高中生物选修三基因工程知识点 基因工程：是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果： 经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 （1）两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 （2）与DNA聚合酶作用的异同：
（2）目的：获取大量的目的基因 （3）原理：DNA双链复制 （4）过程： 第一步：加热至90～95℃DNA解链为单链； 第二步：冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合； 第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。 （5）特点：指数(2^n)形式扩增 第二步：基因表达载体的构建(核心) 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。 （2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。 第三步：将目的基因导入受体细胞 1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2.常用的转化方法：
高中生物第一单元第一章第三节蛋白质工程自我小测（含解析） 中图版选修3 一、选择题 1．当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白质类替代治疗剂，则基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是（） A．都与天然产物完全相同 B．都与天然产物不相同 C．基因工程药物与天然产物相同，蛋白质工程药物与天然产物不相同 D．基因工程药物与天然产物不相同，蛋白质工程药物与天然产物完全相同 2．蛋白质工程的基础是（） A．基因工程B．细胞工程C．发酵工程D．酶工程 3．下列对物质的改造不属于蛋白质工程范畴的是（） A．胰岛素的改造B．抗体的改造 C．酶的改造D．性激素的改造 4．蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程，其结果是（）A．产生的蛋白质氨基酸种类增多 B．产生的蛋白质氨基酸种类减少 C．产生的蛋白质仍为天然存在的蛋白质 D．可合成天然不存在的蛋白质 5．下列不属于蛋白质工程的研究内容的是（） A．分析蛋白质分子的精细结构 B．对蛋白质进行有目的的改造 C．分析氨基酸的化学成分 D．按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质 6．科学家为提高玉米中赖氨酸含量，计划将天冬氨酸激酶的第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中第104位的天冬酰胺变成异亮氨酸，就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍，下列对蛋白质的改造，操作正确的是（）A．直接改造蛋白质分子B．直接改造相应的mRNA C．对相应的基因进行操作D．重新合成新的基因
7．葡萄糖异构酶（GI）在工业上应用广泛，为提高其热稳定性，科学家对GI基因进行体外定点诱变，以脯氨酸（Pro138）替代Gly138，含突变体的重组质粒在大肠杆菌中表达，结果最适反应温度提高10～12 ℃。这属于（） A．基因工程B．蛋白质工程C．发酵工程D．酶工程 8．下列有关蛋白质工程和基因工程的叙述错误的是（） A．基因工程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，它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质 B．蛋白质工程的产品已不再是天然的蛋白质，而是经过改造的，具有了人类所需要的优点的蛋白质 C．蛋白质工程利用基因工程的手段，按照人类自身的需要，定向地改造天然的蛋白质，甚至于创造全新的蛋白质分子 D．蛋白质工程与基因工程没有任何联系 9．人们发现，蛛丝蛋白比蚕丝蛋白更细，但强度却更大，于是有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推出其基因结构，以指导对蚕丝蛋白基因的修改，从而让蚕也吐出蛛丝蛋白一样坚韧的丝，此过程的名称和依据的原理分别是（） A．基因突变；DNA→RNA→蛋白质 B．基因工程；RNA→RNA→蛋白质 C．基因工程；DNA→RNA→蛋白质 D．蛋白质工程；蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质 10．猪的胰岛素用于人体降低血糖浓度效果不明显，原因是猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的胰岛素不同。为了使猪胰岛素临床用于人治疗糖尿病，用蛋白质工程的蛋白质分子设计的最佳方案是（） A．将猪胰岛素进行一个不同氨基酸的替换 B．将猪胰岛素和人胰岛素进行拼接组成新的胰岛素 C．将猪胰岛素和人的胰岛素混合在一起治疗糖尿病 D．根据人的胰岛素设计制造一种全新的胰岛素
高中生物选修三基因工程主要知识点（1.1、1.2） 一、基因工程：按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 一、基因工程的三大工具：限制性核酸内切酶—“分子手术刀”；DNA连接酶—“分子缝合针”；基因进入受体细胞的载体—“分子运输车”。 二、限制性核酸内切酶的特点：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且是每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 三、限制酶识别序列的特点：反向对称，重复排列。 四、限制酶在原核生物中的作用：切割外源DNA，保护细菌细胞。 五、为什么限制酶不剪切原核生物自身的DNA分子？原核生物本身不含相应特异性序列；对DNA分子进行甲基化修饰。 六、两种常见的DNA连接酶：E〃coli DNA连接酶：源自大肠杆菌，只连接黏性末端；T4DNA连接酶：提取自T4噬菌体，两种末端均可连接，连接平末端效率低。 七、DNA连接酶和DNA聚合酶的相同点：都是蛋白质；都能生成3'磷酸二酯键。不同：前者在两个片段之间形成3'磷酸二酯键，后者只能将单个核苷酸连接到已有片段上；前者不需要模版，后者需要。 八、载体需要满足的条件：有一到多个限制酶切点；对受体细胞无害；导入基因能在受体细胞内复制和表达；有某些标记基因；分子大小合适。 九、质粒：一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。 十、标记基因的作用：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。 十一、三类载体：质粒；λ噬菌体的衍生物；动植物病毒。 十二、获取目的基因的方法：说法一：从自然界已有的物种中分体（鸟枪法、反转录法）、用人工的方法合成；说法二：从基因文库中获取（鸟枪法、反转录法）、利用PCR技术合成、用化学方法人工合成。 十三、基因库：一个物种中全部个体的全部基因的总和；基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，个个受体菌分别含有这种生物的不同的基因；基因组文库：含有某种生物全部基因的基因文库；部分基因文库：只含有一种生物部分基因的基因文库；cDNA文库：用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中。 十四、 文库类型cDNA文库基因组文库 文库大小小大 启动子无有 内含子无有 基因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因 物种间基因交流可以部分基因可以 十五、人工合成目的基因的两个条件：基因比较小；核苷酸序列已知。 十六、目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以使一些具有调控作用的因
1.4蛋白质工程的崛起 1.请回答下列关于基因工程和蛋白质工程的问题： (1) 获取真核细胞内目的基因的途径主要有________________________________，目的基因进入受体细胞需要__________的协助。 (2) 基因工程的核心步骤是________________，此过程用到的工具酶是____________。 (3)为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，经常采用的受体细胞是________，将目的基因导入此受体细胞常用的方法是________________。 (4) 蛋白质工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对________进行改造，或制造一种________的技术。在该工程中，引起蛋白质空间结构改变的原因是组成该蛋白质肽链的________序列发生了改变。 2.胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射入人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此治疗效果受到影响。下面是用蛋白质工程设计的速效胰岛素的生产过程，请据图回答下面有关问题： (1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是________。 (2)通过人工合成DNA形成的新基因应与________结合后转移到________________中才能得到准确表达。 (3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有________、________和发酵工程。 (4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 3.科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内表达成功。请据图回答问题： (1)图中①DNA是以________________为模板，________形成单链DNA，在酶的作用下合成双链DNA，从而获得了所需要的基因。 (2)图中②代表的是________________________________，在它的作用下将质粒(________DNA)切出________末端。 (3)图中④表示将________________________。⑤表示________DNA随大肠杆菌的繁殖而进行________。 (4)采用蛋白质工程可以对胰岛素进行改造，使之起效时间缩短，保证餐后血糖高峰和血液中胰岛素高峰一致。如果你是科研工作者，请写出研制速效胰岛素的思路。 ______________________________________________________________________________________________________。 (5)下列关于蛋白质工程的说法不正确的是() A．蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠单克隆抗体的区段，降低鼠单克隆抗体免疫原性 B．蛋白质工程可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性、碱变性等加以改变 C．理论上通过对关键氨基酸的转换与增删是进行蛋白质工程的唯一方法 D．蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要 4.糖尿病是近年来高发的“富贵病”，常见类型有遗传型糖尿病和Ⅱ型糖尿病。遗传型糖尿病的主要病因之一是胰岛受损。科研机构作出如下设计：取糖尿病患者的细胞，将人的正常胰岛素基因导入其中，然后做细胞培养，诱导产生胰岛组织，重新植入患者的胰岛，使胰岛恢复功能。Ⅱ型糖尿病需要注射胰岛素治疗。目前临床使用的胰岛素制剂注射后120 min后才出现高峰，与人体生理状态不符。科研人员通过一定的工程技术手段，将胰岛素B链的28号和29号氨基酸互换，获得了速效胰岛素，已通过临床试验。回答下列问题：
专题一1.4 蛋白质工程地崛起课前预习学案、预习目标 1、简述蛋白质工程地实质及基因工程生产地蛋白质种类. 2 、解释蛋白质工程地基本原理及基本途径. 3、分析蛋白质工程将来地发展前景. 、预习内容 三、提出疑惑 同学们，通过你地自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面地表格中
一、学习目标 1. 举例说出蛋白质工程崛起地缘由. 2. 简述蛋白质工程地原理. 3. 尝试运用逆向思维分析和解决问题. 二、学习重点和难点 1. 教学重点 （1）为什么要开展蛋白质工程地研究？ （2）蛋白质工程地原理. 2. 教学难点 蛋白质工程地原理. 三、学习过程 （一）、蛋白质工程崛起地缘由：1、基因工程地实质：将一种生物地转移到另一处生物体内，后者产生它本不能产地，从而产生新性状. 2．蛋白质工程目地：生产符合人们生活需要地并非自然界已存在地. （二）、蛋白质工程基本原理 1．目标：根据人们对功能地特定需求，对结构进行分析设计. 2．原理：基因改造. 3．过程：预期蛋白质功能→设计结构→推测应有序列→找到对应地序列（基因）.（三）、蛋白质工程地进展和前景 例如：科学家通过对地改造，已使其成为速效型药品；用蛋白质工程方法制成地电子元件，具有、和地特点，因此有极为广阔地发展前景. b5E2RGbCAP 四、当堂检测 1、科学家运用基因工程技术，可以使哺乳动物本身变成“批量生产药物地工厂”，如“乳腺生 物反应器”地培养，就是将“某种基因”通过显微注射法导入哺乳动物地受精卵中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物.这里地“某种基因”是指：（）p1EanqFDPw A ．乳腺蛋白基因B．药用蛋白基因 C．药用蛋白基因和乳腺蛋白基因地启动子重组在一起D ．药用蛋白基因和细菌质粒基因重组在一起2、下列有关基因工程技术地叙述，正确地是( ) A．重组DNA技术所用地工具酶是限制酶、连接酶和运载体B．所有地限制酶都只能识别同一种特定地核苷酸序列C．选用细菌作为重组质粒地受体细胞是因为细菌繁殖快D．只要目地基因进入了受体细胞就能成功实现表达 3、PCR技术地原理类似于细胞内DNA地复制，短时间内就可以在体外将目地基因扩增放大几百万倍. 下
蛋白质工程的崛起 (建议用时：40分钟) 1．下列有关蛋白质工程的叙述，不正确的是( ) A．收集大量的蛋白质分子结构的信息，以便分析结构与功能之间的关系 B．可以预测具有一定氨基酸序列的蛋白质的空间结构和生物功能 C．根据特定的生物功能，设计蛋白质的氨基酸序列和空间结构 D．根据人们的需要，直接对氨基酸的分子结构进行改造 D解析蛋白质工程是根据人们的需要，通过对基因的改造从而实现对蛋白质的改造，而不是对氨基酸的分子结构进行改造。 2．当前，蛋白质工程是发展较好、较快的分子工程。它将蛋白质与酶的研究推进到崭新的时代，为蛋白质和酶在工业、农业和医药方面的应用开拓了诱人的前景。蛋白质工程开创了按照人类意愿改造、创造符合人类需要的蛋白质的新时期。那么，蛋白质工程中需要直接进行操作的对象是( ) A．氨基酸的结构 B．蛋白质的空间结构 C．肽链的结构 D．基因结构 D解析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为基础，通过基因修饰或基因合成，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的需求。 3．某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相似，只是其热稳定性较差，进入人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂，用于治疗临床消化不良，最佳方案是( ) A．替换此酶中的少数氨基酸，以改善其热稳定性 B．将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶 C．重新设计与创造一种蛋白酶 D．减少此酶在片剂中的含量 A解析要想使蛋白酶热稳定性有所提高，就要改变蛋白质的结构，解决此类问题的方法一般是将蛋白质中的个别氨基酸进行替换。 4．2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面做出突出贡献的科
2.1.1 植物细胞工程的基本技术 1．培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是( ) A ．组织培养 B ．细胞杂交 C ．显微注射 D ．核移植 解析：本题主要考查现代生物技术应用的相关知识。由于植物分生组织中病毒很少或没有病毒，常用茎尖通过组织培养技术培育脱毒苗；细胞杂交通常用于培育杂种个体；显微注射技术常用于基因工程，培育转基因生物；核移植技术常用于培养克隆动物。故只有A 选项符合题意。 答案：A 2．以下不能说明细胞全能性的实验是( ) A ．胡萝卜韧皮部细胞培育出植株 B ．紫色糯性玉米种子培育出植株 C ．转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株 D ．番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株 解析：细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整生物体的潜能。能体现细胞全能性的最好实例是植物组织培养，离体的植物器官、组织或细胞经过脱分化和再分化最终能形成一个完整的植株。A 、C 、D 三项都要用到植物组织培养技术，故B 项符合题意。 答案：B 3．下列属于植物组织培养的是( ) A ．花粉培养成单倍体植株 B ．芽发育成枝条 C ．根尖分生区发育成成熟区 D ．受精卵发育成植株 解析：将花粉培养成单倍体植株，即花药离体培养，属于植物组织培养，A 正确；芽发育成枝条是自然生长过程，不属于植物组织培养，B 错误；根尖分生区发育成成熟区是自然生长过程，不属于植物组织培养，C 错误；植物组织培养包括脱分化和再分化等过程，而受精卵是个体发育的起点，发育成植株无脱分化等过程，D 错误。 答案：A 4．如图是四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的示意图。 四倍体兰花叶片――→①愈伤组织――→②胚状体――→③植株
第Ⅱ卷非选择题 三．非选择题： 29．（7分）SARS 病毒能引起非典型肺炎，医生在治疗实践中发现，非典病人治愈后，其血清可用于治疗其他非典病人。有三位科学家分别从三个不同的方面进行了研究，其研究的方向如下图所示。请根据下图回答： SARS 病毒 [丙的研究] 抽取血清 蛋白质X [乙的研究] 注射 注射 灭活或 培养 非典病人B 治愈的病人B 非典病人D 减毒处理 动物实验 健康人C 健康人C 健康人C 治愈的病人D （1）从免疫学的角度看，SARS 病毒对于人来讲属于 ，治愈的病人A 的血清中因为含有 ，所以可用来治疗“非典”病人B 。 （2）甲的研究中，所合成或生产的蛋白质X 是 ，它可以通过化学的方法合成，也可以通过生物学方法—— 技术生产。 （3）乙的研究目的主要是制造出 以保护易感人群。图中使健康人C 获得抵抗“非典”病毒能力的过程，属于免疫学应用中的 免疫。 （4）图中丙主要研究不同国家和地区SARS 病毒的异同，再按照免疫学原理，为研究一种或多种 提供科学依据。 30．（8分）聚合酶链式反应(PCR 技术)是在实验室中以少量样品DNA 制备大量DNA 的生化技术，反应系统中包括微量样品DNA 、DNA 聚合酶、引物、足量的4种脱氧核苷酸及ATP 等。反应中新合成的DNA 又可以作为下一轮反应的模板，故DNA 数以指数方式扩增，其简要过程如右图所示。 （1）某个DNA 样品有1000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4，则经过PCR 仪五次循环后，将产生 个DNA 分子，其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量至少是 个。 （2）分别以不同生物的DNA 样品为模板合成的各个新DNA 之间存在差异，这些差异是 。 （3）请指出PCR 技术与转录过程的三个不同之处： ① 。 ② 。 循环重复 [甲的研究] 用激素等治疗 非典病人A 治愈的病人A 健康人合成或生产 其他辅助治疗 接种 提纯、
生物选修3《现代生物技术》专题复习 一、考试说明要求 1 基因工程：⑴基因工程的诞生Ⅰ（2）基因工程的原理及技术Ⅱ（3）基因工程的应用Ⅰ（4）蛋白质工程Ⅰ 2 克隆技术：⑴植物的组织培养Ⅱ（2）动物的细胞培养与体细胞克隆Ⅰ细胞融合Ⅰ单克隆抗体Ⅱ 3胚胎工程：（1）动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础Ⅰ（2）胚胎干细胞的移植Ⅰ ⑶胚胎工程的应用Ⅰ 4生物技术的安全性和伦理问题：1.转基因生物的安全性Ⅰ（2）生物武器对人类的威胁Ⅰ生物技术中的伦理问题Ⅰ 5生态工程：生态工程的原理Ⅰ生态工程的实例Ⅰ 二.核心概念 基因工程植物细胞工程植物体细胞杂交技术动物细胞工程细胞全能性动物细胞培养 动物细胞融合核移植单克隆抗体胚胎工程胚胎分割移植 专题1基因工程 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物（2）功能：断开磷酸二酯键 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 3.“分子运输车”——运载体 （1）运载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的运载体：质粒，（3）其它运载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.基因文库获取2.人工合成。 3.PCR技术扩增（1）原理：DNA双链复制 （2）过程第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到 互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。第二步：基因表达载体的构建：组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 第三步：将目的基因导入受体细胞：常用的转化方法： 将目的基因导入植物细胞：农杆菌转化法，基因枪法和花粉管通道法等。 将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。方法的受体细胞多是受精卵。 将目的基因导入微生物细胞：感受态细胞法 第四步：目的基因的检测和表达⑴分子水平检测： 1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用： DNA分子杂交技术。 （分子探针：同位素标记的目的基因的单链） 2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法：用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。 3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质。 （1）分子水平方法：抗原—抗体杂交(生物中蛋白质与抗体) ⑵个体水平鉴定（性状）：转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。（抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等）（三）基因工程的应用 1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。 2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。 3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。 （四）蛋白质工程的概念 蛋白质工程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，通过基因修饰或基因合成，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的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）
课时分层作业(四) (建议用时：35分钟) [基础达标练] 1．下列哪项不是蛋白质工程的研究内容() A．分析蛋白质分子的精细结构 B．对蛋白质进行有目的的改造 C．分析氨基酸的化学组成 D．按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质 C[本题考查蛋白质工程的原理。蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构和生物活性之间的关系，按照人的意愿改造蛋白质分子，形成自然界不存在的蛋白质分子。为了改造某种蛋白质分子，必须对其精细结构进行分析，但不包括对组成蛋白质的氨基酸的化学组成的分析。] 2．以下蛋白质工程中目前已成功的是() A．对胰岛素进行改造，生产速效型药品 B．蛋白质工程应用于微电子方面 C．用蛋白质工程生产高产赖氨酸玉米 D．生产生物体外耐保存的干扰素 A[蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多，A项所述已经成功。] 3．下列关于蛋白质工程应用的叙述不正确的是() A．蛋白质工程可以改造酶的结构，提高酶的热稳定性 B．通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性 C．利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素 D．蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰，合成速效型胰岛素制剂 C[蛋白质工程是依据人们设计的蛋白质分子的结构，来改造基因，进而控制合成新的蛋白质或改变自然界中的蛋白质，而在大肠杆菌中生产人胰岛素利用基因工程技术便可达到。] 4．下列操作中采用的技术或方法依次是()
a．美国科学家将生长激素基因注入小白鼠的受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠” b．对胰岛素的改造 c．荷兰科学家将人乳高铁蛋白基因移植到牛体内，牛产出含高铁蛋白的牛奶d．遨游过太空的青椒种子培育的“太空椒”比正常青椒大一倍 ①基因工程②蛋白质工程③诱变育种④杂交育种 A．②③②④B．①①②③ C．①②①③D．①②①④ C[a、c均是将目的基因导入受体细胞中使其表达，均属于基因工程；b对胰岛素的改造是通过对控制胰岛素合成的基因进行改造，从而生产出新的胰岛素，属于蛋白质工程；d青椒种子在太空的微重力、空间辐射等条件下发生基因突变，产生“太空椒”，属于诱变育种。] 5．科研人员利用相关技术改变了胰岛素B链的第9位氨基酸，从而避免了胰岛素结合成无活性的二聚体形式。下列相关叙述中，不正确的是() A．胰岛素的本质是蛋白质，不宜口服使用 B．可通过测定DNA的序列确定突变是否成功 C．对胰岛素结构的改造属于蛋白质工程 D．该过程的操作对象是胰岛素分子 D[胰岛素的本质是蛋白质，只能注射，不宜口服使用，A正确；可通过测定DNA的序列确定突变是否成功，B正确；对胰岛素结构的改造属于蛋白质工程，C正确；蛋白质工程从属于基因工程，蛋白质工程的操作对象是基因，D错误。] 6．合成自然界中不存在的蛋白质应首先设计() A．基因的结构B．蛋白质的结构 C．氨基酸序列D．mRNA的结构 B[合成自然界中不存在的蛋白质应该采用蛋白质工程，而蛋白质工程的基本途径为：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，找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。因此，合成自然界中不存在的蛋白质应首先设计蛋白质的结构。] 7．从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的
专题1 基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA 重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来； 而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。 DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 3.“分子运输车”——载体 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：入噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。 3.PCR技术扩增目的基因 （1）原理：DNA双链复制 （2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。 第二步：基因表达载体的构建 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。
专题一基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在 DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的 磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效 率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是 DNA连接酶DNA聚合酶不同点连接的DNA 双链单链 模板不要模板要模板 连接的对象2个DNA片段单个脱氧核苷酸加到已存在的单链DNA片段上相同点作用实质形成磷酸二酯键 化学本质蛋白质 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 ④对受体细胞无害。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 （1）获取方法：从基因文库中获取目的基因
高中生物选修3基因工程的应用和蛋白质工程知识点 1.基因工程培育转基因生物的优点： （1）打破了常规育种难以突破的物种之间的界限（生殖隔离） （2）定向改变了生物的遗传性状。 2.基因工程的应用： （1）用于提高动植物生长速度。 （2）用于改善畜产品的品质。 （3）用转基因动物生产药物。 （4）用转基因动物作器官移植的供体。 3.膀胱生物反应器：将外源基因导入到受精卵膀胱上皮细胞进行表达。优点： 雌雄个体都能生产。 4.乳腺生物反应器或乳房生物反应器缺点：只有雌性个体才能生产药物。 5.干扰素：干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白，干扰 素几乎能够抵抗所有病毒引起的感染。 6.基因治疗：是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从 而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。 7.基因治疗不能替代原有基因，它替代的是缺陷基因的功能。 8.大肠杆菌是原核生物，生产出来的干扰素没有活性，原核细胞内没有内质网 和高尔基体，只有核糖体，只能合成相应的蛋白质，无法添加糖基，要使干扰素具有活性，还必须经过人工处理，加上糖基。 9.基因诊断：也称DNA诊断或基因探针技术，即在DNA水平分析检测某一基 因，从而对特定的疾病进行诊断。 10.基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。 11.蛋白质工程的目标：根据人们对蛋白质的特定需求，对蛋白质进行分子设计。 12.天然蛋白质的合成过程：按照中心法则进行的，基因→表达（转录和翻译） →形成氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能。 13.蛋白质工程合成蛋白质的过程：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→找到相对应的脱氧核苷酸序列。 14.蛋白质工程中进行基因操作的原因： （1）改造过的蛋白质可以遗传。 （2）对基因的改造比对蛋白质直接改造容易操作，难度少的多。 15.蛋白质工程：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，通过基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。原理是改造基因，实质是对编码蛋白质的基因进行改造。
专题一基因工程基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的 磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效 率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 ④对受体细胞无害。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒
专题 1.3 基因工程的应用 一、教学目标 1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 2.关注基因工程的进展。 3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。 二、教学重点和难点 1.教学重点 基因工程在农业和医疗等方面的应用。 2.教学难点 基因治疗。 三、教学策略 1.加强收集信息和处理信息环节的指导。 基因工程的应用是基因工程基本操作程序的一个必然结果。如果本节只作为成果的学习，那么就显得思维力度不足了。为此，建议加强指导学生收集和处理信息这一环节。具体做法如下： 无论是学习转基因植物方面的应用，还是学习转基因动物方面的应用，乃至转基因工程菌生产药物方面的应用，首先必须寻找目的基因。教师可利用表1_1，指导学生整理课本中提供的信息，填写此表。这样做既可以调动学生学习的积极性，也增强了他们分析和处理信息的能力。 我们可以解决当前世界上存在的重大问题作为主题，如以解决“粮食”、“环境污染”、“能源危机”、“攻克不治之症”等问题作为主题，让学生将课文中的知识或学生知道的课外的基因工程应用方面的知识进行重组。这样的活动不仅培养了学生处理信息的能力，还会使学生感悟到肩负的社会责任，从而激发用科学技术报效祖国的志向。 2.课文中的一些难点，建议采用小组讨论，师生共同归纳的方法学习。 课文中有几处是学生学习感兴趣的知识，但文字说明不多，学生学习有一定难度。例如“什么叫乳腺生物反应器”、“什么叫工程菌”、“什么是基因治疗” 等。教师可创设问题情境，让学生讨论，加深用已有知识认识新事物的能力。学生想不到的地方，可由师生共同归纳。例如，学习乳腺生物反应器时，学生提出“给我们讲讲乳腺生物反应器究竟是怎么回事”。这时教师可提出以下问题，让学生讨论。
导学案课题： 编制人：张传龙审核人：领导签字： 【学习目标】1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。2.简述蛋白质工程的原理。3．尝试运用逆向思维分析和解决问题。 【学习重点】1.为什么要开展蛋白质工程的研究。2.蛋白质工程的原理。 【学习难点】蛋白质工程的原理。 【教学建议】先研读教材，并从教材中勾画出要点，然后根据学案助读中的问题提示，思考并回答，遇有疑难，再查阅教材，加深理解，最后完成自测题。 课前预习案： 【问题导学】 中心法则告诉我们遗传信息的流动方向如下： 蛋白质具有复杂的空间结构，不同种类的蛋白质具有不同的___________和___________。蛋白质结构的多样性是由构成蛋白质的________、__________、__________和_________和___________来决定的，而其结构多样性的根本原因则是由于控制蛋白质合成的_______的多样性。 【预习自测】 1.下图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题： (1)代表蛋白质工程操作思路的过程是_________；代表中心法则内容的是______。（填写数字） （2）写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容： ①_________；②_________；③_________；④__________；⑤__________。 (3)蛋白质工程的目的是______________，通过___________实现。 (4)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是_____________的。 2．蛋白质工程的流程是（）A. 基因→表达（转录和翻译）→形成氨基酸序列的多肤链→形成具有高级结构的蛋白质 →行使生物功能 B．对蛋白质进行分子设计→改造蛋白质分子→行使功能 C．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→找到相应的脱氧核昔酸序列 D. 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→合成相应mRNA 3.基因工程与蛋白质工程的区别是（）
植物细胞工程重点，老师上课时指点的。 题型为：名词解释，填空，单选，判断，简答。 0.绪论 1细胞工程（cell engineering）：应用细胞生物学和分子生物学方法，借助工程学的试验方法或技术，在细胞水平上改造生物遗传特性和生物学特性，已获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科。 细胞工程的核心技术：细胞培养与繁殖。 目的：获得新形状，新个体，新物质。 2为什么细胞工程是现代生物技术的桥梁和纽扣？ 细胞工程把蛋白质工程，基因工程，生物制药等学科和代谢工程，动植物改良，组织工程等学科联系在一起。 3细胞工程研究范畴： 细胞工程研究范畴涉及细胞，组织，器官，胚胎的培养，细胞融合和亚细胞操作技术。4细胞工程与相关学科的关系 （1）细胞工程的建立依赖于相关学科理论的发展； （2）细胞工程为生物学研究提供了新的实验体系，从而又促进了生物科学的迅速发展；（3）细胞工程必须与其他的生物技术相结合才能更好的发挥作用。 5细胞工程的应用和意义： （1）改善农业生产技术：动植物品种改良与繁殖； （2）保护生态环境：生物工业避免化学工业污染；名贵药物的细胞生产保护自然资源；（3）生物医药、生物材料的开发与应用：以生物技术为依托的新型产业具有极大的商业潜力，也是本世纪各国几句竞争的领域之一。 6本章小结 现代生物技术是一个综合技术体系； 细胞工程在现代生物技术中起着桥梁和纽带作用； 细胞工程的产生和发展依赖于生物科学相关领域的理论和技术发展； 细胞工程技术在现代农业、医学以及工业生产中具有广泛的应用前景。 1.第一章 1基本实验室包括：准备室，无菌室，培养室。
2灭菌 （1）接种室灭菌：紫外灯照射(无菌室、超净台)；熏蒸灭菌(无菌室)；喷雾消毒(超净台; 无菌室)。 （2）接种工具、容器的灭菌：干热灭菌或湿热灭菌。在无菌操作时，把镊子、剪刀、解剖刀等浸入95%的酒精中，使用之前取出在酒精灯火焰上灼烧灭菌。冷却后，立即使用。（3）培养基：一般用高温蒸汽灭菌。 （4）不耐热类物质的灭菌。过滤除菌：某些激素（如天然生长素IAA、玉米素ZT、赤霉素GA等）、维生素、抗生素等不耐热或射线照射的物质。 3培养基基本成分：水，无机盐（大量元素和微量元素）；有机成分，激素和其他。 培养基其他成分：琼脂糖，活性炭，附加复合成分（碳水化合物，维生素，肌醇，天然复合物）。（注：加粗字体部分的答案不确定是否如此） 4常用的植物激素：生长素（Auxins）；细胞分裂素（Cytokinins）；赤霉素(GA)。 生长素/细胞分裂素。高：有利于根的形成和愈伤组织的形成；适中：有利于根芽的分化；低：有利于芽的形成 5常用培养基：MS培养基，White培养基，B5培养基，N6培养基。其中，N6培养基是中国人朱至靑发明的培养基。 6植物离体培养类型：组织培养，器官培养，细胞培养。 7外植体取材原则。 根据培养需求选择植物部位； 多年生植物注意树龄和季节； 在不影响培养目的的前提下尽可能选择自然繁殖器官作为外植体。 8外植体灭菌：外植体-清洗整理-杀菌剂灭菌-无菌水清洗。 外植体无菌处理：组织清洗-70%酒精浸10～30s-灭菌剂处理-无菌水涮洗。（此步骤应在超净台上完成） （住：这两个知识点好像说的是同一个意思，大家自己看着办） 9本章小结。 细胞工程的核心是无菌操作和培养； 实验室建立在满足技术要求的同时要经济高效和实用； 设备配置应根据工作性质而定； 培养基是细胞生长的必需营养，根据细胞类型确定适宜配方；