基因工程与蛋白质工程的相关生物性

1、基因工程与蛋白质工程的相关生物性 专题一 基因工程与蛋白质工程 考纲引领1.基因工程的诞生（）。 2.基因工程的原理及技术（）。 3.基因工程的应用（）。4.蛋白质工程 （）。 考点一基因工程的概念及基本工具 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 1.基因工程的概念 （1）供体：提供 。 （2）操作环境： 。 （3）操作水平： 水平。 （4）原理： 。 （5）受体：表达目的基因。 （6）本质：性状在 体内表达。 （7）优点：克服 的障碍， 定向改造生物的 。 目的基因目的基因 体外体外 分子分子 基因重组基因重组 受体受体 远缘杂交不亲和远缘杂交不亲和 遗传性状遗传性状 基因工程与蛋白质工程的相关

2、生物性 2.基因工程的基本工具 （1）限制性核酸内切酶 来源：主要从 生物中分离纯化 而来。 作用：识别特定的 并切开相 应两个核苷酸之间的 。 结果：产生 或平末端。 原核原核 核苷酸序列核苷酸序列 磷酸二酯键磷酸二酯键 黏性末端黏性末端 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 （2）DNA连接酶 常用类 型 Ecoli DNA连接酶T4DNA连接酶 来源T4噬菌体 功能连接黏性末端连接 结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 大肠杆菌 黏性末端和平末端 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 （3）载体 其他载体：噬菌体衍生物、 等。 动植物病毒动植物病毒 双链环状双链环状DNA分子分子 限

3、制酶限制酶 标记基因标记基因 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 3.基因工程的基本工具（判一判） （1）限制酶只能用于切割目的基因（） （2）限制酶切割DNA分子具有特异性（） （3）限制酶切割DNA后可产生黏性末端和平末端 两种类型（） （4）DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接 起来 （） （5）Ecoli DNA连接酶既可连接平末端，又可连 接黏性末端（） （6）质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用 的载体（） （7）载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中， 使之稳定存 在并表达 （） 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 1.与DNA分子相关的酶 （1）几种酶的比较： 种类 项目

4、限制酶 DNA 连接酶 DNA 聚合酶 解旋酶 作用底物DNA分子 DNA分 子片段 脱氧 核苷酸 DNA分子 作用部位 磷酸 二酯键 磷酸 二酯键 磷酸 二酯键 碱基对间 的氢键 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 作用特点 切割目的基因及载 体，能专一性识别 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 将双链DNA片 段“缝合”起来， 恢复被限制酶 切开了的两个 核苷酸之间的 磷酸二酯键 只能将单个脱 氧核苷酸添加 到脱氧核苷酸 链上 将DNA两条链 之间的氢键打开 作用结果 形成黏性末端或平 末端 形成重组DNA 分子 形成新的

5、 DNA分子 形成单链DNA 分子 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 （2）限制酶与DNA连接酶的关系： 限制酶不切割自身DNA的原因是：原 核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列 已经被修饰。 DNA连接酶起作用时不需要模板。 2.载体 （1）作用： 作为运载工具，将目的基因转移到宿主 细胞内。 利用它在宿主细胞内对目的基因进行大 量复制。 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 （2）具备的条件： 能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。 有多个限制酶切割位点，以便与外源基 因连接。 具有特殊的标记基因，以便进行筛选。 （3）种类： 质粒：一种祼露的、结构简单、独立于 细菌拟核DNA之外，能够自我复制

6、的很小 的双链环状DNA分子； 噬菌体的衍生物； 动植物病毒。 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 【高考警示】 概念不清导致错误，巧辨基 因工程操作工具的8个易错点 （1）限制酶是一类酶，而不是一种酶。 （2）限制酶的成分为蛋白质，其作用的发 挥需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱 均易使之变性失活。 （3）在切割目的基因和载体时要求用同一 种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。 （4）将一个基因从DNA分子上切割下来， 需要切两处，同时产生4个黏性末端。 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 （5）不同DNA分子用同一种限制酶切割 产生的黏性末端都相同，同一个DNA分子 用不同的限制酶切割，产生的

7、黏性末端一般 不相同。 （6）限制酶切割位点应位于标记基因之 外，不能破坏标记基因，以便于进行检测。 （7）基因工程中的载体与细胞膜上物质 运输的载体不同。基因工程中的载体是 DNA分子，能将目的基因导入受体细胞内； 膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。 （8）基因工程中有3种工具，但工具酶只 有2种。 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 三种基本工具的作用涉及基因工程操作 程序的关键步骤，是近几年高考考查的高频 率考点。 真题回顾 判断基因工程基本工具的正误： （1）将大肠杆菌的质粒连接上人生长激 素的基因后，大肠杆菌获得的能产生人生长 激素的变异可以遗传（2012四川卷T2B） （） （2

8、）利用DNA聚合酶将控制蓝色色素合 成的基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞 （2012浙江卷T6C） （） 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 （3）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 （2010大纲全国卷T5B） （） （4）每个重组质粒至少含一个限制性核 酸内切酶识别位点（2011浙江卷T6B） （） （5）用限制性核酸内切酶可以切割烟草 花叶病毒的核酸（2010浙江卷T2A） （） （6）限制性核酸内切酶和DNA连接酶是 两类常用的工具酶（2009浙江卷T3B） （） 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 考点分向 考向一基因工程的原理 1.（2013全国大纲）下

9、列实践活动包含基 因工程技术的是 （） A.水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得 基因型纯合新品种 B.抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重 组获得抗虫矮秆小麦 C.将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞， 经组织培养获得抗病植株 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 D.用射线照射大豆使其基因结构发生改变， 获得种子性状发生变异的大豆 【解析】 A项属于单倍体育种，原理是染色 体变异；B项属于杂交育种，原理是基因重 组；C项属于基因工程，原理是基因重组； D项属于诱变育种，原理是基因突变。选C。 【答案】 C 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 2.下列有关基因工程技术的原理或实质的叙 述，合理的有（

10、） 基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 基因治疗的原理是将正常基因导入病人体内， 使该基因的表达产物发挥功能DNA探针技 术的原理是探针与样品中变性处理的DNA单链 配对杂交构建基因表达载体的实质是基因 突变 PCR技术的实质是体外复制特定DNA片段 的核酸合成技术 A.一项B.两项 C.三项 D.四 项 【解析】 四项均合理，而错误， 构建基因表达载体的实质是基因重组。 【答案】 D 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 考向二限制酶与DNA连接酶 3.若要利用某目的基因（图甲）和P1噬菌体 载体（图乙）构建重组DNA（图丙），限制酶 的酶切位点分别是Bgl （AGATCT）、EcoR（GAAT

11、TC）和 Sau3A（GATC）。下列分析合理的是（） 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 A.用EcoR切割目的基因和P1噬菌体载体 B.用Bgl和EcoR切割目的基因和P1噬 菌体载体 C.用Bgl和Sau3A切割目的基因和P1噬 菌体载体 D.用EcoR和Sau3A切割目的基因和P1 噬菌体载体 【解析】 解答本题的关键是要看准切割 后目的基因插入的方向，只有用EcoR和 Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体，构 建的重组DNA中RNA聚合酶在插入的目的 基因上的移动方向才一定与图丙相同。 【答案】 D 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 4.下图是基因工程中利用pBR322质粒 （ 表示

12、氨苄青霉素抗性基因，Telr表 示四环素抗性基因）与抗病基因构建重组质 粒的示意图，该质粒上的Pst、Sma、 EcoR、Apa等四种限制酶的识别序列及 切割位点见下表。结合图表，叙述错误的是 （） 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 A.pBR322质粒、抗病基因和重组质粒的 基本组成单位都是脱氧核苷酸 B.形成重组质粒时，应选用限制酶Pst和 EcoR对含抗病基因的DNA、质粒进行切 割 C.一个质粒被限制酶EcoR、Pst、 Sma同时切割后可得到3个DNA片段和6个 黏性末端 D.将受体细胞置于含有四环素的培养基上 培养，可筛选出已导入抗病基因的受体细胞

13、 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 【解析】 图中pBR322质粒、抗病基因和重组 质粒都是DNA分子，其基本组成单位都是脱氧 核苷酸；通过分析含抗病基因的DNA，可知该 DNA含三个限制酶切割位点，其中Sma 的切 割位点位于抗病基因内部，因此用Pst， EcoR才能完整地切下该抗病基因；一个质粒 被限制酶EcoR 、Pst、Sma同时切割后可 得到3个DNA片段，产生6个末端，从表格信息 可知，EcoR 、Pst切割产生的4个末端是黏 性末端，而Sma 切割产生的2个末端是平末端； 当EcoR切割质粒时，氨苄青霉素抗性基因 （Ampr）已受到破坏，因此，在筛选时，应将 受体细胞置于含有四环

14、素的培养基上培养。 【答案】 C 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 考点二基因工程的操作步骤 基因文库基因文库 PCR技术技术 启动子启动子 标记基因标记基因 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 农杆菌转化法农杆菌转化法 花粉管通道法花粉管通道法 显微注射显微注射 DNA分子杂交分子杂交 分子杂交分子杂交 抗原抗原抗体杂交抗体杂交 个体生物学水平个体生物学水平 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 1.获取目的基因 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 2.基因表达载体的构建基因工程的核 心 （1）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。 基因工

15、程与蛋白质工程的相关生物性 （3）构建过程： 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 3.将目的基因导入受体细胞 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感受态细胞法 受体 细胞 体细胞受精卵原核细胞 转化 过程 将目的基因插入到Ti质 粒的TDNA上农杆菌 导入植物细胞整合 到受体细胞的染色体 DNA上表达 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 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 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 4.目的基因的检测与鉴定 基因工程与蛋白质工程的相关生

16、物性 【高考警示】 基因工程操作的8个易错点 （1）目的基因的插入位点不是随意的 基因表达需要启动子与终止子的调控，所 以目的基因应插入到启动子与终止子之间的 部位。 （2）基因工程操作过程中只有第三步 （将目的基因导入受体细胞）没有碱基互补 配对现象。第一步存在逆转录法获得DNA， 第二步存在黏性末端连接现象，第三步检测 存在分子水平杂交方法。 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 （3）原核生物作为受体细胞的优点：繁 殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少。 （4）一般情况下，用同一种限制酶切割 质粒和含有目的基因的片段，但有时可用两 种限制酶分别切割质粒和目的基因，这样可 避免质粒和质粒之间、目

17、的基因和目的基因 之间的连接。 （5）目的基因进入受体细胞内，并且在 受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转 化。转化的实质是目的基因整合到受体细胞 染色体基因组中。 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 （6）不熟悉标记基因的种类和作用：标记 基因的作用筛选、检测目的基因是否导 入受体细胞，常见的有抗生素抗性基因、发 光基因（表达产物为带颜色的物质）等。 （7）对受体细胞模糊不清：受体细胞常用 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。要合成糖蛋白、有生物 活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌（需 内质网、高尔基体的加工、分泌）；一般不 用支

18、原体，原因是它营寄生生活；一定不能 用哺乳动物成熟的红细胞，原因是它无细胞 核，不能合成蛋白质。 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 （8）还应注意的问题有：基因表达载 体中，启动子（DNA片段）起始密码子 （RNA）；终止子（DNA片段）终止密 码子（RNA）。基因表达载体的构建是 最核心、最关键的一步，在体外进行。 基因工程的基本操作程序是近几年高考 的高频考点，分值比重较大，与其他工程结 合考查的情况较常见，考查形式既有非选择 题又有选择题。 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 真题回顾 （2012江苏高考）图1表示含有目的基 因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分 碱基序列，图2表示一

19、种质粒的结构和部分碱 基序列。现有Msp、BamH、Mbo、 Sma4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱 基序列和酶切位点分别为CCGG、 GGATCC、GATC、CCCGGG。请回 答下列问题： 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 （1）图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个 碱基之间依次由连接。 （2）若用限制酶Sma完全切割图1中 DNA片段，产生的末端是末端， 其产物长度为_ _ _。 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 （3）若图1中虚线方框内的碱基对被TA碱 基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合 子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶 Sma完全切割，产物中共有种不同 长度的DNA

20、片段。 （4）若将图2中质粒和目的基因D通过同种限 制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应 选用的限制酶是。在导入重组质粒后， 为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要 用添加的培养基进行培养。经检测， 部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因 D不能正确表达，其最可能的原因是 _。 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 【解析】 （1）一条脱氧核苷酸链中相邻的两 个碱基之间是通过“脱氧核糖磷酸脱氧 核糖”相连的，要注意与两条脱氧核苷酸链 的相邻碱基之间通过氢键相连进行区分。 （2）从Sma的识别序列和切点可见，其切 割后产生的是平末端，图1中DNA片段有 Sma的两个识别序列，故切割后产生的产

21、 物长度为537（5343）bp、790（7963 3）bp和661（6583）bp三种。（3）图示 方框内发生碱基的替换后，形成的d基因失 去了1个Sma的识别序列，故D基因、d基因 用Sma完全切割后产物中除原有的3种长度 的DNA片段外，还增加一种537790bp的 DNA片段。 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 （4）目的基因的两端都有BamH的识别序列， 质粒的启动子后抗生素A抗性基因上也有 BamH的识别序列，故应选用的限制酶是 BamH，此时抗生素B抗性基因作为标记基因， 故筛选时培养基中要添加抗生素B。若重组质 粒已导入了受体细胞却不能表达，很可能是因 为用同种限制酶切割后，目

22、的基因和质粒有两 种连接方式，导入受体细胞的重组质粒是目的 基因和质粒反向连接形成的。 【答案】 （1）脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖） 平537 bp、790 bp、661 bp （3）4（4） BamH 抗生素B同种限制酶切割形成的末 端相同，部分目的基因D与质粒反向连接 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 考点分向 考向一基因工程的基本操作技术 1.下列有关基因工程操作的叙述中，正确的是 （） A.用同种限制酶切割载体与目的基因可获得 相同的黏性末端 B.以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基 因与原基因的碱基序列相同 C.检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因 工程操作的成功 D.用含抗生素抗

23、性基因的质粒作为载体是因 为其抗性基因便于与外源基因连接 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 【解析】 一种氨基酸可以由多种密码子控制， 因此以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的 基因与原基因通常不同；只有目的基因表达， 使受体表现出目标性状或获得目标产物才标志 着基因工程操作的成功；抗生素抗性基因作为 标记基因，用于检测目的基因是否导入受体细 胞。 【答案】 A 2.下图是利用基因工程技术培育转基因植物， 生产可食用疫苗的部分过程示意图，其中Pst、 Sma、EcoR、Apa为四种限制性核酸内 切酶。下列说法错误的是（） 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 A.图示过程是基因工程的核心步骤 B.

24、表达载体构建时需要用到限制酶 Sma C.抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗 原基因的细胞筛选出来 D.除图示组成外，表达载体中还应该含有 启动子和终止子等结构 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 【解析】 图示过程为基因表达载体的构 建过程，是基因工程中的核心步骤。构建过 程中需要将目的基因完整切割下来，而限制 酶Sma的切割位点在目的基因上，使 Sma会破坏目的基因。抗卡那霉素基因是 标记基因，目的是便于鉴定和筛选含有目的 基因的细胞。基因表达载体包括启动子、目 的基因、终止子和标记基因等。 【答案】 B 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 考向二基因工程与其他工程的联系 3.（2014河南省

25、六市二联）目前人及动物 使用的流行性感冒病毒疫苗的生产大多采用 鸡胚。这种传统的方法劳动强度大，鸡胚用 量大，需要繁琐的纯化工艺去除鸡胚蛋白减 少过敏反应。流感的大流行性以及新发流感 的流行迫切需要一种新的疫苗生产方法。下 图是一种RNA流感病毒疫苗研制流程。请 回答有关的问题： （1）流感病毒疫苗的简要操作流程如下： 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 图中步骤所代表的过程是；步 骤可用处理大肠杆菌，使其处于 ；检验S基因是否翻译成S蛋白的方法是 。 （2）如果要生产抗流感病毒的单克隆抗 体，请你帮助完成制备单克隆抗体的主要步 骤： 用该流感病毒对小鼠进行注射，从产生 免疫反应小鼠的脾脏中得到

26、相应的B淋巴细 胞； 设法将鼠的与B淋巴细胞融合， 再用特定的选择性培养基进行筛选，得到既 能，又能的杂交瘤细胞； 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 对上述杂交瘤细胞，还需进行 和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数 量的能分泌所需抗体的细胞； 将杂交瘤细胞在体内或培养， 就可以从中提取出大量的能抗该流感病毒的 单克隆抗体了。 【解析】 （1）步骤所代表的过程是逆 转录，由RNA为模板合成DNA。步骤可用 Ca2处理大肠杆菌，使其处于感受态细胞； 检验S基因是否翻译成S蛋白的方法是抗原 抗体杂交实验。 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 （2）设法将鼠的骨髓瘤细胞与B淋巴细 胞融合，再用特定的选

27、择性培养基进行筛选， 得到既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗 体的杂交瘤细胞；为了获得足够数量的能 分泌所需抗体的细胞，还需进行克隆化培养 和抗体检测；杂交瘤细胞产生单克隆抗体 有两种方法：体内或体外培养。 【答案】 （1）逆转录Ca2感受态 细胞抗原抗体杂交实验 （2）骨髓瘤细胞迅速大量繁殖产生 专一的抗体 克隆化培养体外 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 考点三基因工程的应用和蛋白质工程 1.基因工程的应用（判一判） （1）我国的转基因抗虫棉转入的抗虫基 因是Bt毒蛋白基因（） （2）利用乳腺生物反应器能够获得一些 重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是 因为将人的血清白蛋白基因导入了动物

28、的乳 腺细胞中（） 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 （3）由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素 后可直接应用（） （4）为培育抗除草剂的作物新品种，导 入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体 （） （5）目前，植物基因工程技术主要应用 于提高农作物的抗逆性、生产某些天然药物、 改良农作物的品质、作器官移植的供体（） （6）基因工程药物主要来源于转基因动 物生产（） （7）基因治疗是把正常基因导入病人体 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（） 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 2.蛋白质工程 （1）概念理解 基础：蛋白质分子的 及其与生 物功能的关系。 操作： 或基因合成。 结果：

29、改造了现有蛋白质或制造 出 。 目的：满足人类的 的需求。 （2）操作过程：从预期的 出 发设计预期的 推测应有的 找到相对应的 （基因）基因表达产生需 要的蛋白质。 结构规律结构规律 基因修饰基因修饰 新的蛋白质新的蛋白质 生产和生活生产和生活 蛋白质功能蛋白质功能 蛋白质结构蛋白质结构氨基酸序列氨基酸序列脱氧脱氧 核苷酸序列核苷酸序列 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 （3）（判一判） 蛋白质工程可按照人的意愿生产出自然 界中不存在的蛋白质 （） 人类主要通过直接改造蛋白质的结构来 生产新的蛋白质 （） 蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出 来的第二代基因工程 （） 基因工程与蛋白质工程的相

30、关生物性 1.乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比 较 比较项目乳腺生物反应器工程菌 基因结构 动物基因的结构与人类基因的 结构基本相同 细菌或酵母菌等生物基因的结构与 人类基因的结构有较大差异 基因表达 合成的药物蛋白与天然蛋白质 相同 细菌细胞内没有内质网、高尔基体 等，产生的药物蛋白可能没有活性 受体细胞 哺乳动物的受精卵微生物细胞 生产条件 不需严格灭菌，温度等条件对 其影响不大 需严格灭菌，需严格控制工程菌所 需的外界条件 药物提取从动物乳汁中提取从微生物细胞中提取 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 2.基因治疗与基因诊断 原理操作过程进展 基因 治疗 基因表达 把正常基因导入有基因缺

31、陷的细 胞中，以表达出正常性状来治疗 临床 实验 基因 诊断 碱基互 补配对 制作特定DNA探针与病人样品 DNA混合，分析杂交带情况 临床 应用 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 【高考警示】 （1）有关基因工程应用的 易错点 动物基因工程主要是为了改善畜产品的 品质，而不是为了产生体型巨大的个体。 DNA分子作探针进行检测时应检测单 链，即将待测双链DNA分子打开。 Bt毒蛋白基因控制合成的Bt毒蛋白并无 毒性，进入昆虫消化道被分解成多肽后产生 毒性。 青霉素是青霉菌产生的，不是通过基因 工程产生的。 并非所有个体都可作为乳腺生物反应器。 操作成功的应该是雌性个体，个体本身的繁 殖速度较高

32、，泌乳量、蛋白含量等都是应该 考虑的因素。 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 基因治疗后，缺陷基因没有改变。基因 治疗是把正常基因导入受体细胞中，以表达 正常产物从而治疗疾病，对原来细胞中存在 缺陷的基因没有清除或改变。 （2）有关蛋白质工程的易错点 对蛋白质分子进行改造，其本质是改变 其基因组成。如果对蛋白质直接改造，即使 改造成功，被改造的蛋白质分子还是无法遗 传。 蛋白质工程的实质是根据蛋白质的结构， 创造新基因或者改造老基因，是基因工程的 发展与延续。 蛋白质工程与DNA分子重组技术是分 不开的，常用到基因工程工具酶，如限制酶 和DNA连接酶。 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 历年命

33、题对基因工程和蛋白质工程的基 本原理和应用的考查也逐渐增多，与其他工 程结合考查的情况较常见，考查形式既有非 选择题又有选择题。 真题回顾 判断基因工程应用及蛋白质工程的正误。 （1）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 （2011四川卷T5D） （） （2） 动物的生长激素基因转入植物后不 能表达（2010江苏卷T18C） （） 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 （3）转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体 抗性基因频率增加（2010江苏卷T18B） （） （4） 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，属于基因工 程（2010大

34、纲全国卷T5D） （） （5）蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋 白质（2011江苏卷T14A） （） 考点分向 考向一基因工程的应用 1.如图表示利用农杆菌转化法获得某种转基因 植物的部分操作步骤。以下说法错误的是（ ） 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 A.利用含有四环素的培养基可将含的细菌 筛选出来 B.是农杆菌，通过步骤将目的基因导入 植株 C.可与多个核糖体结合，并可以同时翻译 出多种蛋白质 D.过程的完成需要限制酶和DNA连接酶 的参与 【解析】 是一个mRNA分子，可与多个 核糖体结合形成多聚核糖体，由于翻译的模 板是同一个mRNA分子，故翻译出的是同一种 蛋白质。 【答案】 C

35、 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 2.研究人员将鱼的抗冻基因导入番茄体内， 获得抗冻能力明显提高的番茄新品种。下列 操作合理的是（） A.设计相应DNA单链片段作为引物，利用 PCR技术扩增目的基因 B.利用限制酶和DNA聚合酶构建基因表达 载体 C.将基因表达载体导入番茄细胞之前需用 Ca2处理细胞 D.运用DNA分子杂交技术检测抗冻基因是 否在番茄细胞中表达 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 【解析】 利用限制性核酸内切酶和DNA 连接酶构建基因表达载体；将基因表达载体 导入原核细胞之前需用 处理，番茄细胞为真核细胞；运用抗原 抗体杂交技术可检测抗冻基因是否在番茄细 胞中表达。 【答案】

36、 A 考向二蛋白质工程 3.（2013广东理综）从某海洋动物中获得 一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性 均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗 菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的 是（） A.合成编码目的肽的DNA片段 B.构建含目的肽DNA片段的表达载体 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 C.依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽 D.筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽 【解析】 该题目属于蛋白质工程，已经获 得该目的基因片段，不需要合成编码目的肽的 DNA片段，故A错误，是需要构建含目的肽 DNA片段的表达载体，但这不是第一步，故B 错误；蛋白质工程的第一步是根据蛋白质的功 能，设

37、计P1氨基酸序列，从而推出其基因序列， 故C正确；该基因表达产物为一种抗菌体和溶 血性均较强的多肽P1，目前在P1的基础上研发 抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，而目的多肽 是抗菌性强但溶血性弱，所以必须对其改造， 保持其抗菌性强，抑制其溶血性，故D错误。 【答案】 C 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 4.（2014长沙模拟）下列关于蛋白质工程 和基因工程的比较，不合理的是（） A.基因工程原则上只能生产自然界已存在 的蛋白质，而蛋白质工程可以对现有蛋白质 进行改造，从而制造一种新的蛋白质 B.蛋白质工程是在基因工程的基础上发展 起来的，蛋白质工程最终还是要通过基因修 饰或基因合成来完成 基因工

38、程与蛋白质工程的相关生物性 C.当得到可以在70 条件下保存半年 的干扰素后，在相关酶、氨基酸和适宜的温 度、pH条件下，干扰素可以大量自我合成 D.基因工程和蛋白质工程产生的变异都是 可遗传的 【解析】 利用蛋白质工程生产蛋白质产 品应通过改造相应基因后，再经基因表达大 量产生。 【答案】 C 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 【归纳总结】 基因工程与蛋白质工程的 比较 项目 区别 与联系 蛋白质工程基因工程 区 别 过程 预期蛋白质功能设计预期 的蛋白质结构推测应有的 氨基酸序列找到相对应的 脱氧核苷酸序列 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

39、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 结果可生产自然界没有的蛋白质只能生产自然界已有的蛋白质 联系蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程； 基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 1.（2012浙江卷）天然的玫瑰没有蓝色花， 这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而 开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。 现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正 确的是（） A.提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获 得互补的DNA，再扩增基因B B.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵

40、 牛的基因文库中获取基因B C.利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导 入玫瑰细胞 D.将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并 转入玫瑰细胞 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 【解析】 获取目的基因B，可先提取矮 牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的 DNA，再经PCR技术扩增，A正确；基因文 库构建时是将目的基因与载体连接起来，形 成重组载体，再导入受体菌中储存和扩增， 提取目的基因时不需使用限制酶，B错误； 连接目的基因与质粒的酶是DNA连接酶，C 错误；将目的基因导入植物细胞，常用农杆 菌转化法，不使用大肠杆菌，D错误。 【答案】 A 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 2.（2013江

41、苏单科）小鼠杂交瘤细胞表达的 单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应， 为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变 区基因（目的基因）后再重组表达。下列相关 叙述正确的是（多选）（） A.设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达 载体的序列 B.用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因 的全部序列 C.PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取 的DNA聚合酶 D.一定要根据目的基因编码产物的特性选择 合适的受体细胞 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 【解析】 设计引物时应当与表达载体两 端的序列进行互补配对，A错误；PCR法扩 增目的基因只需要知道基因两端的序列设 计合适的引物即可，而不必知道其全部序

42、列，B正确；PCR中应用耐高温的DNA聚合 酶，C错误；根据目的基因的编码产物选择 合适的受体细胞，以有利于基因的表达，D 正确，因此答案为B、D。 【答案】 BD 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 3.（2012新课标全国卷）根据基因工程的 有关知识，回答下列问题： （1）限制性内切酶切割DNA分子后产生 的片段，其末端类型有和 。 （2）质粒运载体用EcoR切割后产生的 片段如下： AATTCG GCTTAA 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 为使运载体与目的基因相连，含有目的基 因的DNA除可用EcoR切割外，还可用另 一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特 点是_ _ _ _。 （3）按其来源不同，基因工程中所使用 的DNA连接酶有两类，即DNA连 接酶和DNA连接酶。 基因工程与蛋白质工程的相关生物性 （4）反转录