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1、第第2 2讲讲 基因工程的应用及基因工程的应用及蛋白质工程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 基因工程区别过程预期的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(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
2、说法，正确的是() 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B【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。 基因治疗：是指外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗目的。对于遗传病的治疗最根本的方法是进行基因替换或修复。基因治疗的最佳时期理论上是受精卵时期，这样可以使个体的每个细胞都含有正常基因，但在现实生活中是不可能的，因为不可能人人都在受精卵时期
3、进行基因检查。其次是对患者进行相关细胞的基因替换，如：对于遗传性糖尿病患者，只需对胰腺的B细胞进行基因替换，该个体就能正常分泌胰岛素，使糖尿病得以治疗；但这种局部细胞的基因替换，并没有改变其他部位细胞的基因，如精原细胞，其后代很大可能还会患遗传性糖尿病。 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A 【解析】本题考查基因工程的有关知识，基因工程的一般过程：用限制性核酸内切酶切割含目
4、的基因的DNA分子(除草剂基因)和运载体(质粒)； 用DNA连接酶连接切割好的目的基因和运载体； 重组DNA分子导入受体细胞，因为是植物可以说是原生质体； 用相应的试剂和病原体筛选转基因细胞； 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 中获取。卵巢(2)图中的高血压相关基因作为 ，质粒作为 ，二者需用 切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有 有关。(3)子代大鼠如果 和 ，即可分别在分
5、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 、早期胚胎培养和胚胎移植。目的基因载体同种限制性核酸内切酶(或同种限制酶)限制酶切割位点检测到体内有相关蛋白质出现高血压体外受精3.(2011天津)某致病基因h位于X染色体上，该基因和正常基因H中的某一特定序列经Bcl酶切后，可产生大小不同的片段(如图1，bp表示碱基对)，据此可进行基因诊断。图2为某家庭该病的遗传系谱。下列叙述错误的是( )Ah基因特定序列中Bcl酶切位点的消失是碱基序列改变的结果B1的基因诊断中只出现142bp片段，其致病基因来
6、自母亲C2的基因诊断中出现142bp、99bp和43bp三个片段，其基因型为XHXhD3的丈夫表现型正常，其儿子的基因诊断中出现142bp片段的概率为1/2D【解析】由于该病为伴X染色体隐性遗传，因此，1的致病基因来自母方；2的基因诊断中出现142bp、99bp和43bp，说明其细胞中既含有XH基因又含有Xh基因；由题意，3的基因型可能为XHXH或XHXh，其中是XHXh的概率为1/2，若3的丈夫正常，则其基因型为XHY，那么他们的儿子基因型为XhY概率为1/4。4.(2011宣武模拟)以下有关蛋白质工程的叙述，不正确的是( )A蛋白质工程发展的基础是基因工程B蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质
7、功能出发最终找到脱氧核苷酸序列的过程CT4溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性是蛋白质工程应用的体现D蛋白质工程只能改造现有的蛋白质而不能制造新的蛋白质D【解析】蛋白质工程既能改造现有的蛋白质，也能制造新的蛋白质。5.采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是( )将毒素蛋白注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养将编码毒素蛋白的DNA序列与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵 A B C DC【解析】基因工程一般要经历四个步骤：提取目的基因、目的基因与载体结合、将目的
8、基因导入受体细胞及目的基因的检测和表达。所以在导入目的基因前，首先要获得目的基因即本题中的编码毒素蛋白的DNA序列，然后要将目的基因与载体结合即与细菌质粒重组。完成上述两步以后才将目的基因导入受体细胞即棉的体细胞或受精卵，目的基因导入受体细胞后，可随受体细胞的繁殖而复制，所以上述、操作是正确的。 6.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分子D蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程B【解析】由于基因决定蛋白
9、质，因此，要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造基因来完成，而不是直接对蛋白质分子进行操作。7.(2011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C当得到可以在70 C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C【解析】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；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，蛋白质不是遗传物质，不可能自我复制；由于基因工程和蛋白质工程都是对基因进行操作，因此，基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的。
