復習基因工程的應用蛋白質工程的崛起〔1〕來源：轉基因的________。〔2〕成果：__________、抗體、_____、激素等。〔3〕作用：預防和治療__________、心血管疾病、________、各種傳染病、糖尿病、類風濕等疾病。〔1〕方法：把_________導入病人體內，使該基因的表達產物發揮功能。〔2〕效果：治療________的最有效的手段。〔3〕分類：______基因治療和______基因治療。工程菌細胞因子人類腫瘤遺傳病正常基因遺傳病體內體外疫苗〔1〕來源：轉基因的________。〔2〕成果：__________、抗體、_____、激素等。〔3〕作用：預防和治療__________、心血管疾病、________、各種傳染病、糖尿病、類風濕等疾病。〔1〕方法：把_________導入病人體內，使該基因的表達產物發揮功能。〔2〕效果：治療________的最有效的手段。〔3〕分類：______基因治療和______基因治療。工程菌細胞因子人類腫瘤遺傳病正常基因遺傳病體內體外疫苗二、蛋白質工程〔1〕根底：蛋白質分子的__________及其與生物功能的關系。〔2〕操作：__________或基因合成。〔3〕結果：改造了現有蛋白質或制造出____________。〔4〕目的：滿足人類的_____________的需求。從預期的____________出發→設計預期的__________→推測應有的___________→找到相對應的_______________(基因)→基因表達→產生需要的蛋白質。構造規律基因修飾新的蛋白質生產和生活蛋白質功能蛋白質構造氨基酸序列脫氧核苷酸序列基因工程的應用成果〔1〕概念：①乳腺生物反響器是指將外源基因在哺乳動物的乳腺中特異表達，利用動物的乳腺組織生產藥物蛋白。②工程菌是指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達的菌類細胞株系。〔2〕兩者的區別：比較項目乳腺生物反應器工程菌基因結構基因表達受體細胞導入目的基因的方式動物基因的構造與人類基因的構造根本一樣細菌或酵母菌等生物基因的構造與人類基因的構造有較大差異合成的藥物蛋白與天然蛋白質一樣細菌細胞內沒有內質網、高爾基體等細胞器,產生的藥物蛋白可能沒有活性動物的受精卵微生物細胞顯微注射法感受態細胞法比較項目乳腺生物反應器工程菌生產條件藥物提取生產設備不需嚴格滅菌,溫度等外界條件對其影響不大需嚴格滅菌,嚴格控制工程菌所需的溫度、pH、營養物質濃度等外界條件從動物乳汁中提取從微生物細胞中提取畜牧業生產,加提取設備工業生產,設備精良原理操作過程進展基因治療基因診斷基因表達堿基互補配對利用正常基因導入有基因缺陷的細胞中,以表達出正常性狀來治療臨床實驗制作特定DNA探針與病人樣品DNA混合分析雜交帶情況臨床應用【高考警示鐘】操作成功的應該是雌性個體，個體本身的繁殖速度較高，泌乳量、蛋白含量等都是應該考慮的因素。基因治療是把正常基因導入受體細胞中，以表達正常產物從而治療疾病，對原來細胞中存在缺陷的基因沒有去除或改變。【典例訓練1】動物乳腺生物反響器是基于轉基因技術平臺，將外源基因導入動物組織中并定位表達于動物乳腺，使哺乳動物成為“批量生產藥物的工廠〞。如圖是利用乳腺生物反響器生產某種藥用蛋白的流程圖，請答復以下問題：(1)完整的基因表達載體除了圖中所示構造，還應有_________等。基因表達載體導入受體細胞最常用的方法有：_________〔植物〕、_________〔動物〕。〔2〕目的基因的獲取與基因表達載體的構建都需要用到的工具酶是_________，有何特點？__________________。〔3〕過程②形成的胚胎可以用_________技術來檢測是否含有藥用蛋白基因。〔4〕除利用乳腺、膀胱等生物反響器外，人們還可以利用_________、_________等方法來生產上述物質，而傳統生產上述藥品是_________中提取，存在的缺點是_______________。【解題指南】借轉基因動物生產藥物的相關知識來考察基因工程的工具和操作過程。〔1〕載體的組成必須具備表達的調控序列和篩選的標記基因。〔2〕工程菌與動物細胞代謝的環境必須是無菌條件。【解析】〔1〕基因工程中基因表達載體由載體和目的基因組成，完整的基因表達載體有以下構成局部：復制原點、啟動子、終止子和標記基因。基因表達載體導入受體細胞常用的方法有植物：農桿菌轉化法〔最常用〕、花粉管通道法、基因槍法；動物：顯微注射法。〔2〕目的基因與載體構建基因表達載體的前提是二者具有一樣的黏性末端，要產生一樣的黏性末端必須用同種限制酶來切割，因為酶具有專一性，只有用同種限制酶切割才能保證產生一樣的黏性末端。〔3〕在胚胎時期導入的目的基因還未表達，不可能從產物上來檢測，所以不能用抗原-抗體雜交，也不能用DNA與RNA分子雜交，只能用DNA分子雜交，胚胎細胞均來自同一受精卵，所含的遺傳物質一樣，假設含有導入的目的基因，通過DNA分子雜交就能出現雜交帶，從而證明了目的基因已經導入。〔4〕乳腺生物反響器和膀胱生物反響器是轉基因動物生產藥物的新方法，傳統生產多以微生物發酵工程或動物細胞工程為主要方法，但由于受操作條件相對較苛刻等的限制，所以價格較高。答案：〔1〕終止子、標記基因農桿菌轉化法顯微注射法〔2〕限制酶專一性〔3〕DNA分子雜交〔4〕工程菌培養動物細胞培養直接從生物組織、細胞或血液由于受操作條件相對較苛刻等的限制，價格十分昂貴【互動探究】③過程可能涉及哪些生物技術？提示：早期胚胎培養、胚胎移植、胚胎分割。分析：受精卵細胞發育成個體，需要在體外進展早期胚胎培養，然后移植到同期發情處理的雌羊的子宮內繼續發育，為得到多只羊可能還需要胚胎分割技術。蛋白質工程與基因工程

比較蛋白質工程基因工程區別過程目的結果聯系從預期的蛋白質功能出發→設計預期的蛋白質構造→推測應有的氨基酸序列→找到相對應的脫氧核苷酸序列(基因)目的基因的獲取→基因表達載體的構建→將目的基因導入受體細胞→目的基因的檢測與鑒定定向改造或生產人類所需的蛋白質定向改造生物的遺傳特性,獲得人類所需的生物類型或生物產品可生產自然界沒有的蛋白質原則上只能生產自然界已存在的蛋白質(1)蛋白質工程是在基因工程根底上延伸出來的第二代基因工程(2)基因工程能為蛋白質工程提供理論及技術支持,蛋白質工程可對基因工程中所需的某些酶進展修飾、改造,使之更符合需要【典例訓練2】干擾素是動物體內合成的一種蛋白質，可以用于治療病毒感染和癌癥，但體外保存相當困難，如果將其分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可在-70℃條件下保存半年，給廣闊患者帶來福音。〔1〕蛋白質的合成是受基因控制的，因此獲得能夠控制合成“可以保存的干擾素〞的基因是生產的關鍵，依據蛋白質工程原理，設計實驗流程，讓動物生產“可以保存的干擾素〞：設計推測合成〔2〕基因工程和蛋白質工程相比較，基因工程在原則上只能生產_______________的蛋白質，不一定符合_______________需要。而蛋白質工程是以蛋白質分子的構造規律及其與生物功能的關系作為根底，通過_______________或_______________，對現有蛋白質進展_______________或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活需要。〔3〕蛋白質工程實施的難度很大，原因是蛋白質具有十分復雜的_______________構造。〔4〕對天然蛋白質進展改造，應該直接對蛋白質分子進展操作，還是通過對基因的操作來實現？________________________________________________________________________。原因是：_________________________________________________________________________________________________。【解題指南】對蛋白質工程的實驗流程的理解。〔1〕明確蛋白質工程的實質是根據蛋白質預期功能推測出相對應的脫氧核苷酸序列。〔2〕明確蛋白質工程是通過改造基因來改造蛋白質。【解析】〔1〕蛋白質工程的根本流程為根據預期的蛋白質功能推測出蛋白質構造及控制該蛋白質的基因的脫氧核苷酸序列。〔2〕蛋白質工程的實質是通過對基因改造或修飾制造自然界不存在的符合人們生產和生活需要的蛋白質。〔3〕蛋白質的空間構造十分復雜，很難根據預期功能來預測出空間構造。〔4〕基因控制蛋白質的合成，對基因的改造相當于間接改造了蛋白質。答案：〔1〕預期的蛋白質功能預期的蛋白質構造應有的氨基酸序列相對應的脫氧核苷酸序列〔基因〕〔2〕自然界已存在人類生產和生活基因修飾基因合成改造〔3〕空間〔或高級〕〔4〕應該通過對基因的操作來實現對天然蛋白質的改造首先，任何一種天然蛋白質都是由基因編碼的，改造了基因也就是對蛋白質進展了改造，而且改造過的蛋白質可以通過改造過的基因遺傳下去。如果對蛋白質直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質分子也無法遺傳；其次，對基因進展改造比對蛋白質直接進展改造要容易操作，難度要小得多1.閱讀以下資料，完成各題。Ⅰ．一個眼科專家小組將能夠產生“探色〞蛋白質的基因注入兩只患有色盲癥的猴子眼中，幫助這些動物第一次看到紅色和綠色。Ⅱ．一些研究人員一直建議使用冰凍猛犸象尸體的皮膚或毛發“克隆〞猛犸象。Ⅲ．一些學者假想將經過改造的轉基因植物作為改造某些自然條件惡劣地區的先鋒植物。〔1〕資料Ⅰ所采用的技術手段是____________工程，這一技術大體可以分為四個階段：目的基因的提取→基因表達載體的構建→_____________________→目的基因的檢測與鑒定。一個基因表達載體的組成除了目的基因外，還必須有____________、____________以及標記基因。〔2〕以下是某些研究人員設想的利用冰凍猛犸象尸體的皮膚或毛發復活猛犸象的過程：第一步：從已滅絕的動物身上提取DNA，對片段進展排序和組裝以獲得完整基因組。第二步：利用獲得的基因組在數量合理的染色體內重建已滅絕動物的DNA。第三步：將染色體“打包〞植入一個人造細胞核，而后將細胞核注入來自相配替代品的卵子。第四步：胚胎植入現代象子宮內，使之順利發育成幼獸。其中第四步運用的技術手段是______________________技術。〔3〕資料Ⅲ中采用的措施主要可能造成_______________兩方面的平安問題。該過程應用的主要生物技術是____________。【解析】〔1〕從四個階段的內容提示上分析，將外源基因導入猴子體內表達的技術手段應該是基因工程。基因工程的四個操作步驟為：目的基因的提取；基因表達載體的構建；將目的基因導入受體細胞；目的基因的檢測與鑒定。表達載體的組成包括：目的基因、啟動子、終止子、標記基因等。〔2〕將體外操作完成的胚胎移入子宮內，以得到胚胎發育的良好條件，是胚胎移植的標準操作。〔3〕改造的先鋒植物一旦入侵到農田中將造成嚴重的生態問題，如威脅其他生物的生存等。該過程是由細胞得到個體的過程，為植物組織培養過程。答案：〔1〕基因將目的基因導入受體細胞啟動子終止子〔2〕胚胎移植〔3〕生物平安、環境平安植物組織培養2.〔2021·龍巖模擬〕如圖是利用奶牛乳汁生產人血清白蛋白的圖解，根據以下圖答復：〔1〕在形成圖中③的過程中，我們稱②為________________，獲取②的途徑主要有__________________________________。〔2〕有人對這種牛奶不敢食用，人們對這種轉基因食品的擔憂表現在______________________、___________________、___________________________。〔3〕人血清白蛋白的生產說明該工程突破了自然界物種之間的________________，在基因表達載體中，人的血清白蛋白基因前端必須要有__________________。〔4〕對①處理后的分散細胞進展培養，通常要在培養液中添加一定量的___________，此外應定期更換___________，以便保證被培養的細胞處于___________的環境中。【解析】〔1〕②血清白蛋白基因是目的基因，獲取目的基因的途徑主要有3個：一是從相應生物的基因文庫中獲取，二是利用體外PCR技術大量擴增，三是基因比較小，核苷酸序列，可以用化學方法直接人工合成。〔2〕人們對轉基因食品的擔憂表現在：擔憂出現滯后效應、擔憂出現新的過敏原、擔憂營養成分改變等。〔3〕利用奶牛乳汁生產人血清白蛋白，突破了自然界物種之間的生殖隔離；啟動子是一段有特殊構造的DNA片段，是RNA聚合酶識別和結合的部位；有了它才能驅動基因轉錄出mRNA，翻譯出蛋白質，故在基因表達載體中，人血清白蛋白基因前端必須要有啟動子。〔4〕動物細胞培養首先應保證被培養的細胞處于無菌、無毒的環境；通常還要在細胞培養液中添加一定量的抗生素，以防培養過程中的污染；此外，應定期更換培養液，以便去除代謝產物，防止細胞代謝產物積累對細胞自身造成危害。答案：〔1〕目的基因從基因文庫中獲取、PCR技術擴增、人工合成〔2〕擔憂出現滯后效應擔憂出現新的過敏原擔憂營養成分改變〔3〕生殖隔離啟動子〔4〕抗生素培養液無菌、無毒3.抗旱植物體內的抗旱基因為R，旱敏基因為r。研究說明，多數抗旱農作物能通過細胞代謝產生一種代謝產物，調節根部細胞內的滲透壓，此代謝產物在葉肉細胞內很難找到。〔1〕抗旱農作物的葉肉細胞內難以找到與抗旱有關的代謝產物的原因是____________________________。〔2〕現已制備足夠多的R探針和r探針，通過探針來檢測某植物相關的基因型。請據圖分析答復：①圖中擴增基因常用的方法是_________。假設已提取到某抗旱植物Rr的葉肉細胞總DNA，_____〔“能〞或“不能〞〕以DNA為模板直接擴增抗旱基因，擴增過程中尋找抗旱基因的位置依靠______________。②圖中處理基因獲取單鏈DNA常用的方法有_______________。③濾膜上D