“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析

武汉中元置业有限公司代建还建楼 页脚内容 “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。 PCR技术与DNA复制的比较 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 武汉中元置业有限公司代建还建楼 页脚内容 点 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。

（4）目的基因的检测与鉴定 武汉中元置业有限公司代建还建楼

页脚内容 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 原理 基因重组 中心法则的逆转

区别 过程 获取目的基因→构建表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→合成DNA→表达出蛋白质 实质 定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需要的生物类型或生物产品（基因的异体表达） 定向改造或生产人类所需要的蛋白质

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 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，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 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 A 细菌抗虫蛋白基因 抗虫棉叶肉细胞 细菌抗虫蛋白 B 人酪氨酸酶基因 正常人皮肤细胞 人酪氨酸酶 C 动物胰岛素基因 大肠杆菌工程菌细胞 动物胰岛素 D 兔血红蛋白基因 兔成熟红细胞 兔血红蛋白 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 （ ） 武汉中元置业有限公司代建还建楼 页脚内容 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 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，暴露出相同武汉中元置业有限公司代建还建楼 页脚内容 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 。 （2）用32P标记蚕豆体细胞（含12条染色体）的DNA双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的后期，一个细胞中被32P标记的染色体条数和未被标记的染色体条数比为 。 （3）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。

据图回答： ①图中基因组文库 （填“小于”、“等于”或“大于”）cDNA文库。②B过程需要的酶是 ；A、C过程中 （填“可以”或“不可以”）使用同一种探针筛选含目的基因的菌