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第七章_现代生物学

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人教版高中生物必修二第七章现代生物进化理论综合练习题,答案免费

人教版高中生物必修二第七章现代生物进化理论综合练习题,答案免费

第七章综合练习题班级：姓名：1、下列为现代生物进化理论的概念图，以下说法不正确的是A.①是基因频率改变B.②是突变和基因重组等C.③是自然选择学说D.④是物种多样性2、普氏野马重归自然的实验,标志着我国野生动物保护工作已经从单纯的物种异地保护阶段迈向物种回归自然阶段。

有人预计，数年后，这些野马将发展成为一个野生种群。

下列有关叙述正确的是A.野外的普氏野马的基因突变频率将不断增加B.野外的普氏野马某些基因的频率将会发生定向变化C.野外的普氏野马有助于该生态系统恢复力稳定性的增强D.野外的普氏野马与圈养的普氏野马因环境不同而产生生殖隔离3、某小岛上原有果蝇20000只，其中基因型VV、Vv和vv的果蝇分别占15%、55%和30%。

若此时从岛外入侵了2000只基因型为VV的果蝇，且所有果蝇均随机交配，则F1代中V的基因频率约是A. 43%B. 48%C. 52%D. 57%4、下列有关生物进化的叙述中不正确的一项是A.一个物种的形成或灭绝，会影响到其他若干物种的进化B.地理隔离能使种群基因库产生差别，必然导致生殖隔离C.生物进化的实质是种群基因频率的改变D.捕食者的存在有利于增加物种的多样性5、下列关于种群、变异、进化的叙述正确的是A．一个种群的全部等位基因总和称为基因库B．种群中的每一个体产生的变异都是定向的C．种群中的每一个体都是进化的基本单位D．生物进化的结果一定是形成新的物种6、农业生产中长期使用某种杀虫剂后，害虫的抗药性增强，杀虫效果下降，原因是A. 杀虫剂诱发了害虫抗药性基因的产生B. 杀虫剂对害虫具有选择作用，使抗药性害虫的比例增加C. 杀虫剂能诱导害虫分解药物的基因大量表达D. 害虫产生了抗药性强的定向变异7、某自由交配的种群在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时间段都经历多次繁殖过程，定期随机抽取100个个体测得基因型为AA，aa的个体数量变化曲线如图所示。

下列相关叙述正确的是A. 在Ⅱ、Ⅲ段，AA个体比aa个体的适应能力弱B. A基因突变为a基因导致基因型频率在Ⅱ段发生剧变C. 在Ⅰ段内A的基因频率是40％D. Aa个体在Ⅰ、Ⅲ段数量均为40，说明种群没有发生进化8、镰刀形细胞贫血症由基因突变引起，其致病基因为隐性基因（用a 表示）。

(人教版)高中生物必修二课件第7章 第2节现代生物进化理论的主要内容

(人教版)高中生物必修二课件第7章 第2节现代生物进化理论的主要内容

A．0.64和0.36
B．0.36和0.64
C．0.50和0.50
D．0.82和0.18
[解析]
PA＝2nA2An＋AAn＋Aan＋Aanaa×100%＝2×12
000＋26 4002×30 000
Pa＝1-0.64＝0.36。
知识点2 隔离与物种形成的必要条件
1．物种的概念 能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称 称“种”。 2．隔离在物种形成中的作用 (1)隔离的概念：指不同种群间的个体，在自然条件下基因不 象。常见的有地理隔离和生殖隔离。 原始类型――突―变―、重―组―→变异类型―隔―离→变异积累形成新物种
被调查的种群中，Xb：5%＋1%×2＋7%＝14%；XB＋Xb ＋43%＋5%＋1%×2＋7%＝150%。所以，Xb的基因频率＝X 14%/150%×100%＝9.3%。
〔变式训练 1〕 已知人眼的褐色(A)对蓝色a是显性。在一
人群中，蓝眼中有3 600人，褐眼的人26 400人，其中褐眼纯合
那么在这一个人群中A和a基因频率分别为( A )
3．以加拉帕戈斯群岛上地雀的进化为例，同一种地雀，从 后，分布到不同的岛屿上，从而产生_地__理___隔离。
(1)内因：不同岛屿上的不同种群出现不同的突变和__基__因__重 种群之间不发生__基__因__交__流__。
(2) 外 因 ： 不 同 岛 屿 上 的 __食__物__ 和 __栖__息__条__件__ 互 不 相 同 ， _基__因__频__率___发生的变化起的作用不同。
？思考
1．一个池塘中的全部的鱼是一个种群吗？ 提示：不是。一个池塘中的鱼包括多个品种，而种群是同 的总和。 2．新物种的产生一定经过地理隔离才产生生殖隔离吗？ 提示：不一定。如二倍体西瓜与四倍体西瓜的产生经秋水 了不同的物种。

高中人教版生物必修二课件：第七章 第2节 现代生物进化理论的主要内容

高中人教版生物必修二课件：第七章 第2节 现代生物进化理论的主要内容

[题组冲关]
5．下列关于生物进化与生物多样性的叙述正确的是
(A)
A．基因频率改变不一定导致新物种产生
B．基因频率改变不一定导致生物进化
C．物种的灭绝一定不利于生物多样性的形成
D．生物多样性最直观的表现是基因多样性
解析：基因频率改变不一定引起种群基因库出现显著差异，因而
不一定导致生殖隔离，新物种产生的标志是生殖隔离；生物进化
A．图中X、Y、Z分别表示的是突变和基因重组、自然选择以 及隔离
B．小岛上蜥蜴原种全部个体的总和称为种群，是生物进化的 基本单位
C．蜥蜴原种中不同性状个体比例变化的本质是种群基因型频 率的改变
D．小岛上蜥蜴新种全部个体所有基因的总和，称为蜥蜴新种 的基因库
解析：物种形成的三个环节是突变和基因重组、自然选择以 及隔离，则X表示突变和基因重组，Y表示自然选择，Z表示 隔离；种群是一个地区内同种生物个体的总和，是生物繁殖 和进化的基本单位；蜥蜴原种中不同性状个体比例变化的本 质是种群基因频率的改变；某种群全部基因的总和称为该种 群的基因库。 答案：C
2．物种形成的方式 (1)渐变式
(2)爆发式
爆发式物种形成是在一个较短时间内完成的，主要起源 于个体的染色体变异或远缘杂交以及染色体加倍等，如六倍 体普通小麦的形成。
3．物种形成与生物进化的关系
内容
物种形成
生物进化
标志
变化后生物与 原生物关系
生殖隔离出现 属于不同物种
基因频率改变 可能属于一个物种
核心要点(二) 隔离与物种的形成 1．地理隔离和生殖隔离的比较
(1)图中A属于地理隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开 的小种群重新相遇，可以再融合在一起。
(2)图中B属于生殖隔离，一旦形成就保持物种间基因的不可 交流性，从而保证了物种的相对稳定。

2019-2020年高中人教版生物必修二教学案：第七章 第1节 现代生物进化理论的由来(含答案)

2019-2020年高中人教版生物必修二教学案：第七章 第1节 现代生物进化理论的由来(含答案)

2019-2020年高中人教版生物必修二教学案：第七章第1节现代生物进化理论的由来(含答案)一、拉马克的进化学说1．主要观点2．意义(1)是历史上第一个比较完整的进化学说。

(2)否定了神创论和物种不变论，奠定了科学生物进化的基础。

二、达尔文的自然选择学说1．自然选择学说的主要内容2．对自然选择学说的评价1．判断下列叙述的正误(1)历史上第一个提出比较完整生物进化学说的是拉马克(√)(2)拉马克进化学说的核心内容是自然选择(×)(3)达尔文认为，具有有利变异的个体能生存并留下后代的机会多(√)(4)达尔文的自然选择学说，不能很好地解释物种大爆发等现象(√)2．下列各项中，哪一项不是拉马克的观点()A．生物不是神造的，而是由更古老的祖先进化来的B．生物是由低级到高级逐渐进化的C．生物适应性的形成是由于用进废退和获得性遗传D．生物新类型的形成是有利变异逐代积累的结果解析：选D“生物新类型的形成是有利变异逐代积累的结果”是达尔文的观点。

3．下列有关生物进化的论述，不符合达尔文学说基本观点的是()A．遗传和变异是自然选择发生作用的基础B．生物的变异是不定向的，自然选择是定向的C．变异经过长期的自然选择和积累，就可能产生出新的物种类型D．环境改变使生物产生定向变异，以适应变化的环境解析：选D自然选择学说是达尔文创立的以自然选择为中心的生物进化学说。

该学说正确解释了生物进化的原因。

该学说认为遗传和变异是生物进化的内因，变异是不定向的，为进化提供原材料。

通过自然选择，不利的变异被淘汰，有利的变异被保存，并通过遗传积累起来，然后产生出生物的新类型。

4．以下是对达尔文自然选择学说的评价，其中正确的是()A．能合理地解释生物进化的原因B．对生物进化的解释已深入到基因水平C．可以很好地解释物种大爆发D．可以科学地解释遗传和变异的本质解析：选A达尔文的自然选择学说是在个体水平上解释生物进化的原因，不能够解释遗传和变异的本质，对物种大爆发做不出合理的解释。

环境生物学s 第7章 现代生物技术与环境污染治理

环境生物学s 第7章 现代生物技术与环境污染治理

获取目的基因方法：1.从基因中获取目的基因。 2.利用PCR技术合成DNA 3. mRNA差异显示法获得目的基因 （反转录）
第一个基因工程药物：
1977年11月美国人工方法化学合成了人生长激素释放抑制素基因，具有工程
菌的功能。将其置于微生物发酵罐里，繁殖，其代谢产物含有人生长激素释
放抑制素.
（1B干扰素）
第一株转基因植物：1982年美国和比利时的学者，分 别把细菌中抗碘那霉素基因转入向日葵，烟草和胡萝 卜的细胞中，使这些植物的抗药性提高八倍多。
限制酶的识别特点
• 以中轴线双侧的DNA上碱基呈反向对称，重复排 列
• 如：GAA TTC CTT AAG
CCC GGG GGG CCC
黏性未端和平末端
(2)DNA连接酶
• ①连接的部位：磷酸和脱氧核糖之间的键：磷酸二酯键（梯子的 扶手）
• ②结果：两个相同的未端的连接。 • ③举例：E·coli DNA连接酶
（1）基因工程（重组DNA技术) （2）细胞工程 （3）发酵工程 （4）酶工程 （5）蛋白质工程 （6）生态工程技术
（1）基因工程（又叫做基因拼接技术或DNA重组技术)
用人工方法把不同生物的基因分离出来，在体外进行剪切， 拼接，重组在一起，然后把重组体放回宿主细胞内繁殖，最终获 得基因产物。即用人工的手段改造生物的遗传性状，获得基因产 物。
抗体主要由B淋巴细胞合成。每个B淋巴细胞有合成一种抗体的遗传基因。动物脾脏有上百万种不同的B淋巴细 胞系，含遗传基因不同的B淋巴细胞合成不同的抗体。当机体受抗原刺激时，抗原分子上的许多决定簇分别激 活各个具有不同基因的B细胞。被激活的B细胞分裂增殖形成该细胞的子孙，即克隆由许多个被激活B细胞的分 裂增殖形成多克隆，并合成多种抗体。如果能选出一个制造一种专一抗体的细胞进行培养，就可得到由单细胞 经分裂增殖而形成细胞群，即单克隆。单克隆细胞将合成一种决定簇的抗体，称为单克隆抗体。 基本原理 其原理是: B淋巴细胞能够产生抗体， 但在体外不能进行无限分裂; 而瘤细胞虽然可以在体外进行无限传代， 但不能产生抗体。将这两种细胞融合后得到的杂交瘤细胞具有两种亲本细胞的特性。

必修二第七章现代生物进化理论全章练习

必修二第七章现代生物进化理论全章练习

必修二第七章现代生物进化理论全章练习1．象的寿命可达100岁，若每对象生产6头小象，740～750年后其后代可达1900万头，达尔文称这种现象为（）A．过度繁殖B．生存斗争C．自然选择D．适者生存2．李坤《悯农》诗中云：“春种一粒粟，秋收万颗籽”。

用达尔文的自然选择理论来说，这个现象属于（）A．生物对环境的适应性B．适者生存，不适者被淘汰C．过度繁殖D．长期的生存斗争3．达尔文认为生物生存斗争的主要原因是（）A．遗传和变异B．适者生存C．过度繁殖D．捕食4．有一只雌蛙能产4千个左右的卵，卵受精之后发育成成蛙的，只占这些卵的5％左右，这种现象在自然选择学说中叫做（）A．过度繁殖B．生存斗争C．遗传变异D．适者生存5．1只雌蛙能产4000粒——5000粒卵，卵受精后只有不足10%的发育成为成体，按照达尔文的观点解释，造成这种现象的主要原因是（）A．过度繁殖B．生存斗争C．遗传变异D．适者生存6．生物进化的动力是（）A．过度繁殖B．生存斗争C．遗传变异D．适者生存7．容易在生存斗争中获胜而生存下来的生物个体是（）A．类似亲本的个体B．体型高大的个体C．结构复杂的个体D．具有有利变异的个体8．据科学考证，海洋生物比陆地生物的进化速度缓慢，其原因是（）A．海洋生物比陆地生物低等B．海洋生物的变异个体生存机会少C．海洋生物变异少D．海洋生物的生存环境中生存斗争相对缓和9．下列关于生存斗争的叙述中正确的是（）①生存斗争只限于同种生物之间的斗争②生存斗争包括生物和无机自然界之间的斗争③生存斗争对战败的个体是不利的，但对繁衍种族却是有利的④生存斗争包括同种和异种生物之间的斗争⑤自然选择是通过生存斗争实现的A．②④⑤B．①②③⑤C．②③④⑤D．③④⑤10．下列关于生存斗争的说法中，哪项不正确（）A．生存斗争包括同种或异种生物之间的相互斗争B．生存斗争包括生物与无机自然条件之间的斗争C．生存斗争的结果导致生物大量死亡D．生存斗争对繁衍种族是不利的11．生物能向前进化的内因是（）A．环境迫使生物产生适应性变异B．环境对变异进行定向选择C．生物能努力适应环境的变化D．生物不断产生不定向的可遗传变异12．在生物进化发展和生物界的多样性上具有重要决定意义的生物基本特征是（）A．新陈代谢B．应激性C．遗传和变异D．生殖和发育13．如果某一种昆虫，缺乏适应变化着的环境所需要的变异，它可能（）A．进化为另一新种B．进化到更高等形式C．退化到低级种类D．灭绝14．经常遭到暴风袭击的克格伦岛，昆虫大部分无翅，部分翅很发达，两者都适应当地环境，这一事实说明（）A．适应是相对的B．变异是不定向的C．变异是定向的D．两种变异都是环境变化引起的15．“基因突变，对绝大多数个体是不利的，但却是生物进化的重要因素之一。

现代分子生物学名词解释

第七章名词解释1、永久型（constitutive）合成的蛋白质：代谢过程中必需的，其合成速率不受环境变化或代谢状态的影响，这一类蛋白质，如核糖体，核糖体蛋白、糖酵解体系的酶、DNA 聚合酶、RNA聚合酶。

2、适应型或调节型（adaptive or regulated）合成蛋白：这类蛋白质的合成速率明显地受环境的影响而改变。

3、基因表达(gene expression)：指储存遗传信息的基因经过一系列步骤表现出其生物功能的整个过程。

4、基因表达调控：对基因表达过程的调节。

5、诱导（induction）：可诱导基因在特定环境信号刺激下表达增强的过程,由原来关闭状态转为工作状态。

6、阻遏（repression）：可阻遏基因表达产物水平降低的过程，由原来工作状态转为关闭状态。

7、调控基因(regulatory gene)：是编码能与操纵序列结合的调控蛋白的基因。

8、阻遏蛋白(repressive protein)：与操纵子(DNA)结合后能减弱或阻止其调控基因转录的调控蛋白称为，其介导的调控方式称为负调控(negative regulation)；9、激活蛋白(activating protein)：与操纵子结合后能增强或起动调控基因转录的调控蛋白称为，所介导的调控方式称为正调控(positive regulation)。

10、操纵子：是指染色体上控制蛋白质合成的功能单位，包括一个操纵基因，一群功能相关的结构基因以及在调节基因和操纵基因之间专管转录起始的启动基因（启动子）。

11、核糖体结合位点(RBS)：指起始密码子AUG上游的一段非翻译区。

12、衰减子：是操纵子结构基因上游类似于终止子结构的一段DNA序列。

它可使操纵子的转录开始后还没有进入第一个结构基因时便终止。

13、细菌的应急反应：细菌遇到紧急情况，为了紧缩开支渡过难关，可以产生一个应急反应，各种转录、蛋白质等生物大分子合成过程被停止。

14、效应物(effector)：某些特定的物质能与调控蛋白结合，使调控蛋白的空间构像发生变化，从而改变其对基因录的影响。

2020-2021学年高中生物 第7章 现代生物进化理论 2.2 隔离与物种的形成 共同进化与生物多

隔离与物种的形成共同进化与生物多样性的形成(20分钟·70分)一、选择题(共8小题,每小题5分,共40分)1.(2020·杭州高一检测)任何生物都可以被归到物种中,物种是生物 ( )A.分类的基本单位B.进化的基本单位C.繁殖的基本单位D.存在的基本单位【解析】选A。

物种是生物分类的基本单位,也是一种自然的类群,A正确。

种群是生物进化、繁殖和存在的基本单位,B、C、D错误。

2.(2020·天津高一检测)下列对生物多样性的理解正确的是( )A.生物多样性的丰富程度与自然选择无关B.外来物种入侵一定使生物多样性增加C.丝兰蛾细长的吸管似的口器与丝兰的细长花距是它们长期共同进化形成的D.遗传多样性较低的种群适应环境的能力强【解析】选C。

生物多样性的丰富程度与自然选择有关,A错误。

外来物种入侵一般会破坏生态平衡,降低本地的生物多样性,B错误。

丝兰蛾细长的吸管似的口器与丝兰的细长花距是它们长期共同进化、相互适应的结果,C正确。

遗传多样性较低的种群适应环境的能力低,D错误。

3.如图是物种形成的一种模式。

物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2,经过漫长的进化,分别形成新物种b和c。

在此进程中的某一时刻,a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布,向d方向进化。

下列有关叙述正确的是( )A.b和d存在地理隔离,所以一定存在生殖隔离B.c和d不存在地理隔离,却可能存在生殖隔离C.a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同,则b和d是同一物种D.a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同,则c和d是不同物种【解析】选B。

本题考查物种形成的知识。

a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2,又分别进化出b、d、c,b、d虽然有地理隔离,但是不一定会产生生殖隔离,故A错误;由于d由a1进化而来,所以c与d之间可能存在生殖隔离,故B正确;a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同,但是b和d由于地理隔离存在,基因频率可能产生差异,所以可能不是同一物种,故C 错误;即使a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同,只要c和d不存在生殖隔离,它们仍是同一物种,故D错误。

2020-2021学年高中生物 第7章 现代生物进化理论 1 现代生物进化理论的由来课时作业1（含解

现代生物进化理论的由来(20分钟·70分)一、选择题(共9小题,每小题5分,共45分)1.以下关键词能正确概述自然选择学说内容的一组是( )①自然发生②物种不变③过度繁殖④环境污染⑤生存斗争⑥遗传变异⑦适者生存A.①②③⑦B.④⑤⑥⑦C.①③④⑤D.③⑤⑥⑦【解析】选D。

达尔文自然选择学说的主要内容可概括为以下四点:过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存,故选D。

2.(2020·石家庄高一检测)对达尔文和拉马克相关理论的评价,正确的是( )A.达尔文自然选择学说能正确解释生物界的多样性和适应性B.达尔文自然选择学说正确地解释了遗传和变异的本质C.拉马克进化学说使生物学第一次摆脱了神学的束缚,走上了科学的道路D.拉马克进化学说科学地解释了生物进化的原因【解析】选A。

自然选择学说能科学地解释生物进化的原因和生物的适应性、多样性的形成,此为自然选择学说的优点,A正确。

因为受当时科学发展水平的限制,自然选择学说对遗传和变异的本质未能作出科学的解释,B错误。

拉马克否定了神创论,但其学说的两大观点“用进废退”和“获得性遗传”是其致命的缺陷,拉马克学说的进步意义是最早提出了比较完整的生物进化学说,C错误。

拉马克提出的“用进废退”的观点是错误的,D错误。

【补偿训练】用现代生物进化理论看,达尔文自然选择学说的缺陷主要是 ( )①自然选择学说能科学地解释生物进化的原因和生物的适应性、多样性的形成②自然选择学说认为生物个体是生物进化的基本单位③自然选择学说对遗传和变异的本质未能作出科学的解释④自然选择学说不能解释物种大爆发等现象A.①②③B.①③④C.①②④D.②③④【解析】选D。

自然选择学说能科学地解释生物进化的原因和生物的适应性、多样性的形成,此为自然选择学说的优点,①不符合题意;自然选择学说认为生物个体是生物进化的基本单位,现代生物进化理论则认为种群是生物进化的单位,②符合题意;因为受当时科学发展水平的限制,自然选择学说对遗传和变异的本质未能作出科学的解释,③符合题意;自然选择学说中生物进化是长期渐变的结果,不能解释物种大爆发等现象,④符合题意。

2020-2021学年高中生物 第7章 现代生物进化理论 2.2 隔离与物种的形成课时作业（含解析）

隔离与物种的形成(15分钟50分)一、选择题(共6小题,每小题5分,共30分)1.关于地理隔离和生殖隔离,下列说法不正确的是 ( )A.生殖隔离不一定是地理隔离的必然结果B.地理隔离的两个种群,如果人为地放在一起,一定不能相互交配产生可育后代C.生殖隔离产生的关键原因是种群基因库的差异D.不同的物种之间一定具有生殖隔离【解析】选B。

不经过地理隔离也可能产生生殖隔离;存在地理隔离的两个种群,如果环境条件相差不大,也可能不会导致生殖隔离;若地理隔离的两个种群属于同一物种,人为地放在一起,由于不存在生殖隔离仍能产生可育后代。

2.在同一区域中生长着两种杜鹃花,在人工条件下,可以杂交成功。

但在自然状态下不能杂交,因为一种杜鹃花在6月初产生花粉,另一种在6月下旬产生花粉,这种现象属于( )A.优胜劣汰B.过度繁殖C.生殖隔离D.性状分离【解析】选C。

两种杜鹃花在不同时间产生花粉,根本原因是遗传物质的差异,使得两者不能自由发生基因交流,这属于生殖隔离。

3.如图甲、乙、丙代表不同的种群,已知甲和乙原本属于同一物种,都以物种丙作为食物。

由于地理隔离,且经过若干年的进化,现在不能确定甲和乙是否还属于同一物种。

下列有关说法正确的是( )A.若甲和乙在一起还能进行自由交配,则它们就一定不存在生殖隔离B.甲、乙与环境之间的生存斗争,对生物进化是不利的C.若甲和乙仍然为同一物种,则它们具有共同的基因库D.自然选择使甲、乙和丙的基因频率发生定向改变,决定了进化的方向【解析】选D。

生殖隔离包括不能自由交配、胚胎致死、产生后代不育等,能进行自由交配,不一定不存在生殖隔离,A错误。

甲、乙与环境之间的生存斗争,对生物进化是有利的,B错误。

基因库是对种群而言的,甲、乙属于两个种群,因此不具有共同的基因库,C错误。

自然选择使基因频率发生定向改变,从而决定生物进化的方向,D正确。

4.2011年古生物学家发现了最早的驯养狗化石,距今大约有3.3万年历史。

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体展示系统依赖于细胞内基因的表 达，所以，一些对细胞有毒性的分子如生物 毒素分子，很难得到有效表达和展示。 (5) 从建库开始，密码子的选择与寡核苷酸的合 成，即编码肽的基因就带有一定的偏爱性， 这就从先天决定了肽库复杂度即多样性的局 限性。
(5)筛选酶抑制剂
• Norgren等利用该技术筛选到了7种酶系种 的6种抑制剂，Dennis从肽库中筛选到能非 竞争性地抑制丝氨酸蛋白因子VIIa活性的 肽段
3 噬菌体展示技术的局限性
(1)在噬菌体展示过程中必须经过细菌转化、噬 菌体包装，有的展示系统还要经过跨膜分泌 过程，这就大大限制了所建库的容量和分子 的多样性。 (2)不是所有的序列都能在噬菌体中获得很好的 表达，因为有些蛋白质功能的实现需要折叠、 转运、膜插入和络合。作为噬菌体的宿主， 大肠杆菌的生物合成系统有本身的表达限制， 不能进行氨基酸的修饰，蛋白质的糖基化或 不能合成D型氨基酸。
1 目的蛋白-α凝集素表面展示系统
• 此系统将目的蛋白作为 N 端，与α凝集素 C
端部分融合，目的蛋白经α凝集素展示于酵母
细胞表面。
• α凝集素共价连接到细胞壁的葡聚糖上，其锚
定能力由蛋白质 C 端 320 个氨基酸决定，富 含 Ser/Thr 残基。
• 迄今，已经有多个应用α凝集素的 C 端作为 融合蛋白的报道。第一个通过此系统表达的 异源蛋白是α-半乳糖苷酶（如图 ）。
• 将抗体分子片段与噬菌体外壳蛋白融合，使之
表达于噬菌体颗粒的表面，就形成了噬菌体抗
体。将全套的抗体可变区基因设计适当引物克
隆出来，组建到表达载体内，再表达到许多噬 菌体颗粒表面，则得到噬菌体抗体库（phage
antibody library）。
（3）生产高效低价疫苗 它能 方便地大量生产疫苗用抗原 表位，可以在同一噬菌体上 展示多个具有保护性作用的 抗原决定簇，构建多价疫苗。
与噬菌体肽库相比，细菌展示肽库还可用荧 光激活细胞分选技术（FACS）进行更多种细菌表面展示系统
• 细菌的外膜蛋白、脂蛋白、表面附属结构亚单位如 鞭毛、菌毛
• 晶核蛋白（Icenucleation protein，INP）、自体转
运蛋白（Autotrans-porter）、S2 层蛋白
• 枯草杆菌的芽胞外膜，L2 型大肠杆菌和变形 杆菌的细胞膜
Байду номын сангаас
四、酵母表面展示技术
• 酵母表面展示系统是继噬菌体展示技术创立后 发展起来的真核展示系统。酵母的蛋白质折叠 和分泌机制与哺乳动物细胞非常相似，对人的 蛋白质表达和展示更具优越性。酵母细胞颗粒 大，可用流式细胞仪进行筛选和分离。目前报 道的两种酵母展示系统分别以 α 或 a 凝集 素作为融合骨架。
• 1990年，George等证明噬菌体不会因外 源性DNA片段的插入而影响其本身的粘 附、侵入及整合。这种带有外源性基因 片段的噬菌体感染宿主菌表达出外源性 基因产物和PIII的融合体——融合壳蛋 白，由于PIII的特殊定位，外源性片段 得以在噬菌体表面表达，并同时保持了 本身的三维结构和功能，进而使噬菌体 成为一个理想的携带工具。
processing
2 应用
（1）噬菌体展示技术与蛋白质工程
将编码随机多肽的寡核苷酸克隆到 噬菌体筛选。同样，利用噬菌体展示 cDNA ，可筛选出特定的蛋白质或基因。
（2）噬菌体展示技术与抗体工程
噬菌体展示技术的出现使抗体工程进入 第三次革命。噬菌体展示技术的成功应 用之一就是噬菌体抗体库构建和单克隆 抗体的筛选，利用此项技术可筛选到亲 和力和特异性都令人满意的并且修饰过 的抗体。
（4）研究诊断用疫苗 （两 种情况）
1 在抗原决定簇已知的情况下，构建重组噬 菌体可以为血清学分析提供大量的抗原来源， 因为它不需要裂解宿主细胞而直接分泌到培 养基中；抗原制备纯化简单，成本低下；噬 菌体颗粒稳定，易于长期保存；能在同一个 噬菌体同时展示不同的病原体的抗原决定簇。
• 2 在预先不知道诊断用靶抗原的情 况下，使用患者血清从抗原决定簇 库中筛选出展示特异性抗原决定簇 的噬菌体，这种噬菌体只能与病人 血清抗体反应，而不能与正常人的 血清反应，从而建立起疾病的特异 性诊库作为流动相， 而将与欲选择的重组基因产物的特异性 的配体（或称靶分子）扩 增，并反复数轮淘选，即可将无用的基 因去掉而将有用的基因富集并分离出来。
Panning
2 a凝集素-目的蛋白表面展示系统
• 这是一种将目的蛋白作为 C 端与a 凝集 素 Aga2p 亚基的 N 端融合的表面展示 系统。a 凝集素通过与α 凝集素相似的 连接锚定在细胞壁上。与α凝集素不同， a 凝集素由两个亚单位的糖蛋白组成。
a-凝集素的组成
• a-凝集素由核心亚单位（Aga1p）和结合 亚单位（Aga2p）两个亚单位组成， Aga1p共 725 个氨基酸，合成后被分泌 到胞外，与酵母细胞壁的 β－葡聚糖共 价连接。Aga2p 共 69 个氨基酸，合成 后也被分泌到胞外，但其通过 2 个二硫 键与 Aga1p 结合，仍与酵母细胞相连。
• 目前，能用于蛋白质、多肽展示的噬菌体系 统有： 丝状噬菌体展示系统 λ 噬菌体展示系统 T4 噬菌体展示系统 T7 噬菌体展示系统 • 其中，T7 噬菌体系统可以高、中、低拷贝展 示不同分子量的蛋白，是目前最为理想的展 示系统。
单链丝状噬菌体展示系统 P III 展示系统，主要用于获得高 亲和力的克隆，形成单价表面展示体 系 P VIII 展示系统，主要用于筛选亲 和力较低的克隆，形成多价表面展示 体系 P VI 展示系统
Phage structure:
Fiber structure
1 原理
• 具体来讲噬菌体展示技术就是将待筛选 NotI 基因插入噬菌体信号肽序列与主要衣壳 E-tag Amber stop pCANTAB 5E-scFv Ap 蛋白基因（主要是基因Ⅷ或基因Ⅲ）之 5243 bp fd gene3 间，构成融合蛋白噬菌体库。表达的融 合蛋白可以呈现在噬菌体表面，但不影 M13 ori 响噬菌体的完整性和活性。
T4噬菌体展示系统 其病毒颗粒在宿主细胞内组装，不经 过分泌途径，因而其表面展示多肽的 范围更广，尤其适用于研究那些不能 被大肠杆菌分泌的复杂蛋白质
λ噬菌体展示系统 （同上）可展示有活性的大分子蛋白 （100kDa以上）以及对宿主细胞有毒性 的蛋白，在后基因组时代前景相当可 观
应用的基本原理—— （Panning)
核糖体展示技术的基本原理
• 核糖体展示技术的基本原，并置于具有偶联转录-翻译的无细胞翻译系统中 孵育，使目的基因的翻译产物展示在核糖体表面。去 掉3′端的终止密码子,从而成功地使核糖体停留在 mRNA3′末端,将蛋白质和mRNA连接在一起。并形成 “mRNA-蛋白质-核糖体”三元复合体，最后利用常 规的免疫学检测技术，通过固相化的靶分子直接从三 元复合体中筛选出感兴趣的核糖体复合体，再利用 RT-PCR 扩增，进行下一循环的富集和选择，最终筛 核糖体展示原理示意图 选出高亲和力的目标分子（如图所示）。
面的酶反应产物，因而展示在细菌表面的蛋白 很容易通过荧光探针显示出来，荧光产物和细 胞表面酶反应产物之间的物理连接是筛选蛋白 质库的一个非常有价值的特性，同时也是定量
检测单细胞酶催化活力的关键。这种技术是当
前惟一能够定量检测单细胞水平和大量突变体 酶催化活性的方法。
• 流式细胞仪结合细菌表面展示技术具有以下 几个明显的优点： 能够定量分析酶活性、同时测定多个参数并 且对每个观察到的克隆进行记录。
二、核糖体展示技术与 mRNA 展示技术
• 核糖体展示（Ribosome display）技术与 mRNA 展示技术由于在体外无细胞翻译体系 中进行，用 mRNA 的可复制性，使靶基因 （蛋白）得到有效富集而且能够增加表达的蛋白质 溶解度。
概念
• 表面展示技术是利用基因工程手段将外 源基因或一组一定长度的随机寡核苷酸 片段克隆到特定的表达载体中，使其表 达产物与外膜蛋白或噬菌体外壳蛋白以 融合蛋白的形式呈现在细胞表面或噬菌 体表面。
一、噬菌体展示技术
• 噬菌体展示技术（phage display techniques，PDT） 是将外源肽或蛋白质与特 定噬菌体衣壳蛋白融合并 展示于噬菌体表面的技术 （如右图所示）。1985 年 Smith 等首次应用了该 技术。大型突变（含1012~1013 个独立序列）。
mRNA 展示技术原理示意图
• 嘌呤霉素是一种分子质量小、化学性质为稳定 的氨酰tRNA类似物。当3‘端带有嘌呤霉素连 接子的mRNA在体外翻译系统中完成翻译时， 嘌呤霉素模拟tRNA末端的氨酰基结构，进入 核糖体的A位点，抑制了蛋白质的翻译，在新 生肽链和嘌呤霉素的O-甲基酪氨酸之间形成 稳定的酰胺键，使mRNA 的3’端与多肽的羧基 端共价结合起来。
I.
II. 利用固定于固相支持物的靶分子，采用适 当的筛选方法，洗去非特异结合的噬菌体， 筛选出目的噬菌体； III. 外源多肽或蛋白质表达在噬菌体的表面， 而其编码基因作为病毒基因组中的一部分 可通过分泌型噬菌体噬菌体的PIII蛋白定位特殊， 定位于噬菌体的尾部，其氨基末端为噬 菌体结合F纤毛 噬菌体的衣壳蛋白有很大的可塑性 大部分的蛋白质都可在其表面表达
噬菌体展示载体 pCANTAB5E示意图
g3 signal sfiI scFv
•
噬菌体展示技术是第一个真正用于体外高 通量筛选的方法。其建立基于三个原则：
在衣壳蛋白基因（主要是基因Ⅷ或基因Ⅲ） 的 N 端插入外源基因，形成的融合蛋白表 达在噬菌体颗粒的表面，不影响也不干扰 噬菌体的生活周期，同时保持了外源蛋白 的天然构象，并能被相应的抗体或受体所 识别 。
1988年Parmley和Smith将B-Gal表达于噬 菌体的表面，并证实该蛋白有生物活性， 可以被相应的抗体识别。随后，许多有功 能的蛋白都被表达于噬菌体的表面，包括 分泌性蛋白(如抗体、生长激素)、细胞内蛋 白和酶类，为这些蛋白的基因工程改造奠 定了基础。 从理论上讲，任何蛋白只要能够分泌到细 菌周质腔均可被表达于噬菌体的表面。