藏，還可使其留在植株成長更長時間，充分吸收陽光，完可使其留在植株成長更長時間，充分吸收陽光，完全成熟后再運到市場銷售，能保存良久并仍然具有全成熟后再運到市場銷售，能保存良久并仍然具有“夏日成熟的滋味

26、夏日成熟的滋味” 。 有些轉(zhuǎn)基因食物含的一些物質(zhì)，可能會影響人有些轉(zhuǎn)基因食物含的一些物質(zhì)，可能會影響人體健康。體健康。 大量的轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)入自然界后很可能會與野大量的轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)入自然界后很可能會與野生物種進(jìn)行雜交，產(chǎn)生一些超級生物，從而造成基生物種進(jìn)行雜交，產(chǎn)生一些超級生物，從而造成基因污染。因污染。 如有些作物插入抗蟲基因，殺死環(huán)境中有益的如有些作物插入抗蟲基因，殺死環(huán)境中有益的生物。生物?；蚬こ痰谋锥嘶蚬こ痰谋锥? 3、內(nèi)容：基因工程、內(nèi)容：基因工程 細(xì)胞工程細(xì)胞工程 發(fā)酵工程發(fā)酵工程 酶工程酶工程生物工程生物工程1 1、概念：也叫生物技術(shù)，是生物科學(xué)與工程技、概念：也叫生物技術(shù)，是

27、生物科學(xué)與工程技術(shù)有機(jī)結(jié)合而興起的一門綜合性科學(xué)技術(shù)。術(shù)有機(jī)結(jié)合而興起的一門綜合性科學(xué)技術(shù)。2 2、特點：以生物科學(xué)為基礎(chǔ)，運用先進(jìn)的科學(xué)、特點：以生物科學(xué)為基礎(chǔ)，運用先進(jìn)的科學(xué)原理和工程技術(shù)手段來加工或改造生物材料，如原理和工程技術(shù)手段來加工或改造生物材料，如DNADNA、蛋白質(zhì)、染色體、細(xì)胞等，從而生產(chǎn)工具、蛋白質(zhì)、染色體、細(xì)胞等，從而生產(chǎn)工具出人類所需要的生物或生物制品。出人類所需要的生物或生物制品。概念：一般指利用分子生物學(xué)的手段概念：一般指利用分子生物學(xué)的手段 ，在體外操縱、改，在體外操縱、改造、重建細(xì)胞的基因組，從而使生物體的遺傳性狀發(fā)生定向變造、重建細(xì)胞的基因組，從而使生物體的遺

28、傳性狀發(fā)生定向變異，獲得人們所需的性狀。異，獲得人們所需的性狀。特點：基因工程能夠打破種屬的界限，在基因水平上改特點：基因工程能夠打破種屬的界限，在基因水平上改變生物遺傳性，并通過工程化手段為人類提供有用的產(chǎn)品及服變生物遺傳性，并通過工程化手段為人類提供有用的產(chǎn)品及服務(wù)。務(wù)?；蚬こ袒蚬こ桃?、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由 通過基因工程能夠大規(guī)模生產(chǎn)生物體內(nèi)微量存通過基因工程能夠大規(guī)模生產(chǎn)生物體內(nèi)微量存在的活性物質(zhì)，并借助轉(zhuǎn)基因而改變動植物性狀，得在的活性物質(zhì)，并借助轉(zhuǎn)基因而改變動植物性狀，得以在人類醫(yī)療保健中進(jìn)行基因診斷和基因治療。然而以在人類醫(yī)療保健中進(jìn)行基因診斷和基因治療

29、。然而在廣泛利用自然界各種蛋白質(zhì)的過程中就發(fā)現(xiàn)，這些在廣泛利用自然界各種蛋白質(zhì)的過程中就發(fā)現(xiàn)，這些蛋白質(zhì)只是適應(yīng)生物自身的需要，而對它們進(jìn)行產(chǎn)業(yè)蛋白質(zhì)只是適應(yīng)生物自身的需要，而對它們進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化開發(fā)往往不合意，需要加以改造。化開發(fā)往往不合意，需要加以改造。19831983年年UlmerUlmer首首先提出蛋白質(zhì)工程，它是指按照特定的需要，對蛋白先提出蛋白質(zhì)工程，它是指按照特定的需要，對蛋白質(zhì)進(jìn)行分子設(shè)計和改造的工程。自此以后，蛋白質(zhì)工質(zhì)進(jìn)行分子設(shè)計和改造的工程。自此以后，蛋白質(zhì)工程迅速發(fā)展，已成為生物工程的重要組成部分。程迅速發(fā)展，已成為生物工程的重要組成部分。 在已研究過的幾千種酶中，只有極少

30、數(shù)可以應(yīng)用在已研究過的幾千種酶中，只有極少數(shù)可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，絕大多數(shù)酶都不能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，這些于工業(yè)生產(chǎn)，絕大多數(shù)酶都不能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，這些酶雖然在自然狀態(tài)下有活性，但在工業(yè)生產(chǎn)中沒有活性酶雖然在自然狀態(tài)下有活性，但在工業(yè)生產(chǎn)中沒有活性或活性很低。這是因為工業(yè)生產(chǎn)中每一步的反應(yīng)體系中或活性很低。這是因為工業(yè)生產(chǎn)中每一步的反應(yīng)體系中常常會有酸、堿或有機(jī)溶劑存在，反應(yīng)溫度較高，在這常常會有酸、堿或有機(jī)溶劑存在，反應(yīng)溫度較高，在這種條件下，大多數(shù)酶會很快變性失活。提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)種條件下，大多數(shù)酶會很快變性失活。提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性是工業(yè)生產(chǎn)中一個非常重要的課題。一般來說，提定性是工業(yè)生產(chǎn)中一個

31、非常重要的課題。一般來說，提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性包括：延長酶的半衰期，提高酶的熱高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性包括：延長酶的半衰期，提高酶的熱穩(wěn)定性，延長藥用蛋白的保存期，抵御由于重要氨基酸穩(wěn)定性，延長藥用蛋白的保存期，抵御由于重要氨基酸氧化引起的活性喪失等。氧化引起的活性喪失等。 例如例如: :干擾素是一種抗病毒、抗腫瘤的藥物。將人的干擾素是一種抗病毒、抗腫瘤的藥物。將人的干擾素的干擾素的cDNAcDNA在大腸桿菌中進(jìn)行表達(dá)，產(chǎn)生的干擾素的抗在大腸桿菌中進(jìn)行表達(dá)，產(chǎn)生的干擾素的抗病毒活性為病毒活性為106 U/mg106 U/mg，只相當(dāng)于天然產(chǎn)品的十分之一，雖，只相當(dāng)于天然產(chǎn)品的十分之一，雖然在大腸桿菌中合

32、成的然在大腸桿菌中合成的-干擾素量很多，但多數(shù)是以無干擾素量很多，但多數(shù)是以無活性的二聚體形式存在。為什么會這樣？如何改變這種狀活性的二聚體形式存在。為什么會這樣？如何改變這種狀況？研究發(fā)現(xiàn)，況？研究發(fā)現(xiàn)，-干擾素蛋白質(zhì)中有干擾素蛋白質(zhì)中有3 3個半胱氨酸（第個半胱氨酸（第1717位、位、3131位和位和141141位），推測可能是有一個或幾個半胱氨酸位），推測可能是有一個或幾個半胱氨酸形成了不正確的二硫鍵。研究人員將第形成了不正確的二硫鍵。研究人員將第1717位的半胱氨酸，位的半胱氨酸，通過基因定點突變改變成絲氨酸，結(jié)果使大腸桿菌中生產(chǎn)通過基因定點突變改變成絲氨酸，結(jié)果使大腸桿菌中生產(chǎn)的的-

33、干擾素的抗病性活性提高到干擾素的抗病性活性提高到108 U/mg108 U/mg，并且比天然，并且比天然-干擾素的貯存穩(wěn)定性高很多。干擾素的貯存穩(wěn)定性高很多?！昂蠡蚪M時代”將是“蛋白質(zhì)組學(xué)時代”，即從對基因信息的研究轉(zhuǎn)向?qū)Φ鞍踪|(zhì)信息的研究，包括研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能與應(yīng)用及蛋白質(zhì)相互關(guān)系和作用。蛋白質(zhì)工程就是在對蛋白質(zhì)的化學(xué)、晶體學(xué)、動力學(xué)等結(jié)構(gòu)與功能認(rèn)識的基礎(chǔ)上，對蛋白質(zhì)人工改造與合成，最終獲得商業(yè)化的產(chǎn)品。二、蛋白質(zhì)工程的基本原理二、蛋白質(zhì)工程的基本原理 蛋白質(zhì)工程的主要步驟通常包括：蛋白質(zhì)工程的主要步驟通常包括：（1 1）從生物體中分離純化目的蛋白；）從生物體中分離純化目的蛋白；（2 2

34、）測定其氨基酸序列；）測定其氨基酸序列；（3 3）借助核磁共振和）借助核磁共振和X X射線晶體衍射等手段，盡可能地了解蛋射線晶體衍射等手段，盡可能地了解蛋白質(zhì)的二維重組和三維晶體結(jié)構(gòu)白質(zhì)的二維重組和三維晶體結(jié)構(gòu); ;（4 4）設(shè)計各種處理條件，了解蛋）設(shè)計各種處理條件，了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化，包括折疊與去折白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化，包括折疊與去折疊等對其活性與功能的影響；疊等對其活性與功能的影響；（5 5）設(shè)計編碼該蛋白的基因改造）設(shè)計編碼該蛋白的基因改造方案，如點突變；方案，如點突變；（6 6）分離、純化新蛋白，功能檢）分離、純化新蛋白，功能檢測后投入實際使用。測后投入實際使用。（一）蛋白質(zhì)的分子設(shè)計與

35、改造（一）蛋白質(zhì)的分子設(shè)計與改造 蛋白質(zhì)工程首先是以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，通過蛋白質(zhì)工程首先是以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，通過蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和溶液構(gòu)象的研究，積蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和溶液構(gòu)象的研究，積累了成千上萬蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)資料，累了成千上萬蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)資料，并編制成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，得以從中找出蛋白質(zhì)分子間并編制成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，得以從中找出蛋白質(zhì)分子間的進(jìn)化關(guān)系、一級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu)的關(guān)系、結(jié)構(gòu)與功的進(jìn)化關(guān)系、一級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu)的關(guān)系、結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系方面的規(guī)律。能的關(guān)系方面的規(guī)律。 蛋白質(zhì)作為生物大分子是生物化學(xué)和分子生物學(xué)的研究重蛋白質(zhì)作為生物大分

36、子是生物化學(xué)和分子生物學(xué)的研究重點，大量蛋白質(zhì)被分離純化，測定了它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和生物點，大量蛋白質(zhì)被分離純化，測定了它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和生物學(xué)作用。分子生物學(xué)有關(guān)基因組的研究，也可以用以推測出一學(xué)作用。分子生物學(xué)有關(guān)基因組的研究，也可以用以推測出一些未知蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能。采用定位誘變的方法，可以對編些未知蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能。采用定位誘變的方法，可以對編碼蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行核苷酸密碼子的插入、刪除、置換和改組，碼蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行核苷酸密碼子的插入、刪除、置換和改組，其結(jié)果為分子改造提供新的設(shè)計方案?，F(xiàn)有的蛋白質(zhì)是生物長其結(jié)果為分子改造提供新的設(shè)計方案?，F(xiàn)有的蛋白質(zhì)是生物長期進(jìn)化的結(jié)果，蛋白質(zhì)工程

37、則是對生物進(jìn)化的模擬，按照蛋白期進(jìn)化的結(jié)果，蛋白質(zhì)工程則是對生物進(jìn)化的模擬，按照蛋白質(zhì)形成的規(guī)律，改造蛋白質(zhì)或構(gòu)建新的蛋白質(zhì)。質(zhì)形成的規(guī)律，改造蛋白質(zhì)或構(gòu)建新的蛋白質(zhì)。 蛋白質(zhì)的改造通常需要先經(jīng)周密的分子設(shè)計，然后依賴基蛋白質(zhì)的改造通常需要先經(jīng)周密的分子設(shè)計，然后依賴基因工程獲得突變型蛋白質(zhì)，以檢驗其是否達(dá)到了預(yù)期的效果。因工程獲得突變型蛋白質(zhì)，以檢驗其是否達(dá)到了預(yù)期的效果。如果改造的結(jié)果不理想，還需要從新設(shè)計再進(jìn)行改造，往往經(jīng)如果改造的結(jié)果不理想，還需要從新設(shè)計再進(jìn)行改造，往往經(jīng)歷多次實踐摸索才能達(dá)到改進(jìn)蛋白質(zhì)性能的預(yù)定目標(biāo)。歷多次實踐摸索才能達(dá)到改進(jìn)蛋白質(zhì)性能的預(yù)定目標(biāo)。（二）蛋白質(zhì)改造工

38、程舉例（二）蛋白質(zhì)改造工程舉例1.1.水蛭素改造水蛭素改造 水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特異抑制劑，它水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特異抑制劑，它有多種變異體，由有多種變異體，由6565或或6666個氨基酸殘基組成。水蛭素個氨基酸殘基組成。水蛭素在臨床上可作為抗栓藥物用于治療血栓疾病。為提高在臨床上可作為抗栓藥物用于治療血栓疾病。為提高水蛭素活性，在綜合各變異體結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上提出水蛭素活性，在綜合各變異體結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上提出改造水蛭素主要變異體改造水蛭素主要變異體HV2HV2的設(shè)計方案，將的設(shè)計方案，將4747位的位的AsnAsn（天冬酰胺）變成（天冬酰胺）變成LysLys（賴氨酸），使其

39、與分子內(nèi)第（賴氨酸），使其與分子內(nèi)第4 4或第或第5 5位位ThrThr（蘇氨酸）間形成氫鍵來幫助水蛭素（蘇氨酸）間形成氫鍵來幫助水蛭素N N端肽端肽段的正確取向，從而提高凝血效率，試管試驗活性提段的正確取向，從而提高凝血效率，試管試驗活性提高高4 4倍，在動物模型上檢驗抗血栓形成的效果，提高倍，在動物模型上檢驗抗血栓形成的效果，提高2020倍。倍。2.2.生長激素改造生長激素改造 生長激素通過對它特異受體的作用促進(jìn)細(xì)胞和機(jī)體的生生長激素通過對它特異受體的作用促進(jìn)細(xì)胞和機(jī)體的生長發(fā)育，然而它不僅可以結(jié)合生長激素受體，還可以結(jié)合許長發(fā)育，然而它不僅可以結(jié)合生長激素受體，還可以結(jié)合許多種不同類型細(xì)

40、胞的催乳激素受體，引發(fā)其他生理過程。在多種不同類型細(xì)胞的催乳激素受體，引發(fā)其他生理過程。在治療過程中為減少副作用，需使人的重組生長激素只與生長治療過程中為減少副作用，需使人的重組生長激素只與生長激素受體結(jié)合，盡可能減少與其他激素受體的結(jié)合。經(jīng)研究激素受體結(jié)合，盡可能減少與其他激素受體的結(jié)合。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，二者受體結(jié)合區(qū)有一部分重疊，但并不完全相同，有發(fā)現(xiàn)，二者受體結(jié)合區(qū)有一部分重疊，但并不完全相同，有可能通過改造加以區(qū)別。由于人的生長激素和催乳激素受體可能通過改造加以區(qū)別。由于人的生長激素和催乳激素受體結(jié)合需要鋅離子參與作用，而它與生長激素受體結(jié)合則無需結(jié)合需要鋅離子參與作用，而它與生長激素受體

41、結(jié)合則無需鋅離子參與，于是考慮取代充當(dāng)鋅離子配基的氨基酸側(cè)鏈，鋅離子參與，于是考慮取代充當(dāng)鋅離子配基的氨基酸側(cè)鏈，如第如第1818和第和第2121位位HisHis（組氨酸）和第（組氨酸）和第1717位位GluGlu（谷氨酸）。實（谷氨酸）。實驗結(jié)果與預(yù)先設(shè)想一致，但要開發(fā)作為臨床用藥還有大量的驗結(jié)果與預(yù)先設(shè)想一致，但要開發(fā)作為臨床用藥還有大量的工作要做。工作要做。3.3.胰島素改造胰島素改造 天然胰島素制劑在儲存中易形成二聚體和六聚體，天然胰島素制劑在儲存中易形成二聚體和六聚體，延緩胰島素從注射部位進(jìn)入血液，從而延緩了其降血延緩胰島素從注射部位進(jìn)入血液，從而延緩了其降血糖作用，也增加了抗原性，

42、這是胰島素糖作用，也增加了抗原性，這是胰島素B23-B28B23-B28氨基酸氨基酸殘基結(jié)構(gòu)所致。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改變這些殘基，殘基結(jié)構(gòu)所致。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改變這些殘基，則可降低其聚合作用，使胰島素快速起作用。該速效則可降低其聚合作用，使胰島素快速起作用。該速效胰島素已通過臨床實驗。胰島素已通過臨床實驗。4.治癌酶的改造治癌酶的改造 癌癥的基因治療分二個方面：藥物作用于癌細(xì)胞，特異癌癥的基因治療分二個方面：藥物作用于癌細(xì)胞，特異性地抑制或殺死癌細(xì)胞；藥物保護(hù)正常細(xì)胞免受化學(xué)藥物的侵害，性地抑制或殺死癌細(xì)胞；藥物保護(hù)正常細(xì)胞免受化學(xué)藥物的侵害，可以提高化學(xué)治療的劑量。皰疹病毒（可以提高化學(xué)

43、治療的劑量。皰疹病毒（HSV）胸腺嘧啶激酶）胸腺嘧啶激酶（TK）可以催化胸腺嘧啶和其它結(jié)構(gòu)類似物磷酸化而使這些堿）可以催化胸腺嘧啶和其它結(jié)構(gòu)類似物磷酸化而使這些堿基基3-OH缺乏缺乏,從而阻斷從而阻斷DNA的合成，殺死癌細(xì)胞。的合成，殺死癌細(xì)胞。HSVTK催催化能力可以通過基因突變來提高。從大量的隨機(jī)突變中進(jìn)行篩選化能力可以通過基因突變來提高。從大量的隨機(jī)突變中進(jìn)行篩選出一種酶出一種酶,在酶活性部位附近有在酶活性部位附近有6個氨基酸被替換，催化能力個氨基酸被替換，催化能力20倍倍以上。以上。蛋白質(zhì)工程的發(fā)展很快，研究工作很多，以上僅介紹了幾個例蛋白質(zhì)工程的發(fā)展很快，研究工作很多，以上僅介紹了幾

44、個例子。蛋白質(zhì)工程除了用于改造天然蛋白質(zhì)或設(shè)計制造新的蛋白質(zhì)子。蛋白質(zhì)工程除了用于改造天然蛋白質(zhì)或設(shè)計制造新的蛋白質(zhì)外，其本身還是研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能的一種強(qiáng)有力的工具，它在外，其本身還是研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能的一種強(qiáng)有力的工具，它在解決生物理論方面所起的作用，可以和任何重大的生物研究方法解決生物理論方面所起的作用，可以和任何重大的生物研究方法相提并論。相提并論。何謂蛋白質(zhì)工程？何謂蛋白質(zhì)工程？ 在現(xiàn)代生物技術(shù)中，蛋白質(zhì)工程出現(xiàn)得最晚，是在在現(xiàn)代生物技術(shù)中，蛋白質(zhì)工程出現(xiàn)得最晚，是在2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代初期出現(xiàn)的。年代初期出現(xiàn)的。19831983年年 “ “蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程”這個名詞出現(xiàn)

45、后，隨這個名詞出現(xiàn)后，隨即被廣泛接受和采用。即被廣泛接受和采用。 蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)的關(guān)系作為基礎(chǔ), ,通過基因修飾或基因合成通過基因修飾或基因合成, ,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造造, ,或制造一種新的蛋白質(zhì)或制造一種新的蛋白質(zhì), ,以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。 三、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景三、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景 蛋白質(zhì)工程匯集了當(dāng)代分子生物學(xué)等學(xué)科的一些蛋白質(zhì)工程匯集了當(dāng)代分子生物學(xué)等學(xué)科的一些前沿領(lǐng)域的最新成就，它把核酸與蛋白質(zhì)結(jié)合、蛋白質(zhì)前沿領(lǐng)域的

46、最新成就，它把核酸與蛋白質(zhì)結(jié)合、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與生物功能結(jié)合起來研究。蛋白質(zhì)工程將蛋白空間結(jié)構(gòu)與生物功能結(jié)合起來研究。蛋白質(zhì)工程將蛋白質(zhì)與酶的研究推進(jìn)到嶄新的時代，為蛋白質(zhì)和酶在工業(yè)、質(zhì)與酶的研究推進(jìn)到嶄新的時代，為蛋白質(zhì)和酶在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥方面的應(yīng)用開拓了誘人的前景。蛋白質(zhì)工程農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥方面的應(yīng)用開拓了誘人的前景。蛋白質(zhì)工程開創(chuàng)了按照人類意愿改造、創(chuàng)造符合人類需要的蛋白質(zhì)開創(chuàng)了按照人類意愿改造、創(chuàng)造符合人類需要的蛋白質(zhì)的新時期。的新時期。 1、基因工程 2、外顯子和內(nèi)含子 3、原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)與真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)的異同點 4、獲取目的基因的方法 5、目的基因與載運體結(jié)合（以質(zhì)粒為運載體）

47、 6、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 7、基因工程的應(yīng)用成果 8、轉(zhuǎn)基因食品 9、蛋白質(zhì)工程與基因工程的區(qū)別微生物的概念微生物的概念如下圖所示，兩個核酸片段在適宜的條件下，經(jīng)X酶的催化作用，發(fā)生下述變化，則X酶是（ ） A連接酶 BRNA聚合酶 CDNA聚合酶 D限制酶【解析】基因操作的工具有基因的剪刀限制性內(nèi)切酶、基因的針線DNA連接酶、基因的運輸工具運載體。DNA連接酶的作用部位是磷酸和脫氧核糖之間的連接，即磷酸二脂鍵的形成，也就是把兩條DNA末端之間的縫隙“縫合起來”?！敬鸢浮緼基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序下列有關(guān)基因工程技術(shù)的正確敘述是（ ）A重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶

48、、連接酶和運載體B所有的限制酶都只能識別同一種特定的核苷酸序列C選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因為細(xì)菌繁殖快D只要目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞就能成功實現(xiàn)表達(dá)【解析】 基因操作的工具有限制酶、連接酶，一種限制酶只能識別特定的核苷酸序列。運載體是基因的運輸工具，目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后，受體細(xì)胞表現(xiàn)出特定的性狀，才說明目的基因完成了表達(dá)，基因工程的結(jié)果是讓目的基因完成表達(dá)，生產(chǎn)出目的基因的產(chǎn)物，選擇受體細(xì)胞的重要條件就是能夠快速繁殖。【答案】 C基因工程的應(yīng)用基因工程的應(yīng)用應(yīng)用基因工程技術(shù)診斷疾病的過程中必須使用基因探針才能達(dá)到探測疾病的目的?；蛱结樖侵福?）A用于檢測疾病的醫(yī)療器械 B用放射性同位素或熒光分子等標(biāo)記的DNA分子C合成球蛋白的DNA D合成苯丙羥化酶DNA片段【解析】 基因診斷是用放射性同位素、熒光分子等標(biāo)記的DNA作探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測標(biāo)本上的遺傳信息，達(dá)到檢測疾病的目的?！敬鸢浮緽蛋白質(zhì)工程的崛起蛋白質(zhì)工程的崛起蛋白質(zhì)工程中直接需要進(jìn)行操作的對象是（ ）A、氨基酸結(jié)構(gòu) B、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu) C、肽鏈結(jié)構(gòu) D、基因結(jié)構(gòu)【解析】 蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)或生活需要。因此，歸根到底，還是要對基因進(jìn)行改造?！敬鸢浮緿