基因工程应用LGM

1、基因工程基因工程的应用的应用植物基因工程技术主要用于提高农作物的 能力，以及改良农作物的 和利用植物生产 等方面。抗逆抗逆品质品质药物药物（一）抗虫转基因植物1 1杀虫基因种类：BtBt毒蛋白基因、抑制剂基因、抑制剂基因、植物凝集素基因等。2 2成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。蛋白酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶3、下图表示从苏云金芽孢杆菌分离出来的杀虫晶体蛋白质基因(简称Bt基因)及形成转 基因抗虫植物的图解。请回答： (1)在下列含有ATP和有关的酶的试管中大量而快捷地获取Bt基因的最佳方案是下图中( )D(2)写出b过程表达式： 。(3)活化的毒性物质应是一种分子，活化的毒性物质全部或部分

2、嵌合于昆虫的细胞膜上，使细胞膜产生孔道，导致细胞由于平衡的破坏而破裂。(4)我国在“863”计划资助下开展Bt抗虫棉育种等研究，这将对 、 和农业可持续发展产生巨大影响。 多肽 渗透农业害虫防治环境保护Bt基因基因 转录转录mRNA翻译翻译原毒素原毒素( (二) )抗病转基因植物1 1植物的病原微生物： 、 和细菌等。2 2抗病基因种类：(1)(1)抗病毒基因：病毒 基因和病毒的复制酶基因。(2)(2)抗真菌基因： 基因和抗毒素合成基因。(3)(3)成果：烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。病毒病毒外壳蛋白外壳蛋白几丁质酶几丁质酶渗透压渗透压(三)抗逆转基因植物1抗逆基

3、因：调节细胞 基因使作物抗碱、抗旱；鱼的 基因使作物耐寒； 使作物抗除草剂。2成果：抗盐碱烟草，抗干旱烟草，抗除草剂大豆、玉米，抗冻番茄等。真菌真菌抗冻蛋白抗除草剂基因1 1优良基因： 基因、 的基因和植物花青素代谢有关的基因。必需氨基酸含量多的蛋白质编码( (四) )转基因改良植物品质转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。控制番茄果实成熟2 2成果：二、动物基因工程成果二、动物基因工程成果(一一)提高动物的生长速度提高动物的生长速度1生长基因：外源生长基因：外源基因。基因。2成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。(二二)改善畜产品的品质改善畜产品的品质1优良基因：肠

4、乳糖酶基因。优良基因：肠乳糖酶基因。2成果：转基因牛成果：转基因牛 含量少。含量少。(三三)转基因动物作器官移植的供体转基因动物作器官移植的供体1器官供体：抑制或除去抗原决定基因。器官供体：抑制或除去抗原决定基因。2成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。官。(四四)转基因动物生产药物转基因动物生产药物1基因来源：药用基因来源：药用基因和基因和 蛋白基因蛋白基因的启动子。的启动子。2成果：乳腺生物反应器。成果：乳腺生物反应器。生长激素生长激素分泌的乳汁中分泌的乳汁中 乳糖乳糖蛋白蛋白乳腺乳腺用基因工程技术实现动物乳用基因工程技术实现动物乳腺生

5、物反应器的操作过程腺生物反应器的操作过程 获取目的基因（例如血清白蛋白基因）构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加乳腺组织中特异表达的启动子）显微注射导入哺乳动物受精卵中形成胚胎将胚胎送入母体动物发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达）转基因生物与目的基因的关系转基因生物转基因生物目的基因目的基因抗虫棉抗虫棉抗真菌立枯丝核菌的烟草抗真菌立枯丝核菌的烟草抗盐碱和干旱作物抗盐碱和干旱作物耐寒的番茄耐寒的番茄抗除草剂大豆抗除草剂大豆增强甜味的水果增强甜味的水果降低乳糖的奶牛降低乳糖的奶牛生产胰岛素工程菌生产胰岛素工程菌BtBt毒蛋白基因几丁质酶基因和抗毒素合成基因调节细胞渗透压

6、的基因抗冻蛋白基因抗除草剂基因甜味基因肠乳糖酶基因人胰岛素基因小结三、基因工程药物成果三、基因工程药物成果1、利用转基因工程菌生产药物，工程菌是利用转基因工程菌生产药物，工程菌是指指 。 用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系菌类细胞株系2 2成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 3 3、干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血中提取，每升人血只能提取0.5g0.5g，所以价格昂贵。现在美国加利福尼亚州的基因公司用如下图的方式生产干扰素。试分析原理和优点。（1）干扰素的化学本质是）干扰素的化学本质是 ，几乎可以，几乎可以抵抗所有

7、抵抗所有 。糖蛋白糖蛋白病毒引起的感染病毒引起的感染（2 2）从人的淋巴细胞中获取干扰素基因，一般可用 _ 的方法，此基因在基因工程中称为 。（3 3）此基因与细菌的质粒相结合要依靠 ，其作用部位是磷酸二酯键，然后将目的基因移植到酵母菌体内，酵母菌在基因工程中叫 。（5 5）细菌质粒与干扰素基因能够拼接, ,其原因是_ _ 。人的干扰素基因在酵母菌体内合成了人的干扰素，说明了_。基因文库基因文库目的基因目的基因限制酶和限制酶和DNA连接酶连接酶受体细胞受体细胞都是由四种脱氧核苷酸组成和有规则的双螺旋结构都是由四种脱氧核苷酸组成和有规则的双螺旋结构人的干扰素基因在大肠杆菌体内表达成功人的干扰素基

8、因在大肠杆菌体内表达成功四、基因治疗四、基因治疗外源基因类外源基因类型及举例型及举例 过过 程程特点特点成果成果举例举例体外体外基因基因治疗治疗体内体内基因基因治疗治疗腺苷酸脱氨酶基因治疗遗传性囊性纤维化病的基因从病人体内获得某种从病人体内获得某种细胞细胞细胞培养细胞培养体外完成基因转移体外完成基因转移筛选并扩增培养筛选并扩增培养重新输入患者体内重新输入患者体内操作操作复杂复杂但成但成功率功率高高治疗治疗复合复合型免型免疫缺疫缺陷症陷症外源外源基因基因载体载体携带携带转移转移体内相应体内相应组织细胞组织细胞治疗遗传性囊性纤维化病操作简单成功率低1、比较两种基因治疗比较两种基因治疗 2、基因治疗

9、是指（ ）A.用DNA探针修复缺陷基因 B.用DNA探针检测疾病C.将健康基因导入有基因缺陷的细胞中 D.将健康基因导入受体细胞 3、要彻底治疗白化病必须采用（ ）A基因治疗 B医学手术 C射线照射 D一般药物 CA蛋 白 质 工 程基因的改造蛋白质工程是第二代基因工程蛋白质工程是第二代基因工程蛋白质工程的实质：蛋白质工程的实质： 基因的改造1、胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗血液，而进入血液的胰岛素又

10、容易分解，因此，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题。的生产过程，请据图回答有关问题。(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是建新的胰岛素模型的主要依据是 。胰岛素结晶新的胰岛素高级结构新的胰岛素模型新的胰岛素基因生化制备生化制备与重折叠与重折叠X射线晶体衍射射线晶体衍射计算机设计算机设计及作图计及作图在大肠杆菌或其在大肠杆菌或其他细胞中表达他细胞中表达人工合成人工合成DNA蛋白质的预期功能蛋白质的预期功能胰岛素结晶新的胰岛

11、素高级结构新的胰岛素模型新的胰岛素基因生化制备生化制备与重折叠与重折叠X射线晶体衍射射线晶体衍射计算机设计算机设计及作图计及作图在大肠轩菌或其在大肠轩菌或其他细胞中表达他细胞中表达人工合成人工合成DNA(2)通过通过DNA合成的新基因应与合成的新基因应与 结合后转移结合后转移到到 中才能得到准确表达。中才能得到准确表达。(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有程有 、 和发酵工程。和发酵工程。(4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么？路是什么？载体载体大肠杆菌等受体细

12、胞大肠杆菌等受体细胞蛋白质工程蛋白质工程基因工程基因工程(5)下列关于蛋白质工程的说法错误的是下列关于蛋白质工程的说法错误的是 。A.蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类需要加符合人类需要B.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构操作，定向改变分子的结构C.蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋白质蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋白质分子分子D.蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程因工程根据新

13、的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成出新的合成仪来合成出新的胰岛素基因。胰岛素基因。B从预期的蛋白质功能出发从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列2、蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是 （ ）A.氨基酸结构氨基酸结构 B.蛋白质空间结构蛋白质空间结构C.肽链结构肽链结构 D.基因结构基因结构D定向改造或生产人类定向改造或生产人类

14、所需的蛋白质所需的蛋白质定向改造生物的遗定向改造生物的遗传特传特 性性,以获得人类以获得人类所需的生物类型或所需的生物类型或生物产品生物产品只能生产自然界已有只能生产自然界已有蛋白质蛋白质可生产出自然界没有的可生产出自然界没有的蛋白质蛋白质预期蛋白质功能预期蛋白质功能设计设计预期的蛋白质结构预期的蛋白质结构推推测应有的氨基酸序列测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷找到相对应的脱氧核苷酸序列酸序列获取目的基因获取目的基因构建构建基因表达载体基因表达载体将目将目的基因导入受体细胞的基因导入受体细胞目的基因的检测与目的基因的检测与表达表达4、有关基因工程与蛋白质工程的说法，正确的是有关基因工程与蛋

15、白质工程的说法，正确的是 （ ）A.通过基因工程产生的蛋白质都能符合为类需要通过基因工程产生的蛋白质都能符合为类需要B.通过基因工程能得到自然界不存在的蛋白质通过基因工程能得到自然界不存在的蛋白质C. 蛋白质工程通常是对蛋白质的结构进行直接改造蛋白质工程通常是对蛋白质的结构进行直接改造D.蛋白质工程可以创造新的、自然界不存在的蛋白质蛋白质工程可以创造新的、自然界不存在的蛋白质D如图是某种动物蛋白质工程的示意图，请分析回答：如图是某种动物蛋白质工程的示意图，请分析回答：预期的蛋白质功能预期的蛋白质结构应有的氨基酸序列从动物细胞内获取相关蛋白质的核酸片段雌性动物雌性动物卵母细胞精子体外受精受精卵早

16、期胚胎受体转基因动物载体目的基因基因表达载体(1)目前蛋白质工程中难度最大的是图中编号目前蛋白质工程中难度最大的是图中编号 所示的过程，实现过程的依所示的过程，实现过程的依据有据有 。(2)若相关蛋白质的核酸片段是从细胞质中获取若相关蛋白质的核酸片段是从细胞质中获取的，则过程括的，则过程括 、 。(3) 过程中对核苷酸序列有严格要求的工具酶过程中对核苷酸序列有严格要求的工具酶是是 ，进行过程的目，进行过程的目的是的是 。氨基酸对应的密码子、氨基酸对应的密码子、mRNA与与DNA间的碱基互补配对原则间的碱基互补配对原则逆转录逆转录诱导突变诱导突变限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶使目的基因在受体细

17、胞中稳定存在并遗传使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用挥作用(4)为获得较多的受精卵用于研究，过程的处理方案是 。若过程所得的卵母细胞是从卵巢中获得的，则体外受精前的过程表示 。(5)为提高培育成功率，进行过程之前，对早期胚胎的处理是 对受体动物的处理是 。用促性腺激素进行超数排卵用促性腺激素进行超数排卵在体外培养至减数在体外培养至减数第二次分裂中期第二次分裂中期取其部分细胞用目的基因探针进行取其部分细胞用目的基因探针进行核酸分子杂交检测核酸分子杂交检测用特定激素进行发情处理用特定激素进行发情处理5、将动物致病菌的抗

18、原基因导入马铃薯制成植物疫苗，将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗，饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以下是与植饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表物疫苗制备过程相关的图和表.请根据以上图表回答下列问题。请根据以上图表回答下列问题。（1）在采用常规）在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中，使用方法扩增目的基因的过程中，使用的的DNA聚合酶不同于一般生物体内的聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶，其最聚合酶，其最主要的特点是主要的特点是 。（2）PCR过程中退火（复性）温度必须根据引物的碱基过程中退火（复性）温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定

19、。表数量和种类来设定。表1为根据模板设计的两对引物序为根据模板设计的两对引物序列，图列，图2为引物对与模板结合示意图。请判断哪一对引为引物对与模板结合示意图。请判断哪一对引物可采用较高的退火温度？物可采用较高的退火温度？_。（3）图）图1步骤所用的步骤所用的DNA连接酶对所连接的连接酶对所连接的DNA两端两端碱基序列是否有专一性要求？碱基序列是否有专一性要求？ 。（4）为将外源基因转入马铃薯，图）为将外源基因转入马铃薯，图1步骤转基因所用步骤转基因所用的细菌的细菌B通常为通常为 。耐高温耐高温引物对引物对B否否农杆菌农杆菌5）对符合设计要求的重组质粒）对符合设计要求的重组质粒T进行酶切，。假设

20、所进行酶切，。假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图1中标示中标示的酶切位点和表的酶切位点和表2所列的识别序列，对以下酶切结果所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。作出判断。采用采用EcoR和和Pst酶切，得到酶切，得到_种种DNA片片断。断。采用采用EcoR和和Sma酶切，得到酶切，得到_种种DNA片片断。断。21植物基因工程技术主要用于提高农作物的 能力，以及改良农作物的 和利用植物生产 等方面。抗逆抗逆品质品质药物药物（一）抗虫转基因植物1 1杀虫基因种类：BtBt毒蛋白基因、抑制剂基因、抑制剂基因、植物凝集素基因等。2 2成果：抗虫植物：棉

21、、玉米、马铃薯、番茄等。蛋白酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶1、胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题。的生产过程，请据图回答有关问题。(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据

22、是建新的胰岛素模型的主要依据是 。胰岛素结晶新的胰岛素高级结构新的胰岛素模型新的胰岛素基因生化制备生化制备与重折叠与重折叠X射线晶体衍射射线晶体衍射计算机设计算机设计及作图计及作图在大肠杆菌或其在大肠杆菌或其他细胞中表达他细胞中表达人工合成人工合成DNA蛋白质的预期功能蛋白质的预期功能1、胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速

23、效胰岛素效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题。的生产过程，请据图回答有关问题。(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是建新的胰岛素模型的主要依据是 。胰岛素结晶新的胰岛素高级结构新的胰岛素模型新的胰岛素基因生化制备生化制备与重折叠与重折叠X射线晶体衍射射线晶体衍射计算机设计算机设计及作图计及作图在大肠杆菌或其在大肠杆菌或其他细胞中表达他细胞中表达人工合成人工合成DNA蛋白质的预期功能蛋白质的预期功能(5)下列关于蛋白质工程的说法错误的是下列关于蛋白质工程的说法错误的是 。A.蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类需要加符合人类需要B.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构操作，定向改变分子的结构C.蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋白质蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋白质分子分子D.蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程因工程根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的根据新的胰岛