基因工程的应用及蛋白质工程的崛起

基因工程的应用和蛋白质工程的崛起一基因工程的应用思维拓展基因治疗是治疗人类遗传病的根本方法，但由于尚未全面了解基因调控机制和疾病的分子机理，基因治疗只处于初期的临床试验阶段。

二蛋白质工程1．蛋白质工程的概念2．蛋白质工程的过程填充特别提醒1．对蛋白质工程概念应从以下几个方面理解(1)蛋白质工程的基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系；(2)蛋白质工程的实质：改造控制该蛋白质合成的基因；(3)蛋白质工程的产物：产生新的蛋白质，是自然界所没有的。

2．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。

因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现。

三．基因工程与蛋白质工程的比较对应训练1.采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵培育出了转基因羊，但是人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。

以下有关叙述，正确的是（多选）（）A．人体细胞中的基因与山羊细胞中的基因所用的密码子是相同的B．可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵C．在该转基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中D．人凝血因子基因开始转录后，DNA连接酶以DNA分子的一条链为模板催化合成mRNA 2.下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是()A．过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序B．将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选D．应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达3.科学家利用基因工程培育出了耐盐的转基因水稻新品系。

下列有关叙述错误的是() A．获得目的基因需用限制性内切酶和DNA连接酶B．可通过农杆菌的感染以实现重组质粒导入受体细胞C．含耐盐基因的水稻细胞经植物组织培养可获得植株D．可用较高浓度的盐水浇灌以鉴定水稻植株的耐盐性限时训练题组一基因工程应用1.采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵培育出了转基因羊，但是人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。

1．(2010年黄冈模拟)科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是()①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体A．①②③④B．①③④C．②③④D．①②④【答案】 B2．如下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。

已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。

判断下列说法正确的是()A．将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法B．将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌C．将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌D．目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长【答案】 C3．基因污染是指在天然物种的DNA中嵌入了人工重组基因，这些外来基因可随被污染生物的繁殖、传播而发生扩散。

下列叙述错误的是()A．基因工程间接导致了基因污染B．基因工程破坏了生物原有的基因组成C．基因工程是通过染色体的重组发生基因交换，从而获得了生物的新性状D．人类在发展基因工程作物时，没有充分考虑生物和环境之间的相互影响【答案】 C4．蛋白质工程与基因工程相比，其突出特点是()A．基因工程原则上能生产任何蛋白质B．蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，或制造出一种新的蛋白质C．蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现D．蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第三代基因工程【答案】 B5．(2010年南京模拟)下列关于蛋白质工程的说法，正确的是()A．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作B．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的【解析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及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。

基因工程的应用及蛋白质工程的崛起编稿：闫敏敏审稿：宋辰霞【学习目标】1、理解基因工程在农业上的应用。

2、理解动植物基因工程、基因工程药物的优势及意义、基因治疗的概念、原理及意义。

3、知道蛋白质工程崛起的缘由，知道蛋白质工程概念的要点4、知道蛋白质工程的基本原理，能在相对简单的情境中识别它们和使用它们。

5、知道蛋白质工程的进展和前景。

【要点梳理】要点一：基因工程的应用1、植物基因工程的应用2、动物基因工程的应用注意：（1）动物基因工程的应用主要体现在提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物等方面。

（2）动物基因工程主要为了改善畜产品的品质，不是为了产生体型巨大的个体。

3、基因诊断、基因治疗和基因芯片（1）基因诊断：DNA分子杂交法（即DNA探针法），该方法是根据碱基互补配对原则，把互补的双链DNA解开，把单链的DNA小片段用同位素、荧光分子或化学发光催化剂等进行标记，之后同被检测的DNA中的同源互补序列杂交，从而检测出所要查明的DNA或基因。

（2）基因治疗：把正常基因导人病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。

是目前治疗遗传病最有效的手段。

（3）基因治疗的途径：（4）基因治疗的过程：要点诠释：基因治疗是治疗人类遗传病的根本方法，但由于尚未全面了解基因调控机制和疾病的分子机理，基因治疗只处于临床试验阶段。

（5）基因芯片：将大量的特定序列的DNA片段有序地固定在尼龙膜、玻片或硅片上，从而大量、快速地对DNA分子的碱基序列进行测定和定量分析。

主要应用于发现疾病的相关基因、许多疾病的检测。

4、基因工程药物（1）乳腺生物反应器优点：产量高、质量好、成本低、易提取。

操作方法：获取目的基因（如血清白蛋白基因）→构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）→显微注射导入哺乳动物受精卵中→形成早期胚胎→将胚胎移植到母体动物子宫内→发育成转基因动物→在雌性个体中使转入基因表达，从分泌乳汁中提取所需蛋白质。

基因工程的应用和蛋白质工程的崛起基因工程的应用及对转基因产品的认识例1（2008年金山模拟）如图为基因工程中，利用农杆菌作为载体，培育出新性状植株的过程，请据图分析回答：（1）将携带外源基因的DNA导入植物细胞中所用到的工具酶有。

（2）图示中，目的基因导入植物细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，可以通过来确定。

导入目的基因的植物细胞一般需要通过的方法，培育成能表现新性状的植株。

（3）利用基因工程进行育种，可以培育出具有新性状的植株，这种育种方法的优点是什么？。

（4）通过基因工程，科学家已经培育出了许多具有抗虫、抗病、抗除草剂等全新性状的农作物，但也有人对转基因产品的安全性提出了疑问，试从正反两方面阐述你对这一问题的认识。

答案（1）限制性核酸内切酶和DNA连接酶（2）检测转化的植物有没有显示出目的基因控制的性状植物组织培养（3）①能打破生物种属的界限；②在分子水平上定向改变生物的遗传特性（4）安全：①多环节、严谨的安全性评价，可以保证转基因食品的安全；②转基因农作物要表现其新性状，必须有一定条件；③种植抗虫转基因农作物，可减少农药用量不安全：①可能会出现新的过敏原；②导入转基因生物的外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌或病毒杂交，从而重组出新的病原体；③重组的微生物降解化合物过程中会产生许多中间产物，造成二次污染基因工程、蛋白质工程的应用例2如图表示从苏云金芽孢杆菌分离出杀虫晶体蛋白基因（简称Bt基因）及形成转基因抗虫植物的图解。

请回答：（1）在下列含有ATP 和有关的酶的试管中，大量而快捷的获取Bt 基因的最佳方案是下图中的 （ ）（2）写出b 过程表达式： 。

（3）科学家计划从哺乳动物的乳汁中提取某种抗体，应将控制抗体合成的基因导入该种动物的中导入基因成功表达的标志是 。

（4）在我国“863”计划资助下开展Bt 抗虫棉育种等研究，这将对 、和农业可持续发展产生巨大影响。

答案 （1）D（2）Bt 基因−−→−转录mRNA −−→−翻译原毒素（晶体蛋白）（3）受精卵 动物乳汁中含此种抗体（4）农业害虫防治 环境保护1.依据基因工程技术有关原理回答下列问题：（1）限制性核酸内切酶是在基因工程中用来切开DNA 的酶，Eco RI 是大肠杆菌的R 型菌体分离而来的限制性核酸内切酶，它总是在一定的碱基序列中切断DNA 。