基因工程、蛋白质工程复习
蛋白质工程重点
一、名词解释1、蛋白质工程（Protein Engineering）——以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过化学、物理和分子生物学的手段进行基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求的工程技术。
2、结构模体（supersecondary structure，motif）——介于蛋白质二级结构和三级结构之间的空间结构,指相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，排列形成规则的、在空间结构上能够辨认的二级结构组合体，并充当三级结构的构件（block building），其基本形式有αα、βαβ和βββ等。
3、结构域（domain）——是在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折叠区，它是相对独立的紧密球状实体。
4、蛋白质的折叠(protein folding)——从体内新生的多肽链或体外变性的多肽链的一维线性氨基酸序列转化为具有特征三维结构的活性蛋白质的过程。
5、分子伴侣（molecular chaperone）——一大类相互之间没有关系的蛋白质，它们具有的共同功能是帮助其他含蛋白质的结构在体内进行非共价的组装和卸装，但不是这些结构在发挥其正常的生物学功能时的永久组成部分。
6、晶胞(Unit cell)——空间点阵的单位（大小和形状完全相同的平行六面体），是晶体结构的最小单位。
7、核磁共振现象（nuclear magnetic resonance ，NMR）——指核磁矩不为零的核，在外磁场的作用下，核自旋能级发生塞曼分裂(Zeeman splitting)，共振吸收某一特定频率的射频辐射（radio frequency, RF）的物理过程。
8、化学势（位）移（）——在有机化合物中，各种氢核周围的电子云密度不同（结构中不同位置）共振频率有差异，即引起共振吸收峰的位移，这种现象称为化学位移。
9、耦合常数（J）——由于自旋裂分形成的多重峰中相邻2峰间的距离。
基因工程蛋白质工程知识点
基因工程蛋白质工程知识点基因工程和蛋白质工程是现代生物技术的重要分支，涉及到对基因和蛋白质的改造和利用以满足人类的需求。
以下是关于基因工程和蛋白质工程的一些重要知识点：1.基因工程的基本原理：基因工程是通过切割、粘接和重组DNA分子来改变或重组生物体的基因组成。
这些DNA分子可以来自同一物种、不同物种或合成的DNA序列。
基因工程的主要技术包括PCR（聚合酶链式反应）、DNA克隆、DNA测序和DNA片段合成等。
2.DNA重组技术：DNA重组技术是基因工程的关键步骤，它允许将不同源的DNA片段重新组合在一起，以创建新的DNA序列。
这种重组可以在体外进行，如PCR反应，也可以在体内进行，如质粒转化和转基因技术。
3.转基因技术：转基因技术是将外源基因导入到目标生物体内的过程。
转基因可以通过基因枪、电穿孔或化学方法等不同途径进行。
转基因技术被广泛应用于农业、医学和工业等领域。
4.限制性内切酶和DNA连接酶：限制性内切酶是一类能够识别、切割DNA特定序列的酶。
这些酶的特点是具有特异性，可以识别并切割DNA的特定序列。
DNA连接酶则可以将两段DNA分子连接在一起。
5.蛋白质工程的基本原理：蛋白质工程是通过改变蛋白质的氨基酸序列，以产生具有新的结构和功能的蛋白质。
蛋白质工程的主要技术包括基因突变、DNA重组、合成DNA和蛋白质进化等。
6.基因突变技术：基因突变是指通过改变DNA序列来改变基因表达和蛋白质结构和功能的过程。
基因突变可以通过自然突变或实验室技术来引入。
常见的基因突变技术包括点突变、插入突变和删除突变等。
7.蛋白质合成：蛋白质可以通过化学合成或基因表达来获得。
化学合成是通过逐个合成蛋白质的氨基酸来制备蛋白质。
基因表达则是将目标蛋白质的基因导入到宿主细胞中，通过细胞内的蛋白质合成机制来合成蛋白质。
8.蛋白质进化：蛋白质进化是通过模拟自然选择过程来改变蛋白质序列和结构的方法。
这种方法可以产生具有更好性能和稳定性的蛋白质变体。
高考生物：基因工程和蛋白质工程
基因工程和蛋白质工程章节概述基因工程是生物工程的核心技术，是当前生命科学研究的热点和前沿，因而各地高考命题均以此作为命题重点，常以材料分析题、选择题等形式出现。
从其地位来看，继续作为命题热点的可能性不会改变。
蛋白质工程主要是工业生产和基础理论研究的需要，而结构生物学对大量蛋白质分子的精确立体结构极其复杂的生物功能的分析结果，为设计改造天然蛋白质提供了蓝图，分子遗传学的以定点突变为中心的基因操作技术为蛋白质工程提供了手段。
目标认知学习目标1．简述基因工程的原理及技术、举例说明基因工程的应用。
2．关注基因工程的发展，认同基因工程的应用促进生产力的提高。
3．尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案。
重点1．DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2．基因工程基本操作程序的四个步骤。
3．蛋白质工程的原理。
难点1．基因工程载体需要的条件。
2．从基因文库中获取目的基因。
3．利用PCR技术扩增目的基因。
知识精讲重点知识讲解限制性核酸内切酶在生物体内有一类酶，它们能将外来的DNA切断，但对自己的DNA没有损害作用。
由于这种切割作用实在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶，简称限制酶。
限制酶是基因工程中重要的切割工具，科学家已经从原核生物中分离出了许多种限制酶并且已经商品化，在基因工程中广泛使用。
根据限制酶切割的特点，可将它们分为两大类：一类是切割部位没有特异性；另一类是可以特异性的识别核苷酸序列，即只能在一定的DNA序列上进行切割。
限制酶在特定切割部位进行切割时，按照切割的方式，又可以分为错位切和平切两种。
错位切一般是在两条链的不同部位切割，中间相隔几个核苷酸，切下后的两端形成一种回文式的单链末端，这个末端能与具有互补碱基的目的基因的DNA片段连接，故称为黏性末端。
这种酶在基因工程中应用最多。
另一种是在两条链的特定序列的相同部位切割，形成一个无黏性末端的平口。
如下图所示：限制性核酸内切酶根据其功能可分为一级和二级两大类。
2024届新高考生物(选考)专题5 生物技术与工程 重点小专题14 基因工程
基因工程
考点一 基因工程 考点二 蛋白质工程 备用习题
网 络 构 建
1.判断有关基因工程和蛋白质工程说法的正误
高 (1)DNA连接酶作用的底物可以是DNA片段,也可以是单个核苷酸。 (×)
频 (2)用限制酶处理目的基因和Ti质粒,涉及氢键和磷酸二酯键的断裂。 ( √ )
易 错
(3)外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制。( ×)
料仅指四种脱氧核苷酸。
(4)利用PCR扩增目的基因时,不需要知道目的基因的全部碱基序列。 (√ )
(5)PCR过程中,模板DNA和引物能在每一次扩增中重复使用。 (×)
高 频
(6)PCR扩增区域由2个引物来决定。
(×)
易 (7)耐高温的DNA聚合酶只能从引物的5'端开始连接脱氧核苷酸。 (× )
错 ●
是3'→5',非模板链(也就是a链)是5'→3';DNA复制中子链延伸方向为5'→3',故引物方向为
5'→3',所以F1配对的单链是3'→5'的b链,故其序列应该与a链相应部分的序列相同。
考点一
(3)重组质粒在受体细胞内正确表达后,用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是
否表达以及表达水平,结果如图乙所示。其中,出现条带1证明细胞内表达了J-V5融合蛋白,
错 ●
(3)利用PCR技术扩增抗虫基因时,PCR反应缓冲液中一般要添加Mg2+。(√ )
考 前
[解析] (1)PCR反应需在一定的缓冲溶液中进行,需提供DNA模板、2种引物、
清 四种脱氧核苷酸及耐高温的DNA聚合酶等。
零 (2)PCR过程中不需要解旋酶,DNA解旋是在高温下实现的,并且PCR需要的原
蛋白质工程重点
一、名词解释1、蛋白质工程（Protein Engineering）——以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过化学、物理和分子生物学的手段进行基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求的工程技术。
2、结构模体（supersecondary structure，motif）——介于蛋白质二级结构和三级结构之间的空间结构,指相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，排列形成规则的、在空间结构上能够辨认的二级结构组合体，并充当三级结构的构件（block building），其基本形式有αα、βαβ和βββ等。
3、结构域（domain）——是在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折叠区，它是相对独立的紧密球状实体。
4、蛋白质的折叠(protein folding)——从体内新生的多肽链或体外变性的多肽链的一维线性氨基酸序列转化为具有特征三维结构的活性蛋白质的过程。
5、分子伴侣（molecular chaperone）——一大类相互之间没有关系的蛋白质，它们具有的共同功能是帮助其他含蛋白质的结构在体内进行非共价的组装和卸装，但不是这些结构在发挥其正常的生物学功能时的永久组成部分。
6、晶胞(Unit cel l)——空间点阵的单位（大小和形状完全相同的平行六面体），是晶体结构的最小单位。
7、核磁共振现象（nuclear magnetic resonance ，NMR）——指核磁矩不为零的核，在外磁场的作用下，核自旋能级发生塞曼分裂(Zeeman splitting)，共振吸收某一特定频率的射频辐射（radio frequency, RF）的物理过程。
8、化学势（位）移（ ）——在有机化合物中，各种氢核周围的电子云密度不同（结构中不同位置）共振频率有差异，即引起共振吸收峰的位移，这种现象称为化学位移。
9、耦合常数（J）——由于自旋裂分形成的多重峰中相邻2峰间的距离。
蛋白质工程复习要点
1.定点突变技术：它以单链的克隆基因为模板在一段含有一个或几个错配碱基的寡核苷酸引物存在下合成双链闭环DNA分子。
用该双链闭环DNA分子转入宿主细胞,可解链成两条单链,各自可进行复制,合成自己的互补链,从而可得到野生型和突变型两种环状DNA,分离出突变型基因, 并引入到表达载体中就可经转化利用宿主细胞获得突变型的目的蛋白质。
2.杂合蛋白技术：原理：将不同来源的功能结构域经过组合,产生具有新的生物学功能的杂合多肽举例：鼠源scFv＋大肠杆菌β-半乳糖苷酶N-末端3.易错PCR(error prone PCR, EP PCR)：利用低保真度TaqDNA 聚合酶，或者改变PCR 反应体系的条件，在新链DNA 聚合过程中随机引入错配碱基，经多轮PCR 扩增，构建序列多种多样的突变库。
特点：不改变基因长度，突变频率控制在适度范围，能有效地获得有益突变体举例：厌氧菌N. patriciarum 中，木聚糖酶4.DNA 改组技术(DNA shuffling)：原理：先切割产生随机大小的DNA 片段，再用无引物PCR 将其连接成为接近目的基因长度的DNA分子，最后进行扩增得全长基因举例：α-干扰素5.交错延伸( Stagger extension process)：原理：a.在PCR 反应中把常规的退火和延伸合并为一步，并大大缩短其反应时间(55 →5s)，从而只能合成出非常短的新生链，b.经变性的新生链再作为引物与体系内同时存在的不同模板退火而继续延伸。
c.此过程反复进行，产生间隔的含不同模板序列的新生DNA 分子。
酯酶KCTC1767稳定性和底物耐受性。
6.酶工程：是酶学基本原理与化学工程相结合而形成的一门新兴的技术科学。
研究酶制剂大规模生产及应用所涉及的理论与技术方法。
7.蛋白质工程：通过对蛋白质已知结构和功能的了解，借助计算机辅助设计，利用基因定位诱变等技术，特异性地对蛋白质结构基因进行改造，产生具有新的特性的蛋白质的技术，并由此深入研究蛋白质的结构与功能的关系,并使蛋白质更好地造福于人类。
高中生物全程复习方略配套课件中图选修基因工程的应用蛋白质工程
基因歧视问题
随着基因检测技术的发展，个人基因信息可能被用于不公平 的决策，如就业、保险和医疗保健。这可能导致基因歧视， 侵犯个人权利。
Part
02
基因工程的应用
基因治疗
基因治疗是指通过改变人类基因来治疗遗传性疾病和 获得性状的一种方法。
输标02入题
基因治疗可以分为直接基因治疗和间接基因治疗两种 类型。
01
03
目前，基因治疗已经在一些遗传性疾病的治疗中取得 了显著成果，如囊性纤维化、镰状细胞贫血等。
04
直接基因治疗是直接将正常的基因导入人体细胞中， 以替代缺陷基因；而间接基因治疗则是通过调节人体 内的某些基因的表达来达到治疗目的。
合成生物学结合了工程学和生命科学 的原理，通过设计和构建人工生物系 统，解决实际问题，未来发展潜力巨 大。
基因治疗的研究进展
基因治疗是当前研究的热点领域，通 过向患者体内导入功能正常的基因， 治疗遗传性疾病和癌症等疾病，未来 有望取得突破性进展。
蛋白质工程技术的发展趋势
蛋白质结构和功能的深入研究
01
定向进化的方法
包括基因突变、基因重组、基因 体外合成等技术，通过这些技术 可以实现对蛋白质的定向进化。
蛋白质工程在药物研发中的应用
药物靶点的发现
通过蛋白质工程可以发现新的药物靶 点，为新药的研发提供基础。
药物设计和优化
通过蛋白质工程可以对药物进行设计 和优化，提高药物的疗效和降低副作 用。
蛋白质工程在农业和工业生产中的应用
目前，基因改良作物已经在世界 范围内得到广泛应用，但同时也 面临着社会接受程度和生态安全 等方面的挑战。
高中生物基因工程与蛋白质工程知识点总结
基因工程与蛋白质工程知识点总结一、基因工程基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
(一)基因工程的基本工具：1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)(1)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。
(3)结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)两种DNA连接酶(E•coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶)的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。
②区别：E•coliDNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。
(2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——载体(1)载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。
②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。
③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
(2)最常用的载体是--质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
(3)其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒(二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。
2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。
人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法。
3.PCR技术扩增目的基因(1)原理：DNA双链复制(2)过程：第一步：加热至90～95 ℃DNA解链;第二步：冷却到55～60 ℃，引物结合到互补DNA链;第三步：加热至70～75 ℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
人教版高中生物选择性必修第3册 基因工程 基因工程(7)专题复习
教案
教学基本信息
课题
基因工程专题复习
学科
生物学段：ຫໍສະໝຸດ 中年级高二教材
书名：选修3《现代生物科技专题》出版社：人民教育出版社出版日期：2月
教学目标及教学重点、难点
教学目标
1.通过例题复习基因工程中的“一二三四多”，对PCR技术、三种基本工具、操作程序的四个步骤、蛋白质工程和基因工程的应用进行巩固。
2.通过例题使用基因工程技术解决较为复杂情境下的实际问题，渗透科学思维。
具体内容
1.一项技术——PCR技术，与体内DNA复制有什么区别与联系？例题1判断对错。
2.两个工程——基因工程和蛋白质工程，二者有什么区别与联系？例题2。
3.三个工具——限制酶、DNA连接酶和载体的功能、特点。
4.四个步骤——基因工程的操作流程。例题3-6
5.综合应用——例题7
通过例题复习巩固
小结
小结基因工程
教学重点
1.PCR技术的原理和流程，限制酶、DNA连接酶、载体的功能特点，基因工程基本操作程序的四个步骤，蛋白质工程的流程。
2.利用基因工程技术解决综合性实际问题。
教学难点
利用基因工程技术解决综合性实际问题。
教学过程(表格描述)
教学环节
主要教学活动
设置意图
导入
简介基因工程专题中的“一二三四多”
导入新课
第三章 基因工程 第4节 蛋白质工程的原理和应用
第4节 蛋白质工程的原理和应用 1．蛋白质工程 (1)基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。
(2)手段：通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质。
(3)目的：获得满足人类生产和生活需求的蛋白质。
(4)困难：蛋白质发挥功能必须依赖正确的高级结构，而蛋白质的高级结构十分复杂。
2．蛋白质工程崛起的缘由(1)崛起缘由①基因工程的实质：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。
②基因工程的不足：基因工程在原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。
③天然蛋白质的不足：天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。
(2)实例：提高玉米赖氨酸含量天冬氨酸激酶(第352位的苏氨酸)――→改造天冬氨酸激酶(异亮氨酸)二氢吡啶二羧酸合成酶(第104位的天冬酰胺)――→改造二氢吡啶二羧酸合成酶(异亮氨酸) 改造后玉米叶片和种子中游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍。
3．蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的基本思路：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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。
4．蛋白质工程的应用(1)医药工业方面①科学家通过对胰岛素基因的改造，研发出速效胰岛素类似物产品。
②干扰素(半胱氨酸)――改造干扰素(丝氨酸) 体外很难保存 体外－70 ℃下可以保存半年③人－鼠嵌合抗体：降低免疫反应强度。
(2)其他工业方面利用蛋白质工程获得枯草杆菌蛋白酶的突变体，筛选出符合工业化生产需求的突变体，提高该酶的使用价值。
(3)农业方面①科学家尝试改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率，增加粮食的产量。
②科学家利用蛋白质工程的思路设计优良微生物农药，通过改造微生物蛋白质的结构，增强微生物防治病虫害的效果。
【强化记忆】1. 蛋白质工程需直接改造基因，而不直接改造蛋白质的原因有：(1)任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且可以遗传下去。
生物技术导论复习提纲
第一章绪论1、生物技术的定义：指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进工程技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。
2、生物技术的种类：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程。
34猛。
基因工程和细胞工程看作生物工程的上游处理技术，将发酵工程和酶工程看作生物工程的下游处理技术。
基因工程、细胞工程和发酵工程中所需的酶往往是通过酶工程来获得的。
5、传统生物技术主要是指通过微生物的初级发酵来生产产品的技术。
现代生物技术是以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志的，与信息技术、新材料科学并列为当今三大前沿科学。
6、现代生物技术的发展：（1）1944年，Avery等人通过实验证明了DNA是遗传物质；（2）1953年，Watson和Crick发现了DNA双螺旋结构，并阐明了DNA半保留复制机制，从而奠定了现代分子生物学的基础，开辟了分子生物学研究的新纪元；（3）1961年，Nirenberg等破译了遗传密码，揭开了DNA编码的遗传信息表达为蛋白质的秘密；（4）1972年，Berg首先实现了DNA体外重组技术，它标志着生物技术的核心技术——基因工程技术的开始。
（5）1975年，Kohler和Milstein建立了单克隆抗体技术；（6）1976年，DNA测序技术诞生；（7）1988年，PCR（polymerase chain reaction DNA多聚酶链式反应）方法问世；（8）1997年，英国培养出第一只体细胞克隆绵羊多莉。
7、人类基因组计划（HGP）1990年启动，共计六个国家16个基因组中心参与。
中国承担3号染色体约3000万bp的测序，约占整个计划的1%。
“读出”——碱基测序(2000年6月)，“读懂”——基因的功能。
（1）人类基因组：指人体DNA分子所携带的全部遗传信息（2）什么是“人类基因组计划”？、“人类基因组计划”的意义是有哪些？人类基因组计划：基因组就是一个物种中所有基因的整体组成。
高二生物蛋白质工程知识点
高二生物蛋白质工程知识点蛋白质工程是生物工程学科中的一个重要分支，通过改变蛋白质的结构和功能，以实现特定的应用目的。
在高二生物学习中，学生们将接触到一些关键的蛋白质工程知识点。
本文将介绍这些知识点，并从基础概念、技术方法和应用领域三个方面进行论述。
一、基础概念1. 蛋白质：蛋白质是生物体中一类重要的有机化合物，由氨基酸残基通过肽键连接而成。
蛋白质在生物体内具有多种生物学功能，如酶促反应、结构支持和信号传导等。
2. 基因工程：基因工程是利用分子生物学和遗传学的原理，通过改变生物的遗传物质DNA序列来实现对生物体的修改和改良。
蛋白质工程作为基因工程的一个分支，主要关注蛋白质的结构和功能的修改。
3. 蛋白质工程：蛋白质工程是通过改变蛋白质的氨基酸序列或结构，使蛋白质具有特定的性质或功能。
蛋白质工程可以通过研究蛋白质的结构与功能的关系，设计和构建新的蛋白质，或者改良已有的蛋白质。
4. 重组蛋白质：重组蛋白质是指通过基因重组技术，将目标蛋白质的基因导入到宿主表达系统中，利用宿主系统表达和产生该蛋白质。
重组蛋白质广泛应用于药物研发、生物功效研究和工业生产等领域。
二、技术方法1. DNA重组技术：DNA重组技术是蛋白质工程的基础。
它包括将目标蛋白质的基因克隆到表达载体中，然后通过哺乳细胞、细菌或酵母等宿主细胞系统进行表达和生产目标蛋白质。
2. PCR技术：PCR技术是一种常用的基因扩增技术，通过反复进行酶催化的DNA复制，可以快速扩增目标基因片段，为其后续的克隆操作提供充分的材料。
3. 功能标记技术：功能标记技术可以通过蛋白质上的化学修饰或特定的荧光染料等手段，在蛋白质表面引入特定的标记物，用于后续的结构分析和功能研究。
4. 蛋白质纯化与分析技术：蛋白质纯化技术可以通过离心、层析和电泳等方法，将目标蛋白质从复杂的混合物中进行纯化和分离。
蛋白质分析技术则可以对纯化得到的蛋白质进行质量检测和结构分析。
三、应用领域1. 生物医药领域：蛋白质工程在生物医药领域中具有广泛的应用。
生物化学讲义20-基因工程及蛋白质工程 考研生物化学精编辅导讲义
第三部分、分子生物学－信息途径第二十节：基因工程及蛋白质工程中大历年考题：一、填空题1. PCR 技术________（05三5）2. 研究RNA 和蛋白质转移和鉴定的技术是_________和Western 印迹法。
（0422）3. cDNA 文库_________（04三3）二、判断题1. PCR 反应的原理是模拟生物的DNA 半保留复制的过程。
（0807）三、问答题1. PCR 的特异性主要由哪些因素决定，在实践中可以通过哪些措施来提高特异性？（07三5）2. 在基因工程中，重组蛋白通常以融合形式表达，其中常用的一种是6×His标签。
目的是什么？简单叙述其原理。
（06三2）3. 利用RT－PCR 法获得目的基因时，如何鉴定其中有没有DNA 污染，设计一套试验排除DNA 造成的污染。
（06三6）4. 从高等生物基因组中克隆的完整的基因为什么在大肠杆菌里不能正确表达？如果想让人的胰岛素基因在细菌中表达、生产人胰岛素，你认为至少要满足哪些条件？（05四5）5. 基因工程中，原核细胞表达体系和真核细胞表达体系各有什么优缺点？（04四4）基础知识点复习：§20.1 基因的克隆基因重组是指在体外用酶学方法将不同来源的DNA进行切割、连接，组成一个新的DNA分子的过程，又称DNA重组。
基因克隆将重组DNA分子导入到合适的受体细胞中，使其扩增和繁殖，以获得大量的同一DNA分子，称此为基因克隆、DNA克隆或分子克隆。
基因工程实现基因克隆所采用的方法和相关工作，统称为重组DNA技术或基因工程。
限制修饰系统：限制性内切酶往往与一种甲基化酶同时成对存在，构成一个限制修饰系统，甲基化酶使细菌自身的DNA带上标志，限制性内切酶专门用于降解入侵的外源DNA根据限制酶的作用特性，一般分为三类：——Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型，其中常用的是Ⅱ型限制酶。
II型限制性核酸内切酶：限制和修饰活性分开，蛋白质结构是单一成分，辅助因子Mg2+，位点序列旋转对称（反向重复）。
蛋白质工程复习提纲
蛋白质工程复习提纲第一章蛋白质工程的概念及其发展1．什么是蛋白质工程？是以对蛋白质结构和功能关系的认识为依据，借助基因工程技术和X-射线衍射分析技术，从基因入手，通过定点突变改变核苷酸顺序，以达到改造现有蛋白质分子、或创造新的蛋白质分子目的的技术学科。
2．与蛋白质工程有关的四个基础学科是什么？蛋白质化学、分子遗传学、蛋白质晶体学、蛋白质动力学。
3．为什么蛋白质化学方面的研究又出现了新高潮？今后蛋白质化学的研究将向哪三个方向发展？1）遗传工程的产品开拓依赖于新蛋白质的发现；2）遗传工程的下游技术有赖于蛋白质的新的分离、纯化技术的发展；3）医学上和商业上发现新分蛋白质推动了蛋白质化学研究技术的不断发展。
今后蛋白质化学的主要研究方向有：1）蛋白质的研究与核酸研究相结合；2）蛋白质化学与量子化学相结合；3）新功能蛋白质的寻找、原有蛋白质新功能的揭示、新的研究蛋白质技术的开拓。
4．举例说明蛋白质工程已经取得了哪些成果？（1）在基础研究方面：1) 进行酶活性中心上必需基团的研究2）展宽酶分子的底物范围研究3）提高酶分子对底物的专一性研究4）提高蛋白质分子的稳定性研究5）研究了酶分子的空间结构与催化的关系6) 研究了酶分子与底物结合成中间产物时结合能的作用。
（2）应用方面1)改进蛋白质分子的热稳定性2)提高抗氧化性能3)提高蛋白质抵抗重金属的性能4) 增强蛋白质对pH值的稳定性5) 改变酶催化的最适pH值5．当前阻碍酶的大量生产和销售的因素有哪些？酶的生产成本较高（非主要）；来自自然界的酶或其他蛋白质并不随人意，应用起来会遇到这样那样的困难（生产环境与自然环境有差距）6．蛋白质工程的近期目标是什么？增强蛋白质对热的稳定性；增强蛋白质对氧的稳定性；增强蛋白质对重金属的稳定性；增强蛋白质对pH的稳定性；改进酶的催化性质7．制约蛋白质工程发展的因素有哪些？蛋白质分子构象的研究手段的建立；基因的高效表达及其下游技术第二章蛋白质分子的立体结构原理1 什么是顺式酰胺键？各在什么时候出现？多肽链是以众多的氨基酸分别以酰胺键连接起来，当酰胺键上的N原子由Pro供给时，所形成的酰胺键是顺式排列的，称为顺式酰胺键。
蛋白质工程考试复习资料
名解蛋白质工程：蛋白质工程是以蛋白质的结构与功能的关系研究为基础，利用基因工程技术对现存蛋白质加以改造，组建成新型蛋白质的现代生物技术。
蛋白质超二级结构：相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，形成规则排列的组合体，以同一结构模式出现在不同的蛋白质中，这些组合体称为超二级结构，或结构模体。
结构域：指二级结构和结构模体以特定的方式组织连接，在蛋白质分子中形成两个或多个在空间上可以明显区分的三级折叠实体。
结构域是蛋白质折叠中的一个结构层次，介于超二级结构和三级结构之间，是蛋白质三级结构的基本单位，也是蛋白质功能的基本单位。
分子伴侣：是一类相互之间有关系的蛋白分子，能识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的一定部位相结合，帮助这些多肽转运、折叠或组装，但其本身并不参与最终产物的形成。
定向进化：在实验室中模仿自然进化的关键步骤-突变、重组和筛选，在较短时间内完成漫长的自然进化过程，有效地改造蛋白质，使之适于人类的需要。
这种策略只针对特定蛋白质的特定性质，因而被称为定向进化。
第二遗传密码：氨基酸顺序与蛋白质三维结构之间存在着对应关系，人们称之为第二遗传密码或折叠密码。
蛋白质的化学修饰：凡通过活性基团的引入或去除，而使蛋白质一级结构发生改变的过程统称为蛋白质的化学修饰。
基因突变的概念：基因突变是指由于DNA碱基对的置换、增添或缺失而引起的基因结构的变化。
蛋白质组学：蛋白质组学定量检测蛋白质水平上的基因表达，从而揭示生物学行为(如疾病过程和药物效应)，以及基因表达调控的机制的学科。
双向电泳：是等电聚焦电泳和SDS-PAGE的组合，即先进行等电聚焦电泳（按照pI分离），然后再进行SDS-PAGE（按照分子大小），经染色得到的电泳图是个二维分布的蛋白质图。
蛋白质芯片：也叫蛋白质微阵列，是将大量蛋白质有规则地固定到某种介质载体上，利用蛋白质与蛋白质、酶与底物、蛋白质与其他小分子之间的相互作用检测分析蛋白质的一种芯片。
高考生物专题复习《基因工程》含答案
高考生物专题复习《基因工程》【考点梳理.逐个击破】一、基因工程的操作工具1．限制性核酸内切酶(简称限制酶)(1)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)作用：识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列并切开特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)结果：产生黏性末端或平末端。
2．DNA 连接酶3．载体(1)作用：携带外源DNA 片段进入受体细胞。
(2)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(3)条件⎩⎪⎨⎪⎧能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因二、基因工程的基本操作程序 1．目的基因的获取(1)目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以是具有调控作用的因子。
(2)获取方法⎩⎪⎨⎪⎧从基因文库中获取利用PCR 技术扩增通过化学方法人工合成2．基因表达载体的构建 (1)构建基因表达载体的目的①使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代。
②使目的基因能够表达和发挥作用。
(2)基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子及标记基因等。
3．目的基因导入受体细胞微生物细胞感受态细胞法(Ca2＋处理法)4．目的基因的检测与鉴定检测目的检测方法判断标准目的基因是否插入转基因生物的DNA DNA分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否转录出了mRNA 分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否翻译出蛋白质抗原—抗体杂交技术是否出现杂交带个体水平的检测如抗虫、抗病的接种实验是否表现出相应的特性三、基因工程的应用及蛋白质工程1．基因工程的应用(1)动物基因工程：提高动物生长速度从而提高产品产量；改善畜产品品质；用转基因动物生产药物；用转基因动物作器官移植的供体等。
(2)植物基因工程：培育抗虫转基因植物(如抗虫棉)、抗病转基因植物(如转基因烟草)和抗逆转基因植物(如抗寒番茄)；利用转基因改良植物的品质(如新花色矮牵牛)。
2．基因诊断与基因治疗(1)基因诊断：又称为DNA诊断，是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。
生物工程概论复习提纲
五大工程的定义、研究内容。
1.基因工程：在基因水平上操作并改变生物遗传特性的技术。
即按照人们的需要，用类似工程设计的方法将不同来源的DNA分子在体外构建成重组DNA分子，然后导入受体细胞，并在受体细胞内复制、转录和表达。
2.细胞工程：以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变，达到改良生物品种和创造新品种的目的，从而加速繁育动植物个体，或获得某种有用物质。
3.蛋白质工程：以蛋白质结构和功能的研究为基础，运用遗传工程的方法，借助计算机信息处理技术，从改变和合成基因入手，定向改造天然蛋白质或设计全新的蛋白质，使之具有特定的结构、性质和功能，更好地为人类服务。
4.发酵工程：利用包括工程微生物在内的某些微生物或动、植物细胞及其特定功能，通过现代工程技术手段生产各种特定的有用物质；或者把微生物直接用于某些工业化生产。
5.酶工程：利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能，以及对酶的修饰改造，借助于生物反应器，生产人类所需产品。
基因工程研究的理论依据是什么？1.不同基因具有相同的物质基础；2.基因是可以切割的；3.基因是可以转移的；4.多肽与基因之间存在对应关系；5.遗传密码是通用的；6.基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代。
基因工程的工具酶有哪些？其作用是什么？1.限制性核酸内切酶，一类识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列，并由此切割DNA双链结构的核苷酸内切酶；2.DNA连接酶，催化双链DNA片段紧靠在一起的3'-OH与5'-P基团之间形成磷酸二酯键，连接两末端的酶；3.DNA聚合酶，能够催化DNA复制和修复DNA分子损伤的一类酶；4.碱性磷酸酶，用于脱去DNA（RNA）5'末端的磷酸根，使5'-P成为5'-OH，此过程称核酸分子的脱磷酸作用；5.S1核酸酶，水解单链DNA或RNA，产生带5'-P的单核苷酸或寡核苷酸。
高考生物一轮复习 专题25 基因工程与蛋白质工程试题(含解析)-人教版高三全册生物试题
专题25 基因工程与蛋白质工程【考情探究】课标解读考情分析备考指导考点考向1基因工程的原理与技术基因工程的原理与技术基因工程在“生物工程技术”模块中占有举足轻重的地位,是高考命题的热点之一。
高考对本专题的考查主要集中在基因工程基本工具的作用和特点、基因工程操作步骤以及基因工程在生产和实践中的应用等方面;试题多以最新科技信息材料为情境,结合具体实例分析,突出对限制酶、PCR技术、基因表达载体的构建、目的基因的检测和鉴定等内容的考查,且多以非选择题形式呈现。
高考对“DNA的粗提取与鉴定”的考查主要表现在对实验原理、操作方法与目的等方面,且多以选择题形式呈现结合最近几年的高考,预计2021年高考中考查的重点还会延续以往考向,特别是对基因工程的基本工具、构成基因表达载体与PCR技术的综合性考查。
因此,在复习备考的过程中,要注意归纳梳理基因工程的基础知识,熟记基因工程基本工具、基本操作程序、鉴定方法、蛋白质工程等基础知识,加强对基因表达载体图形的理解与应用。
并通过必要的题型训练,巩固基础知识、掌握解题的方法和技巧,并进行归纳总结,以达到触类旁通之效。
本专题中的“蛋白质工程”将结合在基因工程中组题考查,可能是高考的新考向,也应该加以重视。
同时还应注意加强与细胞工程、胚胎工程的横向联系,重视“DNA的粗提取与鉴定”的实验考查2基因工程的应用与发展基因工程的应用蛋白质工程3DNA的粗提取与鉴定DNA粗提取与鉴定【真题探秘】基础篇考点1 基因工程的原理与技术【基础集训】1.(2019某某某某一模,25)利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似(如图所示)。
图中引物为单链DNA片段,它是子链合成延伸的基础。
下列叙述正确的有(多选)( )A.用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列B.设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对而造成引物自连C.退火温度过高可能导致PCR反应得不到任何扩增产物D.第四轮循环产物中同时含有引物A和引物B的DNA分子所占的比例为15/16答案ABC2.(2019某某华罗庚、江都、仪征三校联考,33)下表是几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点,其中切割位点相同的酶不重复标注。
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（1）将目的基因导入植物细胞 农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法 显微注射技术 Ca2+处理
（2）将目的基因导入动物细胞 （3）将目的基因导入微生物细胞
将目的基因导入植物细胞（受精卵或体细胞） 常用方法： Ti质粒的T—DNA可转移至受体细胞 并整合到其染色体DNA上
农杆菌特点？
基因工程的基本操作程序
1、获取目的基因
2、构建基因表达载体
3、将目的基因导入受体细胞 4、目的基因的检测和鉴定
核心步骤是？
1、获取目的基因的方法：
目的基因
启动子：位于？作用？
组成 是（ 部位 2、构建基因表达载体 终止子：位于？作用？ 标记基因：作用？ 目的： 结果： ）识别和 结合的
3、将目的基因导入受体细胞
所以将目的基因插入
上
适用范围
感染双子叶植物和裸子植物
转化过程:
Ti质粒 目的基因 构建 表达 载体
重 农 组 转入 导入 杆 Ti 菌 质 粒
植 物 组织培养 细 胞
新性状 的植株
将目的基因导入微生物细胞
常用菌： 微生物作受体细胞原因：
为什么要用Ca2+出理细胞
过程：
Ca2+处理
大肠杆菌
感受态 细胞
表达载体 与感受态 细胞混合
感受态细 胞吸收 DNA
目的基因的检测与鉴定
的关键
（1）
什么是探针？
方法： （ 与
）
1、
原理：
的第一步
（2）
方法：
原理：
（
与
）
（3） 2、 ：例如：
：方法：
（
与ห้องสมุดไป่ตู้
）
蛋白质工程
原理: 中心法则的反向应用
实质: 改造基因
目标: 改造或制造新的蛋白质，满足人类的生产或 生活的需要 操作程序： 预期 功能→设计 →推测应
有的 序列→找到对应的 合成基因，进而表达出蛋白质。 序列
（基因工程的呢？）