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蛋白质工程的崛起1.基因工程在原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。
2．蛋白质工程并不是干脆改造蛋白质分子的结构，而是通过基因操作来实现对自然蛋白质的改造。
3．蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能动身→设计预期的蛋白质结构→推想应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。
4．蛋白质工程是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须要。
5．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延长出来的其次代基因工程。
一、蛋白质工程崛起的缘由1．基因工程的实质：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。
2．基因工程的不足：基因工程在原则上只能产生自然界已存在的蛋白质。
3．自然蛋白质的不足：自然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的须要，却不肯定完全符合人类生产和生活的须要。
二、蛋白质工程的基本原理1．概念(1)基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。
(2)手段：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。
(3)目的：获得满足人类的生产和生活需求的蛋白质。
2．流程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推想应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。
三、蛋白质工程的进展和前景1．进展：科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效型药品。
2．前景：生物和材料科学家正主动探究将蛋白质工程应用于微电子方面，用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有体积小、耗电少和效率高的特点。
3．面临的困难：对蛋白质发挥功能必需依靠的高级结构了解不够。
1．合成自然不存在的蛋白质应首先设计( )A．基因结构B．RNA结构C．氨基酸序列 D．蛋白质结构解析：选D 合成自然不存在的蛋白质属于蛋白质工程。
实施蛋白质工程的前提是了解蛋白质的结构与功能的关系，首先要从设计蛋白质的结构入手，然后再依据基因工程的方法通过基因修饰或基因合成，合成相应的蛋白质，从而实现对蛋白质的改造。
“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析一、知识归纳1．与DNA分子相关的酶名称作用参与的生理过程应用限制性核酸内切酶切割某种特定的脱氧核苷酸序列基因工程DNA连接酶连接两个DNA片段基因工程DNA聚合酶在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧酸DNA复制RNA聚合酶在核苷酸链上添加单个核糖核苷酸转录解旋酶使碱基间氢键断裂DNA复制及转录逆转录酶以RNA为模板合成DNA 逆转录及基因工程特别注意：（1)限制性核酸内切酶的来源：多数来自原核生物；作用特点：主要切割外源DNA,对自身的DNA不起作用从而达到保护自身的目的；作用结果：形成DNA片断末端。
（2）各种酶都具有专一性,特别是限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定的碱基之间切开。
2．基因工程的基本操作程序（1）获取目的基因①基因文库：是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通过克隆而储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同基因.②基因组文库:基因文库中含有一种生物所有的基因就叫做基因组文库。
③部分基因文库：含有一种生物的部分基因,就叫做部分基因文库,如cDNA文库.比较项目PCR技术DNA复制相同点原理DNA双链复制（（碱基互补配对）原料四种游离的脱氧核苷酸条件模板、ATP、酶等不同点解旋方式DNA在高温下变性解旋解旋酶催化场所体外复制主要在细胞核内酶热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)细胞内含有的DNA聚合酶结果在短时间内形成大量的DNA片段形成整个DNA分子（2）基因表达载体的构建（基因工程的核心）①构建目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。
②一个基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因等。
③构建方法(3）将目的基因导入受体细胞—转化生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌转化法显微注射技术Ca2+处理法受体细胞体细胞受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入Ti质粒的TDNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA→表达将含有目的基因的表达载体提纯→取卵（受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子特别注意:受体细胞中常用植物受精卵或体细胞（经组织培养）、动物受精卵(一般不用体细胞）、微生物──大肠杆菌、酵母菌等,但要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必需用真核生物酵母菌──需内质网、高尔基体的加工、分泌.一般不用支原体，原因是它营寄生生活;一定不能用哺乳动物成熟红细胞，原因是它无细胞核和众多的细胞器,不能合成蛋白质。
基因工程与蛋白质工程知识点总结一、基因工程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T4噬菌体，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：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。
“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析一、知识归纳名称作用参与的生理过程应用限制性核酸内切酶切割某种特定的脱氧核苷酸序列基因工程DNA连接酶连接两个DNA片段基因工程DNA聚合酶在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧酸DNA复制RNA聚合酶在核苷酸链上添加单个核糖核苷酸转录解旋酶使碱基间氢键断裂DNA复制及转录逆转录酶以RNA为模板合成DNA 逆转录及基因工程特别注意：（1）限制性核酸内切酶的来源：多数来自原核生物；作用特点：主要切割外源DNA，对自身的DNA不起作用从而达到保护自身的目的；作用结果：形成DNA片断末端。
（2）各种酶都具有专一性，特别是限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定的碱基之间切开。
2．基因工程的基本操作程序（1）获取目的基因①基因文库：是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通过克隆而储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。
②基因组文库：基因文库中含有一种生物所有的基因就叫做基因组文库。
③部分基因文库：含有一种生物的部分基因，就叫做部分基因文库，如cDNA文库。
比较项目PCR技术DNA复制相同点原理DNA双链复制（（碱基互补配对）原料四种游离的脱氧核苷酸条件模板、ATP、酶等不同点解旋方式DNA在高温下变性解旋解旋酶催化场所体外复制主要在细胞核内酶热稳定的DNA聚合酶（Taq酶）细胞内含有的DNA聚合酶结果在短时间内形成大量的DNA片段形成整个DNA分子（2）基因表达载体的构建（基因工程的核心）①构建目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。
②一个基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因等。
③构建方法生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌转化法显微注射技术Ca2+处理法受体细胞体细胞受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入Ti质粒的TDNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA→表达将含有目的基因的表达载体提纯→取卵（受精卵）→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子特别注意：受体细胞中常用植物受精卵或体细胞（经组织培养）、动物受精卵（一般不用体细胞）、微生物──大肠杆菌、酵母菌等，但要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必需用真核生物酵母菌──需内质网、高尔基体的加工、分泌。
第55讲基因工程的应用和蛋白质工程课标内容(1)举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。
(2)举例说明依据人类需要对原蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。
考点一基因工程的应用1.乳腺生物反应器乳腺生物反应器是利用转基因动物的乳汁生产药用蛋白，而膀胱生物反应器是利用转基因动物的尿液生产药用蛋白，其优点是不受动物的性别、生长发育时期的限制，提取简单高效。
2.利用基因工程菌生产药物1.人的胰岛素基因导入大肠杆菌后不能正确表达出胰岛素，其原因是____________________________________________________________________。
提示真核细胞的基因结构不同于原核细胞，其转录出的mRNA需加工后才能作为翻译的模板，细菌中不存在此机制2.为提高动物的生长速度，需将外源生长激素基因导入动物体内，应该选择的受体细胞是什么？并说明理由。
提示受精卵。
受精卵体积较大，操作较容易，营养物质含量丰富，也能保障发育成的个体所有细胞都含有外源生长激素基因，全能性较高。
考向结合基因工程的应用，考查社会责任1.(2024·福建宁德期末)利用转基因山羊乳腺生物反应器生产丁酰胆碱酯酶，可治疗有机磷中毒。
下列叙述错误的是()A.应该用山羊乳腺中特异表达的基因的启动子构建基因表达载体B.通过体细胞克隆可将丁酰胆碱酯酶基因传递给子代C.通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊乳腺细胞D.山羊乳腺细胞可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶答案 C解析要得到转基因山羊乳腺生物反应器，在构建基因表达载体时需要山羊乳腺中特异表达的基因的启动子，使目的基因只在乳腺细胞中表达，A正确；通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊受精卵，C错误；山羊乳腺细胞中含有内质网和高尔基体，可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶，D正确。
2.(2024·广东韶关调研)生物技术的进步在给人类带来福祉的同时，会引起人们对它安全性的关注，也会与伦理道德发生碰撞，带来新的伦理困惑与挑战，下列有关生物技术应用的做法正确的是()A.在我国，可通过生殖性克隆解决一些夫妇的不孕不育问题B.利用基因工程技术改造HIV以获得安全、性能良好的载体C.只要有证据表明转基因食品有害，就应全面禁止转基因技术在食品上的应用D.将蛋白酶基因与目的基因一同转入受体细胞利于基因表达产物的提纯答案 B解析可通过试管婴儿解决一些夫妇的不孕不育问题，我国禁止生殖性克隆人，A错误；HIV中的RNA可借助逆转录酶通过逆转录形成DNA并将其整合到宿主细胞的DNA上，因而HIV可作为基因工程的载体，但要利用基因工程技术改造HIV，使HIV失去致病性，B正确；要理性看待转基因技术，不能只要有证据表明转基因食品有害，就全面禁止转基因技术在食品上的应用，C错误；将蛋白酶基因与目的基因一同转入受体细胞，表达出来的蛋白酶可能会将目的基因表达的蛋白质水解，不利于基因表达产物的提纯，D错误。
核心考点1 基因工程与蛋白质工程一、要点整合1．掌握基因工程的3种基本工具(1)限制性核酸内切酶：识别特定核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA 分子。
(2)DNA 连接酶：①E ·coli DNA 连接酶只能连接黏性末端；②T 4 DNA 连接酶能连接黏性末端和平末端。
(3)载体：①能在宿主细胞内稳定存在并大量复制；②有一个至多个限制酶切割位点；③具有特殊的标记基因——以便对含目的基因的受体细胞进行筛选。
提醒 (1)限制酶≠DNA 酶≠解旋酶限制酶是切割某种特定的脱氧核苷酸序列，并使两条链在特定的位置断开；DNA 酶是将DNA 水解为基本组成单位；解旋酶是将DNA 的两条链间的氢键打开形成两条单链。
(2)使用限制酶的注意点①一般用同种限制酶切割载体和目的基因。
②不同的限制酶也能切割出相同的黏性末端。
(3)DNA 连接酶≠DNA 聚合酶DNA 连接酶连接两个DNA 片段，而DNA 聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。
2．理清基因工程的操作流程(1)获取目的基因的3种途径①从基因文库中获取。
②利用PCR 技术扩增。
③化学方法人工合成。
提醒 (1)PCR 技术扩增①原理：DNA 双链复制。
②条件：模板DNA 、引物、脱氧核苷酸、热稳定性DNA 聚合酶。
③过程、⎩⎪⎨⎪⎧ 变性：90～95 ℃，DNA 解链 ↓复性：55～60 ℃，引物与单链DNA 结合 ↓ 延伸：70～75 ℃，在热稳定性DNA 聚合酶 (Taq 酶)作用下合成子链(2)化学方法人工合成已知核苷酸序列的较小基因，直接利用DNA 合成仪用化学方法合成，不需要模板。
(2)基因表达载体的构建——重组质粒的构建①基因表达载体的组成②构建过程提醒(1)基因工程中的载体与细胞膜上的载体不同。
(2)启动子、终止子①启动子(DNA片段)≠起始密码子(位于mRNA上)。
②终止子(DNA片段)≠终止密码子(位于mRNA上)。
(3)目的基因插入位置：启动子与终止子之间。
高考生物专题复习《基因工程的应用、蛋白质工程、DNA的两个重要实验》真题练习含答案一、选择题1．(2022·山东，13)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是()A．过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质2．科学家利用基因工程培育出了能产生乙肝病毒蛋白质的番茄，被称为“番茄乙肝疫苗”。
具体操作是：将乙肝抗原基因M导入农杆菌，然后利用农杆菌将M导入番茄细胞。
实验显示小白鼠连续五周吃这样的番茄，体内产生了抗乙肝病毒的抗体。
下列叙述错误的是() A．实验用PCR技术对M基因进行扩增，需要两种引物B．含M的重组Ti质粒必须插入到番茄染色体DNA上C．即使M在番茄中成功表达，也要做个体生物学水平鉴定D．番茄乙肝疫苗成本相对较低且易于储存3．(2021·辽宁，14)腈水合酶(N0)广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域，但不耐高温。
利用蛋白质工程技术在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶(N1)。
下列有关叙述错误的是()A．N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一B．加入连接肽需要通过改造基因实现C．获得N1的过程需要进行转录和翻译D．检测N1的活性时先将N1与底物充分混合，再置于高温环境4．(2024·无锡高三调研)如图是蛋白质工程中改造目的基因的一种技术路线。
S1核酸酶可以去除双链DNA突出的单链区；外切核酸酶Ⅲ只能从DNA双链的3′末端逐个水解单核苷酸，可以产生不同长度的5′突出末端。
下列叙述错误的是()A．步骤一需使用两种限制酶切割目的基因片段B．步骤二、三分别使用了S1核酸酶、外切核酸酶ⅢC．步骤四宜选用T4 DNA连接酶处理DNA片段D．质粒载体2中目的基因片段N的长度有多种5．OsGLO1、EcCAT、EcGCL和TSR 4个基因分别编码4种不同的酶，研究人员将这些基因分别与叶绿体转运肽(引导合成的蛋白质进入叶绿体)基因连接，构建多基因表达载体(载体中部分序列如图所示)，利用农杆菌转化法转化水稻，在水稻叶绿体内构建了一条新代谢途径，提高了水稻的产量。
考点50 基因工程的应用及蛋白质工程考法1 基因工程的应用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乳腺生物反应器➢原理：科学家将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。
➢乳腺生物反应器的四大优点（1）产量高，易收获目标产品，产品可以随乳汁分泌而排出动物体外。
（2）目标产品的质量好，乳腺组织不仅具有按照遗传信息流向合成蛋白质的能力，而且具备全面的修饰和加工蛋白质的能力，如糖基化、羧基化、磷酸化以及分子组装等，微生物和植物都不具备这种全面的蛋白质后加工能力。
（3）产品生产成本低。
（4）从乳汁中提取产品，操作比较简单。
➢生产的目标医药产品（1）血浆蛋白，包括血纤蛋白原、抗胰蛋白酶等。
（2）第二代医用蛋白，如抗体、乳清蛋白、乳铁蛋白等。
（3）“人源化牛奶”，即用人的乳蛋白基因替代牛的乳蛋白基因后，获得的一种与人奶相似的“基因工程奶”。
基因工程在食品工业方面的应用3.反应器有乳腺生物反应器和膀胱生物反应器，其构建过程如下：构建药用蛋白基因的表达载体，并将表达载体导入动物的受精卵中，然后从这个受精卵发育而成的个体的乳汁或者尿液中提取药用蛋白。
下列相关说法错误的是（）A．构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起B．在转基因动物的乳腺细胞或膀胱上皮细胞以外的细胞中不含有药用蛋白基因C．与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制D．将表达载体导入哺乳动物的受精卵时，常采用显微注射技术【典例2】（2023•历下区校级模拟）下列关于基因工程及其应用的叙述，错误的是（）A．花粉管通道法可以用微量注射器将含有目的基因的DNA溶液直接注入子房中B．只要从转基因棉花中检测到Bt抗虫蛋白，就代表转基因抗虫棉培育成功C．Bt抗虫蛋白被分解为多肽后与害虫肠上皮细胞的特异性受体结合，导致细胞膜穿孔D．干扰素是一种糖蛋白，科学家用基因工程方法从大肠杆菌细胞内获得了干扰素【典例3】（2023•肥城市模拟）2022年1月7日，美国马里兰州的医生首次将基因编辑猪的心脏移植到人类患者身上。
2012届高考生物二轮复习基因工程与蛋白质工程考纲要求1.基因工程的应用、基因工程的原理及技术Ⅱ2.蛋白质工程、基因工程的诞生 Ⅰ复习要求1．理解基因工程的实质、基因工程操作的四步曲及其操作实例2．了解基因工程在农业、医药生产原理、步骤及注意事项；蛋白质工程的一般操作过程 基础自查 一、基因工程(一)DNA 重组技术的基本工具(二)基因工程的基本操作程序1．目的基因的获取(1)从基因文库中获取。
(2)利用PCR 技术扩增。
(3)用化学方法直接人工合成。
2．基因表达载体的构建(1)基因表达载体的组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因。
(2)基因表达载体的构建方法3．将目的基因导入受体细胞植物细胞 动物细胞 微生物细胞 常用方法 农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法显微注射技术 感受态细胞法(用Ca 2+处理) 受体细胞 受精卵、体细胞受精卵 原核细胞4.目的基因的检测与鉴定(1)目的基因插入检测：DNA 分子杂交；(2)目的基因转录检测：(核酸)分子杂交；(3)目的基因翻译检测：抗原—抗体杂交；(4)个体生物学水平检测：根据目的基因表达出的性状判断。
(三)基因工程的应用 表现方面具体内容 植物基因工程 ①抗虫转基因植物 ②抗病转基因植物③抗逆转基因植物 ④利用转基因改良植物品质动物基因工程 ①提高动物生长速度②用转基因动物生产药物(如乳腺生物反应器)③用转基因动物作器官移植的供体④用于改善畜产品的品质基因工程药物 控制药品合成的相应基因基因治疗①体外基因治疗 ②体内基因治疗 二基因工程与蛋白质工程的比较 项目 蛋白质工程 基因工程区别 过程 预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列→合成DNA →表达出蛋白质 获取目的基因→构建基因表达载体→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 生产自然界没有的蛋白质生产自然界中已有的蛋白质 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，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典型例题下面是5种限制性核酸内切酶对DNA 分子的识别序列和剪切位点图(↓表示剪切点，切出的断面为黏性末端)： 限制酶1：—↓GATC—限制酶2：—CATG↓— 限制酶3：—G↓GATCC—限制酶4：—CCGC↓GG— 限制酶5：—↓CCAGG—请指出下列哪项表达正确 ( )A ．限制酶2和4识别的序列都包含4个碱基对B ．限制酶3和5识别的序列都包含5个碱基对C ．限制酶1和3剪出的黏性末端相同D ．限制酶1和2剪出的黏性末端相同 解析：本题考查基因工程的工具限制性核酸内切酶及学生的推理能力、综合运用知识分析解决问题的能力。
.知识归纳及试题例析”“基因工程与蛋白质工程一、知识归纳分子相关的酶1．与DNA作用参与的生理过程应用名称基因工程限制性核酸内切酶切割某种特定的脱氧核苷酸序列基因工程DNA连接酶DNA片段连接两个DNA复制在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧酸DNA聚合酶转录RNA聚合酶在核苷酸链上添加单个核糖核苷酸DNA 解旋酶复制及转录使碱基间氢键断裂逆转录及基因工程逆转录酶以RNA为模板合成DNA特别注意：，DNA（1）限制性核酸内切酶的来源：多数来自原核生物；作用特点：主要切割外源不起作用从而达到保护自身的目的；作用结果：形成DNA片断末端。
对自身的DNA）各种酶都具有专一性，特别是限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定（2 的碱基之间切开。
．基因工程的基本操作程序2（1）获取目的基因①基因文库：是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通过克隆而储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。
②基因组文库：基因文库中含有一种生物所有的基因就叫做基因组文库。
③部分基因文库：含有一种生物的部分基因，就叫做部分基因文库，如cDNA文库。
PCR技术与DNA复制的比较比较项目PCR技术DNA复制原理DNA双链复制（（碱基互补配对）相原料同四种游离的脱氧核苷酸点条件模板、ATP、酶等解旋方式解旋酶催化DNA在高温下变性解旋不主要在细胞核内场所体外复制同热稳定的DNA聚合酶（Taq酶）细胞内含有的酶DNA聚合酶点在短时间内形成大量的DNA片段形成整个DNA分子结果（2）基因表达载体的构建（基因工程的核心）①构建目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。
②一个基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因等。
③构建方法资料Word.）将目的基因导入受体细胞—转化（3微生物细胞动物细胞生物种类植物细胞Ca2+显微注射技术常用方法处理法农杆菌转化法原核细胞受体细胞体细胞受精卵Ca2+处理细胞→感受态细将目的基因插入Ti质粒的将含有目的基因的表达载体胞→重组表达载体与感受态提纯→取卵（受精卵）→显TDNA上→农杆菌→导入植转化过程细胞混合→感受态细胞吸收微注射→受精卵发育→获得物细胞→整合到受体细胞的DNA→表达DNA 具有新性状的动物分子特别注意：受体细胞中常用植物受精卵或体细胞（经组织培养）、动物受精卵（一般不用体细胞）、微生物──大肠杆菌、酵母菌等，但要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必需用真核生物酵母菌──需内质网、高尔基体的加工、分泌。
一般不用支原体，原因是它营寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟红细胞，原因是它无细胞核和众多的细胞器，不能合成蛋白质。
（4）目的基因的检测与鉴定3．基因工程和蛋白质工程比较比较项目基因工程蛋白质工程中心法则的逆转基因重组原理预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测获取目的基因→构建表达载体→导入受体过程氨基酸序列→合成DNA细胞→目的基因的检测与鉴定→表达出蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需区实质要的生物类型或生物产品（基因的异体表定向改造或生产人类所需要的蛋白质别达）结果生产自然界中已经有的蛋白质生产自然界中没有的蛋白质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，对现有蛋白质的改造或制联系造新的蛋白质必须通过基因修饰或基因合成来实现二、相关试题1．下列关于基因工程的叙述，错误的是（）A．目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶资料Word.C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达2．下表有关基因表达的选项中，不可能的是（）基因表达的的细胞表达产物细菌抗虫蛋白细菌抗虫蛋白基因 A 抗虫棉叶肉细胞B 正常人皮肤细胞人酪氨酸酶基因人酪氨酸酶C 动物胰岛素动物胰岛素基因大肠杆菌工程菌细胞D兔血红蛋白基因兔血红蛋白兔成熟红细胞3．下列叙述符合基因工程概念的是（）A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上4．甲、乙两图表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法，以下说法中错误的是（）A．甲方法可建立该细菌的基因组文库B．乙方法可建立该细菌的cDNA文库C．甲方法要以脱氧核苷酸为原料D．乙方法需要逆转录酶参与5．科学家将控制某药物蛋白合成的基因转移到白色莱航鸡的受精卵DNA中，发育后的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋，而且用这些鸡蛋孵出的雌鸡，仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋。
下列有关叙述正确的是（）A．表达载体的导入运用了显微注射技术B．受精卵的发育需要运用胚胎移植技术C．这种变异属于不定向的变异D．这种变异来源于染色体变异6．科学家在某种农杆菌中找到了抗枯萎的基因，并以质粒为运载体，采用转基因方法培育出了抗枯萎病的金花茶新品种。
下列有关说法正确的是（）A．质粒是最常用的运载体之一，质粒的存在与否对宿主细胞生存有决定性的作用B．通过该方法获得的抗枯萎病金花茶，将来产生的花粉中不一定含有抗病基因C．该种抗枯萎病基因之所以能在金花茶细胞中表达，是因为两者的DNA结构相同D．为保证金花茶植株抗枯萎病，只能以受精卵细胞作为基因工程的受体细胞7．（双选）下列关于限制酶的说法，错误的是（）A．限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布B．自然界中限制酶的天然作用是用来提取目的基因C．不同的限制酶切割DNA的切点不同D．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列资料Word.8．（双选）科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，并以质粒为运载体，采用转基因方法培育出了抗枯萎病的金茶花新品种。
下列有关说法正确的是A．质粒是最常用的运载体之一，不需人工改造就可直接应用于基因工程B．在培养过程中需要采用PCR技术C．检测抗枯萎病的基因是否翻译出蛋白质，可采用抗病实验D．为了保证金茶花植株抗枯萎病，只能以受精卵细胞作为基因工程的受体细胞9．请分析回答下列有关现代生物科技方面的问题：（1）糖尿病在现代社会中的发病率越来越高，主要是由于患者胰岛B细胞受损，胰岛素分泌不足引起的。
对此，某同学根据所学知识提出了用转基因动物生产胰岛素治疗方法。
基本程序：①获取目的基因→②基因表达载体的构建→③将目的基因导入受体细胞→④目的基因的检测与鉴定。
其中①和②的操作中需要相同的工具酶是，该酶的作用是识别双链DNA分子的某种特定，并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的断裂，暴露出相同的黏性末端。
利用PCR技术扩增目的基因的过程中，目的基因受热形成单链并与引物结合，在的作用下延伸形成DNA。
（2）蛋白质工程的基本途径是：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸的序列→找到相对应的序列。
10．1957年，生物学家了解到，病毒感染的细胞能产生一种因子，这种因子能作用于其他细胞，干扰病毒的复制，故将其命名为干扰素；从1987年开始，用基因工程方法生产的干扰素进入了工业化生产，并且大量投放市场。
（1）若已知干扰素的氨基酸序列，则获取目的基因的较简单方法是；目的基因还可以从文库获取，而从cDNA文库中不一定能得到，原因是。
（2）用限制酶处理质粒和目的基因后，用酶处理，可形成基因表达载体，该载体的化学本质是；基因表达载体除含有干扰素基因外，还必须有、和________等。
（3）若选择大肠杆菌作为受体细胞，常用的转化方法是用处理，使其成为，并在一定温度作用下完成。
（4）转基因技术是否成功，需要对受体细胞进行分子水平的检测，首先是检测受体细胞上是否插入了目的基因，这是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键。
检测方法是采用。
最后还要检测目的基因是否翻译成了相应的蛋白质，利用的技术是。
11．正常蚕豆、豌豆和水稻均为二倍体，它们体细胞中的染色体数依次为12、14、24，这三种植物常作为生物学研究的实验材料。
（1）培育多倍体要用到秋水仙素，为观察其作用，最好采用上述三种材料中的作为实验材料，原因是。
32双链，再将这些细胞转入不含条染色体）的12DNA（2）用P标记蚕豆体细胞（含3232标记的染色体条数和未被P一个细胞中被P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的后期，标记的染色体条数比为。
）正常的豌豆种子缺乏糯性。
有人做了实验：选取健壮开花的豌豆进行人工除雄授3（予糯性水稻的花粉，结果没有获取正常的豌豆种子，你认为最可能的原因是。
（4）为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。
下图是获取植酸酶基因的流程。
资料Word.据图回答：；文库。
②B过程需要的酶是①图中基因组文库（填“小于”、“等于”或“大于”）cDNA（填“可以”或“不可以”）使用同一种探针筛选含目的基因的菌株。
③目的基因、C过程中A扩增，该为模板直接进行PCR和Ⅰ和Ⅱ除从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中过程中所用酶的显著特点是。
基生产上常将转基因作物与非转基因作物混合种植，其目的是降低害虫种群中的（5）因频率的增长速率。
号”获得农业部颁发的安全月，我国自主研发的转基因抗虫水稻“华恢112．2009年10 证书。
下图表示该抗虫水稻主要培育流程，据图回答：。
（1）④过程应用的主要生物技术是质粒结构Ti（2）组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造。
下图是天然土壤农杆菌示意图（部分基因及部分限制性内切酶作用位点），据图分析：。
①人工改造时，要使抗虫基因表达，还应插入DNA基因，保证T－②人工改造时用限制酶Ⅱ处理，其目的是：第一，去除质粒上的进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长；第二，使质粒带有单一限制酶作用位点，有利于。
第三，使质粒大小合适，可以提高转化效率等。
分子，并构成重组③若用限制酶Ⅰ分别切割改造过的理想质粒和带有抗虫基因的DNA观察质粒。
分别以含四环素和卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚细胞，Ti 能够生长，而在含中能生长。
到的细胞生长的现象是在含三、答案及解析解析：基因工程中目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物；常用的工．D 1连接酶；人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无具酶是限制性核酸内切酶和DNA载体上的抗性基因主要是有利于才有生物活性。
生物活性，只有经过一定的物质激活以后，错误。
的细胞，不能促进目的基因的表达。
所以筛选含重组DNAD资料Word.2．D 解析：细菌抗虫蛋白基因可通过转基因技术转入棉花体内，在棉花的叶肉细胞中表达产生细菌抗虫蛋白，使棉花具有抗虫能力；人酪氨酸酶基因可在正常人的皮肤细胞中表达产生酪氨酸酶，酪氨酸酶催化酪氨酸转化为黑色素；动物胰岛素基因可通过转基因技术转移到大肠杆菌体内，在大肠杆菌工程菌细胞中合成动物胰岛素；兔属于哺乳动物，其成熟的红细胞中没有细胞核和众多细胞器，所以不可能表达出血红蛋白。
