2013高考生物第1轮总复习选修3 第2讲 基因工程的应用及蛋白质工程

第2讲 基因工程的应用及 蛋白质工程

基因治疗的类型比较

续表

基因工程与蛋白质工程的比较项目 蛋白质工程 基因工程

区 别 实 质 结 果 联系

预期的蛋白质功能→设计 过 预期的蛋白质结构→推测 程 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 定向改造生物的遗传特性， 定向改造或生产人类所需 以获得人类所需的生物类型 的蛋白质 或生物产品 可生产自然界没有的蛋白 只能生产自然界已有的蛋白 质 质 (1)蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第 二代基因工程 (2)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

【例】下列关于蛋白质工程的说法，正确的是( B ) A.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接 进行操作 B.蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新 型蛋白质分子 C.对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA 来实现的 D.蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是 相同的 【解析】蛋白质工程通过对基因改造实现对蛋白质的 改造；蛋白质工程可生产自然界中没有的蛋白质。

1.目的基因的表达需要调控序列，因而用作载体的 质粒的基因插入部位的上游需有启动子，下游需有 终止子。 2.两次使用的限制酶通常为同一种酶，这样形成的 黏性末端碱基之间互补，便于连接。

1.(2010· 浙江)在用基因工程技术构建抗除草剂 的转基因烟草过程中，下列操作错误的是( A ) A.用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的 核酸 B.用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因 和载体 C.将重组DNA分子导入烟草原生质体 D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞

【解析】本题考查基因工程的有关知识，基因 工程的一般过程：①用限制性核酸内切酶切割含目 的基因的DNA分子(除草剂基因)和运载体(质粒); ②用DNA连接酶连接切割好的目的基因和运载 体； ③重组DNA分子导入受体细胞，因为是植物可 以说是原生质体； ④用相应的试剂和病原体筛选转基因细胞； ⑤用植物组织培养技术培育抗除草剂的转基因 烟草(表达)。

2.(2011·山东)人类疾病的转基因动物模型常用于致病 机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗 传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。

(1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可以从已处 死的雌鼠 卵巢 中获取。

(2)图中的高血压相关基因作为 目的基因 ，质粒 作为 载体 ，二者需用 同种限制性核酸内切酶(或 同种限制酶) 切割后连接成重组载体，该过程与质 粒上含有 限制

酶切割位点 有关。 检测到体内有相关蛋白质 (3)子代大鼠如果 和 出现高血压 ，即可分别在分子水平和个体水平上说 明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血 压转基因动物模型。 (4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要 胚胎工程技术是 体外受精 、早期胚胎培养和胚胎 移植。

3.(2010· 天津)下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物 反应器的技术路线。图中tetR 表示四环素抗性基因， ampR 表示氨苄青霉素抗性基因，BamHⅠ、Hind Ⅲ、 SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。

据图回答： (1) 图 中 将 人 乳 铁 蛋 白 基 因 插 入 载 体 ， 需 用 HindⅢ 和 BamHⅠ 限制酶同时酶切载体和人乳铁 蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在 含 氨苄青霉素 的培养基上进行。 (2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表 达的调控序列是 A (填字母代号)。 A.启动子 C.复制原点 B.tetR D.ampR

(3)过程①采用的操作方法是 C (填字母代号)。 A.农杆菌转化 B.大肠杆菌转化 C.显微注射 D.细胞融合 (4)过程②可采用的生物技术是 胚胎移植技术 。

(5)对早期胚胎进行切割，经过程②可获得多个新个 体。这利用了细胞的 全能 性。 (6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用 (填字母代号)技术。 A.核酸分子杂交 B.基因序列分析 C.抗原—抗体杂交 D.PCR C

【解析】(1)据图，将人乳铁蛋白基因切割出来， 需要在人乳铁蛋白基因的左侧用 BamHⅠ切割， 右侧用 Hind Ⅲ切割。 当人乳铁蛋白基因和质粒 连接成重组质粒后， R 基因被人乳铁蛋白基因 tet 隔开，不是完整的，而 ampR 基因是完整的，所 以筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含 氨苄青霉素的培养基上进行。

(2)基因表达的调控序列在启动子上。(3)将重组 质粒导入动物细胞，常采用显微注射的方法。 (4)过程②的左侧是早期胚胎，右侧是代孕牛， 过程②采用的生物技术是胚胎移植技术。(5)将 细胞培养成个体，利用了细胞的全能性。(6)检 测目的基因在受体细胞中是否表达，可采用抗 原—抗体杂交技术。

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