基因工程 完整版課件

1、 第42講基因工程石齊學(xué)校伍柏泉選修3模塊的內(nèi)容包括五部分：基因工程克隆技術(shù)細(xì)胞工程生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題生態(tài)工程2009年新課程標(biāo)準(zhǔn)生物科考試大綱 知識(shí)內(nèi)容要求5-1遺傳工程 1.基因工程的誕生2.基因工程的原理及技術(shù)3.基因工程的應(yīng)用4.蛋白質(zhì)工程 5-2克隆技術(shù)1.植物的組織培養(yǎng)2.動(dòng)物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆3.細(xì)胞融合與單克隆抗體 5-3胚胎工程 1.動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程與簡(jiǎn)述胚胎工程理論基礎(chǔ)2.胚胎干細(xì)胞的移植3.胚胎工程的應(yīng)用 5-4生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題 1.轉(zhuǎn)基因生物的安全性2.生物武器對(duì)人類的威脅3.生物技術(shù)中的倫理問(wèn)題 課程標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)現(xiàn)代生物科技專題的核心知識(shí)關(guān)系

2、 選修3生物技術(shù)與方法的歸納：轉(zhuǎn)基因方法基因重組技術(shù)PCRDNA、蛋白質(zhì)測(cè)序分子雜交組培細(xì)胞融合核移植胚胎移植雜交瘤單克隆抗體基因工程1）基因工程的概念2）基因操作的工具3）基因操作的基本步驟4）基因工程的成果及前景考點(diǎn)要求 基因工程又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。該技術(shù)是在生物體外，通過(guò)對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無(wú)性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。一、基因工程的概念 基因工程的別名操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平基本過(guò)程結(jié) 果實(shí) 質(zhì)基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基 因DNA分子水平人類需要的基因

3、產(chǎn)物剪切 拼接 導(dǎo)入 表達(dá)基因重組例1 以下有關(guān)基因工程的敘述，正確的是 A 基因工程是細(xì)胞水平上的生物工程 B 基因工程的產(chǎn)物對(duì)人類都是有益的 C 基因工程產(chǎn)生的變異屬于人工誘變 D 基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)之一是目的性強(qiáng)基因工程培育抗蟲(chóng)棉的簡(jiǎn)要過(guò)程：普通棉花(無(wú)抗蟲(chóng)特性)蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲(chóng)基因與運(yùn)載體DNA拼接導(dǎo)入棉花細(xì)胞(含抗蟲(chóng)基因)棉花植株(有抗蟲(chóng)特性)上述培育抗蟲(chóng)棉的關(guān)鍵步驟是什么？基因工程培育抗蟲(chóng)棉的關(guān)鍵步驟：關(guān)鍵步驟一：抗蟲(chóng)基因從蘇云金芽孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)關(guān)鍵步驟二：抗蟲(chóng)基因與運(yùn)載體DNA連接關(guān)鍵步驟三：抗蟲(chóng)基因?qū)胧荏w(棉花)細(xì)胞 DNA的直徑只有2.010-9m （粗細(xì)只有頭

4、發(fā)絲的十萬(wàn)分之一），其長(zhǎng)度也是極其短小的。如流感嗜血桿菌的DNA，長(zhǎng)度只有 8.3210-7m ，即使是較大的大腸桿菌，其長(zhǎng)度也只有1.3610-6m。工欲善其行，必先利其器解決培育抗蟲(chóng)棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？關(guān)鍵步驟一的工具：關(guān)鍵步驟二的工具：關(guān)鍵步驟三的工具：基因的剪刀限制酶基因的針線DNA連接酶基因的運(yùn)載工具運(yùn)載體識(shí)別雙鏈DNA 分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi)。主要是從原核生物中分離純化出來(lái)的一種酶。能將外來(lái)的DNA切斷，由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故名限制性核酸內(nèi)切酶。4000種。 1、來(lái)源： 2、種類：3、作用：4

5、、結(jié)果：形成兩種末端一、 “分子手術(shù)刀” 限制性核酸內(nèi)切酶粘性末端平末端 大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開(kāi)。限制酶什么叫黏性末端？限制酶什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？ 被限制酶切開(kāi)的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫黏性末端。什么叫平末端？ 當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線處切開(kāi)時(shí)，切開(kāi)的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。限制酶所識(shí)別的序列有什么特點(diǎn)？限制酶所識(shí)別的序列，無(wú)論是6個(gè)堿基還是4個(gè)堿基，都可以找到一條中心軸線,中軸線兩側(cè)的雙鏈DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ重復(fù)排列的。圖1-1 限制酶

6、識(shí)別序列的中心軸線要想獲得某個(gè)特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個(gè)切口？可產(chǎn)生幾個(gè)黏性末端？要切兩個(gè)切口，產(chǎn)生四個(gè)黏性末端。如果把兩種來(lái)源不同的DNA用同一種限制酶來(lái)切割，會(huì)怎樣呢？ 會(huì)產(chǎn)生相同的黏性末端。思考？08全國(guó)1.4.已知某種限制性內(nèi)切酶在一線性DNA分子上有3個(gè)酶切位點(diǎn)，如圖中箭頭所指，如果該線性DNA分子在3個(gè)酶切位點(diǎn)上都被該酶切斷，則會(huì)產(chǎn)生a、b、c、d四種不同長(zhǎng)度的DNA片段。現(xiàn)有多個(gè)上述線性DNA分子，若在每個(gè)DNA分子上至少有一個(gè)酶切位點(diǎn)被該酶切斷，則理論上講，經(jīng)該酶酶切后，這些線性DNA分子最多能產(chǎn)生長(zhǎng)度不同的DNA片段種類數(shù)是A.3 B.4 C.9 D.12C二、 “分

7、子縫合針” DNA連接酶1、種類：2、作用部位：兩類Ecoli DNA連接酶T4 DNA連接酶 磷酸二酯鍵 DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來(lái)，這樣一個(gè)重組的DNA分子就形成了。DNA連接酶的作用過(guò)程 DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來(lái)。 DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？答：不是一回事?；蚬こ讨兴玫倪B接酶有兩種：一種是從大腸桿菌中分離得到的，稱之為Ecoli連接酶。另一種是從T4噬菌體中分離得到，稱為T(mén)4連接酶。這兩種連接酶催化反應(yīng)基本相同，都是連接雙鏈DNA的缺口（nick），而不能連接

8、單鏈DNA。DNA連接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯鍵（在相鄰核苷酸的3位碳原子上的羥基與5位碳原子上所連磷酸基團(tuán)的羥基之間形成），那么，二者的差別主要表現(xiàn)在什么地方呢？（1）DNA聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核酸片段的末端上，形成磷酸二酯鍵；而DNA連接酶是在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，不是在單個(gè)核苷酸與DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。（2）DNA聚合酶是以一條DNA鏈為模板，將單個(gè)核苷酸通過(guò)磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈；而DNA連接酶是將DNA雙鏈上的兩個(gè)缺口同時(shí)連接起來(lái)。因此DNA連接酶不需要模板。此外，二者雖然都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的酶，但組成和性質(zhì)各不相同。（3 ）作

9、 用：將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞（2）種 類：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒（1）具備條件：a、能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制 并穩(wěn)定地保存b、具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接c、具有標(biāo)記基因，便于篩選3)基因的運(yùn)載工具運(yùn)載體：目的基因?yàn)槭裁床恢苯语@微注入需要運(yùn)載體運(yùn)輸? 大腸桿菌的質(zhì)粒： 最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒，其中常含有抗藥基因，如四環(huán)素的標(biāo)記基因。質(zhì)粒的存在與否對(duì)宿主細(xì)胞生存沒(méi)有決定性作用，但復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)成。（09福建卷）32.（10分） 轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育過(guò)程如圖所示。質(zhì)粒上有Pst、Sma、EcoR、Apa等四種限制酶切割位點(diǎn)。請(qǐng)回答： （1）構(gòu)建含抗病基因的表達(dá)載體A時(shí)，應(yīng)選用限

10、制酶 ，對(duì) 進(jìn)行切割。Pst、EcoR含抗病基因的DNA 、質(zhì)粒（2）培養(yǎng)板中的卡那霉素會(huì)抑制香蕉愈傷組織細(xì)胞的生長(zhǎng)，欲利用該培養(yǎng)篩選已導(dǎo)入抗病基因的香蕉細(xì)胞，應(yīng)使基因表達(dá)載體A中含有 ，作為標(biāo)記基因?？箍敲顾鼗颍?）香蕉組織細(xì)胞具有 ，因此，可以利用組織培養(yǎng)技術(shù)將導(dǎo)入抗病基因的香蕉組織細(xì)胞培育成植株。圖中、依次表示組織培養(yǎng)過(guò)程中香蕉組織細(xì)胞的 。全能性脫分化、再分化三、基因操作的基本步驟1）提取目的基因2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4）目的基因的檢測(cè)和表達(dá)第一步:目的基因的獲取 目的基因主要指編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因. 目前被較廣泛提取使用的目的基因有：生物抗逆性相關(guān)基因

11、、與優(yōu)良品質(zhì)相關(guān)的基因、與生物藥物和保健品相關(guān)的基因、與毒物降解相關(guān)的基因、與工業(yè)用酶相關(guān)的基因等。也可以是一些具有調(diào)控作用因子。如蘇云金桿菌抗蟲(chóng)基因、人胰島素基因、人干擾素基因、種子貯藏蛋白基因、植物抗病基因、生物各抗性基因等。目的基因的獲取1.從基因文庫(kù)中獲取目的基因基因文庫(kù)基因組文庫(kù)部分基因文庫(kù)基因文庫(kù)的構(gòu)建提取某種生物的全部DNA用適當(dāng)?shù)南拗泼盖幸欢ù笮〉腄NA片段將DNA片段與載體連接導(dǎo)入受體菌中儲(chǔ)存基因組文庫(kù)某種生物的mRNA單鏈互補(bǔ)DNA雙鏈cDNA片段導(dǎo)入受體菌中儲(chǔ)存與載體連接cDNA文庫(kù)逆轉(zhuǎn)錄 基因組DNA文庫(kù)的構(gòu)建 將總DNA經(jīng)過(guò)酶解，經(jīng)蔗糖梯度離心或瓊脂糖凝膠電泳分離不同

12、長(zhǎng)短的DNA片段。包含的基因組片段分別克隆在質(zhì)粒或噬菌體載體上，轉(zhuǎn)染細(xì)菌或體外包裝到噬菌體顆粒上便構(gòu)成了該生物的基因組文庫(kù)。cDNA文庫(kù)的構(gòu)建mRNA 反轉(zhuǎn)錄cDNA(互補(bǔ)DNA）第二條DNA鏈32P標(biāo)記的DNA分子探針雜交放射自顯影法 如何從基因文庫(kù)中獲取目的基因2、PCR(多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)) 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）PCR技術(shù)是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的縮寫(xiě)。是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。加入4種物質(zhì)： （1）作為模板的DNA序列； （2） DNA引物（20個(gè)左右堿基的短DNA單鏈，與被分離的目的基因兩條鏈各自5端序列相互補(bǔ)）； （3）TaqDNA聚合酶； （4）dNTP（dATP

13、, dTTP, dGTP和dCTP）。 （5）能量ATP 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）變性、退火、延伸三步曲高溫變性：雙鏈DNA解鏈成為單鏈DNA低溫退火：部分引物與模板的單鏈DNA的特定互補(bǔ)部位相配對(duì)成雙鏈適溫延伸：以目的基因?yàn)槟０?，合成互補(bǔ)的新DNA鏈 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）每一輪聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可使目的基因片段增加一倍30輪循環(huán)可獲得 230（1.07109)個(gè)基因片段3.化學(xué)方法人工合成(DNA合成儀) 反轉(zhuǎn)錄人工合成互補(bǔ)DNA, cDNA構(gòu)建基因文庫(kù)獲取目的基因存在的問(wèn)題費(fèi)時(shí)費(fèi)事內(nèi)含子序列反轉(zhuǎn)錄人工合成互補(bǔ) DNA方法的優(yōu)勢(shì) 獲取的DNA片段往往是具有特定功能的目的基因第二步:基因表達(dá)載

14、體的構(gòu)建(核心) 構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是什么?基因表達(dá)載體的組成包括哪幾部分?各有什么作用? 1、目的基因-編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因 2、啟動(dòng)子 -與轉(zhuǎn)錄的開(kāi)始有關(guān) 3、終止子 -與轉(zhuǎn)錄的終止有關(guān) 4、標(biāo)記基因-鑒別受體細(xì)胞中是否有了目的基因有 便于篩選 5、復(fù)制原點(diǎn)-復(fù)制的起點(diǎn)例7 假設(shè)以大腸桿菌質(zhì)粒作為運(yùn)載體，并以同一種限制性內(nèi)切酶切割運(yùn)載體與目的基因，將切割后的運(yùn)載體與目的基因片段混合，并加入DNA連接酶。連接產(chǎn)物至少有 種DNA分子，它們分別是: 運(yùn)載體自連的、目的基因片段自連的、運(yùn)載體與目的基因片段相連的環(huán)狀DNA分子3第三步:將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞1.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)

15、化法（Ti質(zhì)粒）(雙子葉、裸子植物常用）目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞中維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程叫轉(zhuǎn)化當(dāng)植物受到損傷時(shí)，傷口處的細(xì)胞會(huì)分泌大量的酚類化合物，吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞，這時(shí)農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上?；驑尫?單子葉植物常用)基因槍法(單子葉植物常用)花粉管通道法2.將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞顯微注射技術(shù)提純含目的基因的表達(dá)載體取出卵細(xì)胞顯微注射受精卵移植入輸卵管或子宮發(fā)育成具新性狀的動(dòng)物3.將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞 原核生物繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少，故早期常作為受體細(xì)胞。大腸桿菌細(xì)胞用Ca2+處理感受態(tài)細(xì)胞重組

16、表達(dá)載體DNA溶于緩沖液混合轉(zhuǎn)入第四步：目的基因的檢測(cè)與鑒定1.檢測(cè)是否插入了目的基因(原理:DNA分子雜交技術(shù))2.檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA(原理:DNA-RNA雜交技術(shù))3.檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)(原理:抗原-抗體雜交技術(shù))4.個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定 DNA雜交直接鑒定08重慶31、2007年我國(guó)科學(xué)家率先完成了家蠶基因組精細(xì)圖譜的繪制，將13000多個(gè)基因定位于家蠶染色體DNA上，請(qǐng)回答以下有關(guān)家蠶遺傳變異的問(wèn)題：在家蠶的基因工程實(shí)驗(yàn)中，分離基因的做法包括用對(duì)DNA進(jìn)行切割，然后將DNA片段與 結(jié)合成重組DNA，并將重組DNA轉(zhuǎn)入大腸桿菌進(jìn)行擴(kuò)增等。家蠶的體細(xì)胞共有56條染色

17、體，對(duì)家蠶基因組進(jìn)行分析（參照人類基因組計(jì)劃要求），應(yīng)測(cè)定家蠶條雙鏈DNA分子的核苷酸序列。決定家蠶絲心蛋白H鏈的基因編碼區(qū)有16000個(gè)堿基對(duì)，其中有1000個(gè)堿基對(duì)的序列不編碼蛋白質(zhì)，該序列叫；剩下的序列最多能編碼 個(gè)氨基酸（不考慮終止密碼子），該序列叫。為了提高蠶絲的產(chǎn)量和品質(zhì)，可以通過(guò)家蠶遺傳物質(zhì)改變引起變異和進(jìn)一步選育來(lái)完成，這些變異的來(lái)源有?；蛲蛔儭⒒蛑亟M、染色體變異限制酶運(yùn)載體（或質(zhì)粒）29內(nèi)含子5000外顯子例5 科學(xué)家通過(guò)基因工程的方法，能使馬鈴薯塊莖含有人奶主要蛋白。以下有關(guān)基因工程的敘述，錯(cuò)誤的是 A 采用反轉(zhuǎn)錄的方法得到的目的基因有內(nèi)含子 B 基因非編碼區(qū)對(duì)于目的基

18、因在塊莖中的表達(dá)是不可缺少的 C 馬鈴薯的葉肉細(xì)胞可用為受體細(xì)胞 D 用同一種限制酶，分別處理質(zhì)粒和含目的基因的DNA，可產(chǎn)生粘性末端而形成重組DNA分子A【例】下圖是將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)爰?xì)菌D細(xì)胞內(nèi)，產(chǎn)生“工程菌”的示意圖。所用的載體為質(zhì)粒A。已知細(xì)菌D細(xì)胞內(nèi)不含質(zhì)粒，也不含質(zhì)粒A上的基因，質(zhì)粒A導(dǎo)入細(xì)菌后，其上的基因能得到表達(dá)。（1）圖中A和B產(chǎn)生的C叫 ，它通常在體外完成，此過(guò)程必須用到的工具酶為 。（2）目前把C導(dǎo)入細(xì)菌時(shí)效率不高，在導(dǎo)入前一般要用 處理細(xì)菌，以增大細(xì)菌細(xì)胞細(xì)胞壁的通透性。重組DNA（質(zhì)粒）限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶CaCl2（3）在導(dǎo)入完成后得到的細(xì)菌，實(shí)際上有的根

19、本沒(méi)有導(dǎo)入質(zhì)粒，有的導(dǎo)入了普通質(zhì)粒，只有少數(shù)導(dǎo)入的是C。所以在基因工程的操作步驟中必須要有_ 這一步驟。 目的基因的檢測(cè)與表達(dá)（4）如何鑒別得到的細(xì)菌是否導(dǎo)入了質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一簡(jiǎn)單方案。（5）若把已導(dǎo)入了普通質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒的細(xì)菌放在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，含普通質(zhì)粒A的細(xì)菌 ；含重組質(zhì)粒的細(xì)菌 。原因 。將得到的細(xì)菌接種在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能生長(zhǎng)的就導(dǎo)入了，反之則沒(méi)有。能生長(zhǎng)不能生長(zhǎng)目的基因的導(dǎo)入，破壞了四環(huán)素抗性基因。例11 以下說(shuō)法正確的是 （ ） A、所有的限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列 B、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運(yùn)載體 C、運(yùn)載體必須具備的條件之一是：具有多個(gè)限制

20、酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接 D、基因控制的性狀都能在后代表現(xiàn)出來(lái)C例12 有關(guān)基因工程的敘述正確的是 （ ） A、限制酶只在獲得目的基因時(shí)才用 B、重組質(zhì)粒的形成在細(xì)胞內(nèi)完成 C、質(zhì)粒都可作為運(yùn)載體 D、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料D三、基因工程的應(yīng)用（一）、植物基因工程碩果累累轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力,以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物等方面.1.抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物2.抗病轉(zhuǎn)基因植物4.利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)3.抗逆轉(zhuǎn)基因植物（二）、動(dòng)物基因工程前景廣闊1.用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度2.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)如轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁，乳糖含量降低，營(yíng)養(yǎng)成分不變3.用轉(zhuǎn)基因的動(dòng)

21、物生產(chǎn)藥物 繁殖具有抗病能力、高產(chǎn)仔率、高產(chǎn)奶率和高質(zhì)量的皮毛等優(yōu)良品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。 該過(guò)程的重要步驟是通過(guò)感染或顯微注射技術(shù)將重組DNA轉(zhuǎn)移到動(dòng)物受精卵中?；蚬こ淘谛竽琉B(yǎng)殖業(yè)上的應(yīng)用主要是什么？ 將人的生長(zhǎng)激素基因和牛的生長(zhǎng)素基因分別注射到小白鼠受精卵中，得到的“超級(jí)小鼠”。 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的乳腺。就基因藥物而言，最理想的表達(dá)場(chǎng)所是哪里？ 是指把人或哺乳動(dòng)物的某種基因?qū)氲讲溉閯?dòng)物(如鼠、兔、羊和豬)的受精卵里，目的基因若與受精卵染色體DNA整合，細(xì)胞分裂時(shí)，該基因隨染色體的倍增而倍增，使每個(gè)細(xì)胞中都帶有目的基因，使性狀得以表達(dá)，并穩(wěn)定地遺傳給后代，從而獲得基因產(chǎn)品。這樣一種新的個(gè)體，稱為轉(zhuǎn)

22、基因動(dòng)物。 什么叫轉(zhuǎn)基因動(dòng)物？ 1）乳腺是一個(gè)外分泌器官，乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會(huì)影響轉(zhuǎn)基因動(dòng)物本身的生理代謝反應(yīng)。 2）從乳汁中獲取目的基因產(chǎn)物，產(chǎn)量高，易提純，表達(dá)的蛋白質(zhì)已經(jīng)過(guò)充分的修飾加工，具有穩(wěn)定的生物活性。 3）從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產(chǎn)物的同時(shí)，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物又可無(wú)限繁殖。為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達(dá)場(chǎng)所呢？4.用轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物作器官移植的供體在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素直接生物體的哪些結(jié)構(gòu)中提?。克幤分苯訌纳锏慕M織、細(xì)胞或血液中提取。傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的缺點(diǎn)由于受原料來(lái)源的限制，價(jià)格十分昂貴?？衫檬裁捶椒▉?lái)解決上述問(wèn)題？ 利用基因工程方法制造“工程菌”，可

23、高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。（三）.基因工程藥品異軍突起.利用微生物生產(chǎn)藥物的優(yōu)越性何在? 所謂利用微生物生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物，是指將人們需要的某種蛋白質(zhì)的編碼基因，構(gòu)建成表達(dá)載體后導(dǎo)入微生物，然后利用微生物發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物。與傳統(tǒng)的制藥相比有以下優(yōu)越性： （1）利用活細(xì)胞作為表達(dá)系統(tǒng)，表達(dá)效率高，無(wú)需大型裝置和大面積廠房就可以生產(chǎn)出大量藥品。 （2）可以解決傳統(tǒng)制藥中原料來(lái)源的不足。例如，胰島素是治療糖尿病患者的藥物，一名糖尿病患者每年需用的胰島素需要從40頭?；?0頭豬的胰臟中才能提取到。1978年科學(xué)家用2 000 L大腸桿菌發(fā)酵液得到100 g胰島素，相當(dāng)于從1 000

24、kg豬胰臟中提取的量。又如，生長(zhǎng)素是治療侏儒癥患者的藥物，治療一名侏儒癥患者每年需要從80具尸體的腦下垂體中提取生長(zhǎng)素。利用基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn)就不需要從動(dòng)物或人體上獲取原料。 （3）降低生產(chǎn)成本，減少生產(chǎn)人員和管理人員。基因治療是把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用，從而達(dá)到治療疾病的目的 目前人類基因治療主要集中在遺傳性疾病、腫瘤及某些傳染性疾病。至1997年初，全世界共記錄了2103例基因治療病例（美國(guó)1700例）。其中68%是治療腫瘤的，19%是治療遺傳病的，12%治療傳染性疾病等。 （四）、基因治療曙光初照SCID的基因工程治療重癥聯(lián)合免疫缺陷（SCID）患者缺乏正常的人

25、體免疫功能，只要稍被細(xì)菌或者病毒感染，就會(huì)發(fā)病死亡。這個(gè)病的機(jī)理是細(xì)胞的一個(gè)常染色體上編碼腺苷酸脫氨酶（簡(jiǎn)稱ADA）的基因（ada）發(fā)生了突變?？梢酝ㄟ^(guò)基因工程的方法治療。SCID患者生存在無(wú)菌環(huán)境中基因治療SCID的過(guò)程體外基因治療體內(nèi)基因治療用于基因治療的基因種類1。用正?；虼嫒毕莼颍蛞揽科浔磉_(dá)產(chǎn)物來(lái)彌補(bǔ)病變基因帶來(lái)的缺陷。如血友病、地中海貧血病的治療。2。反義基因。用mRNA分子與病變的mRNA分子進(jìn)行互補(bǔ)，阻斷蛋白質(zhì)的合成。3。自殺基因。編碼可殺死癌變細(xì)胞的蛋白酶基因。答案：D（09浙江卷）3下列關(guān)于基因工程的敘述，錯(cuò)誤的是A目的基因和受體細(xì)胞均可來(lái)自動(dòng)、植物或微生物B限制性核

26、酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶C人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原無(wú)生物活性D載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞和促進(jìn)目的基因的表達(dá)答案：C（09廣東理基）45錢(qián)永健先生因在研究綠色熒光蛋白方面的杰出成就而獲2008年諾貝爾獎(jiǎng)。在某種生物中檢測(cè)不到綠色熒光，將水母綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)入該生物體內(nèi)后，結(jié)果可以檢測(cè)到綠色熒光。由此可知 A該生物的基因型是雜合的 B該生物與水母有很近的親緣關(guān)系 C綠色熒光蛋白基因在該生物體內(nèi)得到了表達(dá) D改變綠色熒光蛋白基因的1個(gè)核苷酸對(duì)，就不能檢測(cè)到綠色熒光例13下列關(guān)于基因工程應(yīng)用的敘述，正確的是A.基因治療就是把缺陷基因誘變成正?；駼

27、.基因診斷的基本原理是DNA分子雜交C.一種基因探針能檢測(cè)水體中的各種病毒D.原核基因不能用來(lái)進(jìn)行真核生物的遺傳改良（09上海理綜卷）20科學(xué)家運(yùn)用基因工程技術(shù)將人胰島素基因與大腸桿菌的質(zhì)粒DNA分子重組，并且在大腸桿菌體內(nèi)獲得成功表達(dá)。圖示a處為胰島素基因與大腸桿菌質(zhì)粒DNA結(jié)合的位置，它們彼此能結(jié)合的依據(jù)是A基因自由組合定律B半保留復(fù)制原則C基因分離定律D堿基互補(bǔ)配對(duì)原則答案：D（09江蘇卷）34（7分）蘇云金桿菌（Bt）能產(chǎn)生具有殺蟲(chóng)能力的毒素蛋白。下圖是轉(zhuǎn)Bt毒素蛋白基因植物的培育過(guò)程示意圖（為抗氨芐青霉素基因），據(jù)圖回答下列問(wèn)題。（1）將圖中的DNA用Hind、BamH完全酶切后，反

28、應(yīng)管中有 種DNA片段 4（2）圖中表示 Hind與BamH酶切、DNA連接酶連接的過(guò)程，此過(guò)程可獲得 種重組質(zhì)粒；如果換用Bst l與BamH酶切，目的基因與質(zhì)粒連接后可獲得 種重組質(zhì)粒。 21（3）目的基因插入質(zhì)粒后，不能影響質(zhì)粒的 。（4）圖中的Ti質(zhì)粒調(diào)控合成的vir蛋白，可以協(xié)助帶有目的基因的TDNA導(dǎo)人植物細(xì)胞，并防止植物細(xì)胞中 _ _對(duì)TDNA的降解。復(fù)制DNA水解酶（5）已知轉(zhuǎn)基因植物中毒素蛋白只結(jié)合某些昆蟲(chóng)腸上皮細(xì)胞表面的特異受體，使細(xì)胞膜穿孔，腸細(xì)胞裂解，昆蟲(chóng)死亡。而該毒素蛋白對(duì)人類的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小，原因是人類腸上皮細(xì)胞 。 表面無(wú)相應(yīng)的特異性受體（6）生產(chǎn)上常將上述轉(zhuǎn)基因作

29、物與非轉(zhuǎn)基因作物混合播種，其目的是降低害蟲(chóng)種群中的 基因頻率的增長(zhǎng)速率?？剐岳?4 我國(guó)科學(xué)家運(yùn)用基因工程技術(shù)，將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲(chóng)基因?qū)朊藁?xì)胞并成功表達(dá)，培育出了抗蟲(chóng)棉。下列敘述不正確的是A基因非編碼區(qū)對(duì)于抗蟲(chóng)基因在棉花細(xì)胞中的表達(dá)不可缺少B重組DNA分子中增加一個(gè)堿基對(duì)，不一定導(dǎo)致毒蛋白的毒性喪失C抗蟲(chóng)棉的抗蟲(chóng)基因可通過(guò)花粉傳遞到近緣作物，從而造成基因污染D轉(zhuǎn)基因棉花是否具有抗蟲(chóng)特性是通過(guò)檢測(cè)棉花對(duì)抗生素抗性來(lái)確定的D(07北京理綜)2利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列各項(xiàng)中能說(shuō)明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是 A棉花二倍體細(xì)胞中檢測(cè)到細(xì)菌的抗蟲(chóng)基因 B大

30、腸桿菌中檢測(cè)到人胰島素基因及其mRNAC山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素DNA序列 D酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白答案：D四、蛋白質(zhì)工程？ 在現(xiàn)代生物技術(shù)中，蛋白質(zhì)工程出現(xiàn)得最晚，是在20世紀(jì)80年代初期出現(xiàn)的。1983年 “蛋白質(zhì)工程”這個(gè)名詞出現(xiàn)后，隨即被廣泛接受和采用。蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過(guò)基因修飾或基因合成,對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。 （一）、蛋白質(zhì)工程崛起的理由基因工程只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)。天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。（二）、蛋白質(zhì)工程的基本原理2.原理 中心法則的逆推3.過(guò)程設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)期蛋白質(zhì)功能推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）1.目的 根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求， 對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。蛋白質(zhì)工程操作程序的基本思路與基因工程有什么不同？