基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座

基因工程的应用和蛋白质工程的崛起基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第1页一、基因工程应用1．植物基因工程结果提升农作物

能力、改良农作物品质、利用植物生产

等。(1)抗虫转基因植物①方法：将

导入植物体，使其含有抗虫性。抗逆药品杀虫基因基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第2页②结果：各种抗虫作物，如抗虫水稻、抗虫棉、抗虫玉米等。③意义：降低

，降低生产成本，降低环境污染。④主要杀虫基因：

、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。农药用量Bt毒蛋白基因基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第3页(2)抗病转基因植物①方法：将

导入植物体中，使其含有抗病特征。②结果：各种抗病作物，如抗病烟草、小麦、甜椒、番茄等。③意义：提升作物抗病力，增产。④主要抗病基因：抗病毒

和病毒复制酶基因；抗真菌

基因和抗毒素合成基因。抗病基因病毒外壳蛋白基因几丁质酶基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第4页(3)抗逆转基因植物①方法：将

基因导入植物体，取得抗逆作物。②结果：各种抗逆植物，如抗盐碱和干旱烟草、抗寒番茄、抗除草剂大豆和玉米等。③意义：提升作物抗逆能力，稳定高产。④主要抗逆基因：抗盐碱、抗干旱

基因、耐寒

基因、抗除草剂基因。抗逆渗透压调整抗冻蛋白基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第5页(4)利用转基因改良植物品质①方法：将优良性状基因导入植物体，取得

。②结果：

含量较高玉米、耐储存番茄、新花色矮牵牛。③意义：改良植物一些品种。④主要优良性状基因：

蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟基因、与植物花青素代谢相关基因。优良品质植物赖氨酸提升必需氨基酸含量基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第6页2．动物基因工程结果(1)提升动物生长速度①生长基因：外源

基因。②结果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。(2)改进畜产品品质①优良基因：肠

基因。②结果：转基因牛乳汁中

含量少。生长激素乳糖酶乳糖基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第7页(3)转基因动物生产药品①基因起源：药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因

。②结果：乳腺生物反应器。(4)转基因动物作器官移植供体①器官供体：抑制或除去

。②结果：利用

培育没有免疫排斥反应猪器官。开启子抗原决定基因克隆技术基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第8页3．基因工程药品(1)起源：转基因

。(2)结果：

、抗体、疫苗、激素等。(3)作用：预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、各种传染病、

、类风湿等疾病。工程菌淋巴因子糖尿病基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第9页4．基因治疗(1)特点：把

导入病人体内，使该基因表示产物发挥功效，从而达到治疗疾病目标。(2)结果：将腺苷酸脱氨酶基因导入患者

，治疗复合型免疫缺点症。(3)方法：分为体外基因治疗法和

基因治疗法。正常基因体内淋巴细胞基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第10页二、蛋白质工程1．蛋白质工程崛起(1)实质：将一个生物

转移到另一个生物体内，后者产生它本不能产生蛋白质，从而产生新性状。(2)目标：生产符合人们生活需要、并非自然界已存在

。基因蛋白质基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第11页(3)实例：天冬氨酸激酶和

活性受细胞内

影响，当赖氨酸浓度到达一定量时会抑制这两种酶活性，改变两种酶特征后，玉米游离赖氨酸含量提升。二氢吡啶二羧酸合成酶赖氨酸浓度基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第12页2．蛋白质工程原理(1)目标：依据人们对蛋白质功效特定需求，对蛋白质结构进行分子设计。(2)原理：

。(3)过程：预期蛋白质功效―→设计

结构―→推测应有氨基酸序列―→找到对应

序列(基因)。3．蛋白质工程进展前景辽阔，但当前成功例子不多。基因改造预期蛋白质脱氧核苷酸基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第13页基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第14页项目详细应用目标基因作用受体生物备注植物基因工程惯用方法：①农杆菌转化法②基因枪法③花粉管通道法抗虫转基因植物抗虫基因:Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因抗虫：Bt毒蛋白水解成多肽与肠上皮细胞结合,形成穿孔,细胞肿胀裂解致死;两种抑制剂分别抑制对应酶活性,影响消化;植物凝集素为糖蛋白,与肠黏膜结合,影响营养物质吸收和利用棉花、水稻、玉米等①抗虫但不抗病毒、细菌、真菌等②培育抗虫作物优点：降低环境污染、降低生产成本③不一样抗虫基因作用机理不一样④Bt毒蛋白基因来自苏云金芽孢杆菌考点一基因工程应用基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第15页植物基因工程惯用方法:①农杆菌转化法②基因枪法③花粉管通道法抗病转基因植物病毒外壳蛋白基因、病毒复制酶基因、几丁质酶基因、抗毒素合成基因前两种为抗病毒作用;后两种为抗真菌作用烟草(抗病毒)、小麦(抗病毒)等引发植物生病微生物有病毒、细菌、真菌三大类抗逆转基因植物①调整细胞渗透压基因②抗冻蛋白基因(从鱼体内获取)③抗除草剂基因①经过改变细胞内渗透压,提升抗盐碱、抗旱能力②耐寒能力提升③抗除草剂烟草(抗旱、抗盐碱);番茄(抗寒);大豆、玉米(抗除草剂)抗逆指抵抗不良环境能力,如盐碱、干旱、低温、涝害等转基因改良植物品质①含必需氨基酸蛋白质编码基因

②控制番茄果实成熟基因③花青素代谢相关基因①控制合成蛋白质含必需氨基酸多②延迟番茄成熟③改变花瓣颜色玉米、番茄、矮牵牛等赖氨酸、亮氨酸等都属于必需氨基酸基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第16页动物基因工程惯用方法：显微注射法受体细胞：普通用受精卵提升动物生长速度生长激素基因促进生长,提升生长速度鲤鱼注意：不能导入生长素基因改进畜产品品质肠乳糖酶基因将乳糖分解,降低牛奶中乳糖含量奶牛部分人对乳糖会发生过敏反应转基因动物生产药物(生物反应器或乳房生物反应器)药用蛋白基因+乳腺蛋白基因+开启子分泌乳汁来生产所需要药品牛和山羊已生产出药品有抗凝血酶、血清蛋白、生长激素和α—抗胰蛋白酶基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第17页动物基因工程惯用方法：显微注射法受体细胞：普通用受精卵转基因动物作器官移植供体①某种调整因子②设法除去抗原决定基因①抑制抗原决定基因表示②不能合成对应抗原猪选择猪器官做人器官替换品原因：①其内脏结构、大小、血管分布与人相同②体内隐藏致病基因少基因工程药品控制药品合成对应基因,如人胰岛素基因、干扰素基因、乙肝疫苗基因等生产合成对应药品,如胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等微生物,如大肠杆菌、酶母菌等选择微生物作受体原因：繁殖快、单细胞、遗传物质少基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第18页基因检测和基因治疗基因检测制作对应探针,利用DNA分子杂交原理,快速、准确检测人类某种疾病临床应用阶段基因治疗把健康外源基因导入有基因缺点细胞中,可分为体外基因治疗和体内基因治疗两种方法仅处于试验阶段,仍有许多问题和困难制约该技术开展,所以该技术并未在临床开展总结：1.四种商业化应用转基因作物：大豆、棉花、油菜、玉米2.转基因作物种植最大四个国家：美国、阿根延、加拿大、中国3.基因芯片有各种用途,基本原理是DNA分子杂交,检测对象为DNA,但必须是单链,即将双链DNA打开后才能检测基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第19页

提醒：①动物基因工程主要为了改进畜产品品质,而不是为了产生体型巨大个体。②基因治疗当前只是处于早期临床试验阶段,在临床上未开展、未实现这方面治疗。③DNA分子制作探针进行检测时应检测单链,即将双链DNA分子打开。④Bt毒蛋白基因产生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。⑤青霉素是青霉菌产生,不是经过基因工程生产。⑥原核生物基因(如抗虫基因)可做为真核生物(棉花)目标基因。基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第20页项目蛋白质工程基因工程区分过程预期蛋白质功效→设计预期蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→推测相对应脱氧核苷酸序列→合成DNA→表示出蛋白质获取目标基因→构建基因表示载体→将目基因导入受体细胞→目标基因检测与判定实质定向改造或生产人类所需蛋白质定向改造生物遗传特征,以取得人类所需生物类型或生物产品结果生产自然界没有蛋白质普通是生产自然界已经有蛋白质联络蛋白质工程是在基因工程基础上,延伸出来第二代基因工程。因为对现有蛋白质改造或制造新蛋白质,必须通过基因修饰或基因合成实现考点二蛋白质工程蛋白质工程与基因工程比较基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第21页【易误警示】

(1)二者都属于分子水平上操作。(2)蛋白质工程本质是经过改造基因进而形成自然界不存在蛋白质，所以被形象地称为第二代基因工程。(3)对基因进行改造后，编码蛋白质能够遗传下去，而直接改造蛋白质却不能遗传。基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第22页

拓展延伸

蛋白质组计划和人类基因组计划比较蛋白质组计划基因组计划开启时间成立组织1990年正式开启主要内容“肝脏蛋白质”和“血浆蛋白质”研究测定人类基因组24条染色体上全部DNA序列参加国家16个国家,80多个试验室6个国家,中国是唯一发展中国家我国承担任务牵头执行“人类肝脏蛋白质组计划”负担1%测序工作意义揭示并确认肝脏(血浆)蛋白质为重大疾病预防、诊疗、治疗以及新药研发提供科学基础;推进支持蛋白质工程遗传病诊疗和治疗;揭示基因表示机理基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第23页解题思绪探究思维误区警示1.对乳腺(膀胱)反应器与微生物生产基因产品混肴不清

乳腺生物反应器与微生物生产比较乳腺生物反应器微生物生产(原核生物)基因结构动物基因结构与人类基因结构相同与人类基因结构不一样类型项目基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第24页

提醒：乳腺生物反应器受生物性别和年纪限制,若从动物尿液中提取目标基因产物则不受性别和年纪限制。基因表示与天然蛋白质活性没有区分因为缺乏内质网、高尔基体等细胞器,产物可能不含有生物活性产物提取从乳汁中较易分离提取从细胞中提取,较为复杂生产设备畜牧业生产;提取设备工业生产;设备精良基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第25页2.对“基因诊疗”和“基因治疗”概念及应用辩析不清

(1)基因诊疗基因诊疗是用放射性同位素(如32P)、荧光分子等标识DNA分子做探针,利用DNA分子杂交原理,判定被检测标本上遗传信息,到达检测疾病目标。

(2)基因治疗原理及实例①原理：把健康动物正常基因导入含有缺点基因受体细胞中,存在基因缺点病人细胞中既含有缺点基因,又含有经过基因工程导入正常基因,在病人体内两种基因都能表示,正常基因表示产物掩盖了缺点基因表示产物,从而治愈了有基因缺点疾病。基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第26页

项目类型外源基因类型及举例过程特点结果举例体外基因治疗腺苷酸脱氨酶基因(1)从病人体内取得某种细胞(2)细胞培养(3)体外完成基因转移(4)筛选并扩增培养(5)重新输入患者体内操作复杂，但成功率高治疗复合型免疫缺点症体内基因治疗治疗遗传性囊性纤维化病基因外源基因→载体携带体内对应组织细胞操作简单，成功率低治疗遗传性囊性纤维化病基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第27页

②镰刀型细胞贫血症基因治疗过程步骤过程获取正常血红蛋白基因用限制酶从人DNA分子中切取血红蛋白基因形成重组载体用同一个限制酶切取目标基因和切割载体DNA,再用DNA连接酶将正常血红蛋白基因连接在载体DNA上,形成重组载体基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第28页重组载体导入与筛选将携带正常血红蛋白基因重组载体导入患者造血干细胞中,并将重组载体插入到染色体DNA上。用选择培养基筛选出含重组质粒造血干细胞将含正常血红蛋白基因造血干细胞回输给患者骨髓将携带正常血红蛋白基因造血干细胞输入患者骨髓中,此造血干细胞产生正常血红蛋白,以根治镰刀型细胞贫血症基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第29页【易误警示】

基因治疗是治疗人类遗传病根本方法，但因为还未全方面了解基因调控机制和疾病分子机理，基因治疗只处于早期临床试验阶段。基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第30页纠正训练1.继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后,膀胱生物反应器研究也取得了一定进展。最近,科学家培育出一个转基因小鼠,其膀胱上皮细胞能够合成人生长激素并分泌到尿液中。请回答：

(1)将人生长激素基因导入小鼠受体细胞中,常用方法是

。

(2)进行基因转移时,通常要将外源基因转入

中,原因是

。

(3)通常采取

技术检测外源基因是否插入了小鼠基因组。

(4)在研制膀胱生物反应器时,应使外源基因在小鼠

细胞中特异表示。基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第31页

解析

转基因生物反应器是指利用转基因活体动物某种能够高效表示外源基因器官或组织来进行工业化生产活性功效蛋白技术,该技术第一步就是导入外源基因,对于动物细胞来说,常采用方法是显微注射法。显微注射法优点是导入外源基因片段可长达50kb,且无需载体,外源基因在宿主染色体上整合率相对较高。

答案

(1)显微注射(2)受精卵(或早期胚胎细胞)

受精卵(或早期胚胎细胞)含有全能性,可使外源基因在对应组织细胞中表示(3)DNA分子杂交(核酸探针)(4)膀胱上皮基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第32页2.以下关于基因工程应用叙述,错误是()A.基因治疗需要将正常基因导入有基因缺点细胞

B.基因诊疗基本原理是DNA分子杂交

C.一个基因探针只能检测水体中一个病毒

D.原核基因不能用来进行真核生物遗传改良

解析

基因治疗是把正常基因导入病人体内,使该基因表示产物发挥功效,从而到达治疗疾病目。基因诊疗是用放射性同位素、荧光分子等标记DNA分子作探针,利用DNA分子杂交原理,判定基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第33页

被检测标本上遗传信息,到达检测疾病或水体中病毒目标,所以一个基因探针只能检测对应遗传信息。在基因工程中,因为DNA分子规则双螺旋结构在全部DNA分子中相同,所以,能够在任何不同DNA分子之间进行操作。

答案

D基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第34页知识综合应用重点提醒

经过“基因工程和蛋白质工程综合”考查,提升“把握所学知识关键点和知识之间内在联络”能力。典例分析

(·广东卷,39)(1)饲料加工过程温度较高,要求植酸酶含有很好高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时,首先必须了解植酸酶

,然后改变植酸酶

,

从而得到新植酸酶。基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第35页(2)培育转植酸酶基因大豆,可提升其作为饲料原料时磷利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞惯用方法是

。请简述取得转基因植株完整过程：

。

(3)为了提升猪对饲料中磷利用率,科学家将带有植酸酶基因重组质粒经过

转入猪受精卵中。该受精卵培养至一定时期可通过

方法,从而一次得到多个转基因猪个体。

(4)若这些转基因动、植物进入生态环境中,对生态环境有何影响？基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第36页

解析

(1)蛋白质工程首先要依据已经有蛋白质,从预期蛋白质功效出发,设计预期蛋白质结构,

推测应有氨基酸序列,找到对应脱氧核苷酸序列,合成目标基因,再经过基因工程产生转基因生物。

(2)将目标基因导入植物细胞方法有：农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法,其中有80%转基因植物都是经过农杆菌转化法产生。

(3)动物细胞核全能性受细胞质抑制,故目标基因需注入到受精卵中,再将注射了目标基因受精卵移植到雌性动物输卵管或子宫内,使其发育成含有新性状动物。

(4)转基因生物可造成基因污染等不良影响。基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第37页

答案

(1)分子结构及预期功效基因

(2)农杆菌浸染法首先将目标基因与质粒组合,

构建基因表示载体,将含目标基因表示载体导入

植物细胞,经过植物组织培养取得表现新性状植物

(3)显微注射法胚胎分割

(4)转基因生物及其产品对生物多样性、生态环境可能产生影响主要表现在以下几个方面：①转基因生物打破了物种原有界限,改变了物质循环和能量流动,对生态系统稳定性造成破坏;②重组DNA与微生物杂交,可能出现对动、植物和人类基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第38页

有害病原微生物;③增加目标害虫抗性和进化速度;④转基因植物经过传粉进行基因转移,造成超级杂草出现;⑤转基因植物花粉如含有有毒蛋白或过敏蛋白,经过蜜蜂采集,很可能进入蜜蜂中,再经过食物链传递,最终有可能进入其它动物和人体内。基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第39页基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第40页1.在植物基因工程中,获取目标基因后,用农杆菌中

Ti质粒作为载体,把目标基因重组入Ti质粒上

T-DNA片段中,再将重组T-DNA导入植物细胞中,

经植物组织培养得到转基因植物。

(1)科学家在进行上述试验操作时,要用同一个

分别切割质粒和目标基因,质粒黏性末端与目标基因DNA片段黏性末端“缝合”需要

帮助。

(2)将携带抗除草剂基因重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞,经培养、筛选取得一株有抗除草剂特征基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第41页

转基因植株。经分析,该植株含有一个携带目标基因T-DNA片段,所以能够把它看作是杂合子。理论上,在该转基因植株自交后F1代中,仍含有抗除草剂特征植株占总数

,

原因是

。

(3)种植上述转基因油菜,它所携带目标基因可以经过花粉传递给近缘物种,造成“基因污染”。假如把目标基因导入叶绿体DNA中,就能够防止“基因污染”,原因是

。基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第42页

解析

(1)基因工程操作时,要用同一个限制性核酸内切酶切割质粒和目标基因,质粒黏性末端与目标基因DNA片段黏性末端“缝合”需要DNA

连接酶帮助。(2)由“把它看作是杂合子”,可以判断抗除草剂基因为显性,杂合子自交后代显性性状占3/4。(3)因为花粉中几乎没有细胞质,所以叶绿体DNA不会经过花粉传递。

答案

(1)限制性核酸内切酶DNA连接酶

(2)3/4雌、雄配子各有1/2含抗除草剂基因可能,受精时,雌、雄配子随机结合(3)花粉中几乎没有细胞质,叶绿体DNA不会经过花粉传递基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第43页2.科学家经过基因工程,成功培育出能抗棉铃虫棉花植株——抗虫棉,其过程大致以下列图所表示：

(1)细菌基因之所以能在棉花细胞内表示,产生抗性,其原因是

。基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第44页(2)上述过程中,将目标基因导入棉花细胞内使用方法是

,这种导入方法较经济、有效。目标基因能否在棉株体内稳定维持和表示其遗传特征关键是目标基因是否插入到受体细胞染色体DNA上,这需要经过检测才能知道,检测采用最好方法是

。

(3)上述基因工程中关键步骤是

,

其目标是使目标基因在受体细胞中稳定存在,而且能够

给下一代,同时,使目标基因能够表示和发挥作用。基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第45页(4)利用基因工程技术培育抗虫棉,与诱变育种和杂交育种方法相比,含有

和

等突出优点,不过当前基因工程仍不能取代杂交育种和诱变育种。与基因工程技术相比,杂交育种和诱变育种方法主要含有

优点。

答案

(1)它们共用一套遗传密码(2)农杆菌转化法DNA分子杂交技术(3)基因表示载体构建遗传(4)目标性强克服远缘杂交不亲和性(或能有效地打破物种生殖隔离界限)操作简便易行基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第46页3.应用生物工程技术能取得人们需要生物新品种或新产品。请据图回答以下问题：基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第47页(1)在培育转人生长激素基因牛过程中,①过程需要工具酶是

,②过程惯用方法是

。

(2)转基因牛可经过分泌乳汁来生产人生长激素,

则说明基因工程能够突破自然界

。在基因表示载体中,人生长激素基因前端必须有

。③过程培养到一定阶段,能够采取

技术,培育出多头完全相同转基因牛犊。

(3)prG能激发细胞不停分裂,经过基因工程导入该基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第48页

调控基因来制备单克隆抗体,Ⅱ最可能是

细胞,Ⅲ代表细胞含有

特点。

(4)在抗虫棉培育过程中,进行④过程最惯用方法是

。

解析

基因工程中用到工含有限制酶、DNA连接酶和载体。基因工程步骤为第一步为提取目标基因;第二步为目标基因整合,形成重组质粒或重组DNA;第三步导入宿主细胞;第四步检测与表达。在将目标基因导入受体细胞时,在细胞工程中惯用显微注射技术来实现。受体细胞是植物细胞时,惯用农杆菌转化法。而在得到目标细胞之后可基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第49页

深入培育成个体或者进行胚胎分割移植得到多个个体。在动物细胞工程中,细胞融合是取得单克隆抗体前提,得到细胞既能无限增殖又能产生特异性抗体。基因工程能否成功标志是基因能否成功表示,即能否进行转录和翻译。所以基因要表示必须要有开启子开启。

答案

(1)限制酶、DNA连接酶显微注射法

(2)生殖隔离开启子胚胎分割移植(胚胎分割和胚胎移植)(3)浆既能无限增殖又能产生特异性抗体

(4)农杆菌转化法基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第50页4.年11月20日,日本学者ShinyaYamanaka和美国学者JamesThomson分别在《细胞》和《科学》

杂志上发表重量级论文,他们用逆转录病毒为“分子运输车”,用“化学剪刀”和“化学浆糊”将四个不一样作用关键基因转入体细胞内,令其与原有基因发生重组,然后让体细胞重新返回到“生命原点”,变成一个多功效干细胞,含有胚胎干细胞特征。得知此消息后,“多利羊之父”IanWilmut随即宣告放弃用体细胞核移植技术研究胚胎干细胞,他认为此种新方法才是今后治疗疑难病症关键。基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第51页(1)传统细胞核移植技术,如多利羊培育过程中,用到受体细胞是

。

(2)让体细胞回到“生命原点”,帮助其恢复

,

类似于植物组织培养中

过程。

(3)在基因工程中,被用作“分子运输车”除了病毒外,还有

,后者形状呈

,化学本质是

。文中提到“化学剪刀”和“化学浆糊”分别是指

。基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第52页(4)以下四条DNA分子,彼此间能够粘连起来拼接成新DNA分子一组是()A.①②B.②③C.③④D.②④

(5)异种生物基因能拼接在一起,是因为它们分子都含有

结构。在细菌细胞内能够表示出人蛋白,首先是因为基因能控制

,

另首先是因为全部生物

。基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第53页

解析

体细胞核移植技术是把体细胞细胞核移入去核卵细胞(减数第二次分裂中期次级卵母细胞)。“生命原点”是指个体发育起点,正常情况下,个体发育起点是受精卵,其全能性最高,体细胞返回到“生命原点”是恢复其全能性,类似于脱分化过程。基因工程惯用载体有质粒、动植物病毒、λ噬菌体衍生物等。质粒是环状DNA

分子。基因工程中“剪刀”是限制性核酸内切酶,“浆糊”是DNA连接酶。因为DNA分子规则双螺旋结构,所以异种生物基因能拼接起来;基因在不一样受体细胞内能表示是因为基因能控制蛋基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第54页

白质合成,在蛋白质合成过程中,全部生物共用一套密码子。图示4个DNA片段中,只有②和④碱基之间能经过碱基互补配对粘连起来。

答案

(1)去核卵细胞(2)全能性脱分化

(3)质粒环状DNA限制性核酸内切酶(限制酶)

和DNA连接酶(4)D(5)双螺旋蛋白质合成共用一套密码子基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第55页5.年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面做出突出贡献科学家。绿色荧光蛋白能在蓝光或紫外光激发下发出荧光,这么借助GFP发出荧光就能够跟踪蛋白质在细胞内部移动情况,帮助推断蛋白质功效。下列图为我国首例绿色荧光蛋白(GFP)转基因克隆猪培育过程示意图,据图回答：基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第56页(1)图中经过过程①、②形成重组质粒,需要限制酶切取目标基因、切割质粒。限制酶Ⅰ识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制酶Ⅱ识别序列和切点是—↓GATC—。在质粒上有酶Ⅰ一个切点,

在目标基因两侧各有1个酶Ⅱ切点。①请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成黏性末端。②在DNA连接酶作用下,上述两种不一样限制酶切割后形成黏性末端能否连接起来?

。理由是

。

(2)过程③将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时,

采取最多也最有效方法是

。基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第57页(3)假如将切取GFP基因与抑制小猪抗原表示基因一起构建到载体上,GFP基因能够作为基因表达载体上标识基因,其作用是

。取得转基因克隆猪,能够处理医学难题是能够防止

。

(4)当前科学家们经过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等,采取蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程正确次序是

(用数字表示)。①推测蓝色荧光蛋白氨基酸序列和基因核苷基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第58页

酸序列②蓝色荧光蛋白功效分析和结构设计③蓝色荧光蛋白基因修饰(合成)④表示出蓝色荧光蛋白

解析

限制性核酸内切酶识别特定核苷酸序列,

并在特定切割位点切割,产生黏性末端。限制酶

Ⅰ和Ⅱ切割后产生黏性末端相同,即均产生GATC

序列,所以能够用DNA连接酶连接起来。目标基因导入动物细胞最惯用、最有效方法是显微注射法。标识基因能够检测目标基因是否导入受体细胞。用转基因克隆猪进行器官移植等医学难题,可以防止发生免疫排斥反应。基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第59页

答案

(1)①(只写出切割后形成部分即可)—G↓GATCC—

—GGATCC——C

CTAG↑G——CCTAGG—②能够连接因为由两种不一样限制酶切割后形成黏性末端是相同(或是能够互补)(2)显微注射技术

(3)判定受体细胞中是否含有目标基因发生免疫排斥反应

(4)②①③④用酶Ⅰ切割基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第60页6.下列图是利用基因工程技术生产人胰岛素操作过程示意图,请据图作答。

(1)判断某人患糖尿病主要方法有

。

(2)能否利用人皮肤细胞来完成①过程？

,

为何？

。基因工程的应用和蛋白质工程的崛起专家讲座第61页(3)为使过程⑧更易进行,可用

处理D

细胞。D细胞普通选取大肠杆菌或枯草杆菌原因是

。

(4)下列图A～D段表示质粒某片段,若B表示开启子,

为使目标基因直接表示,目标基因C插入最正确位点