基因工程与蛋白质工程”知识归纳

“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析

一、知识归纳

1．与DNA 分子相关的酶 名称 作用 参与的生理过程应用 限制性核酸内切酶 切割某种特定的脱氧核苷酸序列 基因工程

DNA 连接酶 连接两个DNA 片段

基因工程 DNA 聚合酶 在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧酸 DNA 复制 RNA 聚合酶 在核苷酸链上添加单个核糖核苷酸 转录

解旋酶 使碱基间氢键断裂 DNA 复制及转录 逆转录酶 以RNA 为模板合成DNA

逆转录及基因工程

特别注意：

（1）限制性核酸内切酶的来源：多数来自原核生物；作用特点：主要切割外源DNA ，对自身的DNA 不起作用从而达到保护自身的目的；作用结果：形成DNA 片断末端。

（2）各种酶都具有专一性，特别是限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定的碱基之间切开。

2．基因工程的基本操作程序

（1）获取目的基因

①基因文库：是将含有某种生物不同基因的许多DNA 片段，导入受体菌的群体中通过克隆而储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。

②基因组文库：基因文库中含有一种生物所有的基因就叫做基因组文库。

③部分基因文库：含有一种生物的部分基因，就叫做部分基因文库，如cDNA 文库。

PCR 技术与DNA 复制的比较

比较项目 PCR 技术

DNA 复制

相同点

原理 DNA 双链复制（（碱基互补配对） 原料 四种游离的脱氧核苷酸 条件

模板、ATP 、酶等

不同点解旋方式DNA在高温下变性解旋解旋酶催化场所体外复制

主要在细胞核内

酶热稳定的DNA聚合酶（Taq酶）细胞内含有的DNA聚合酶

结果在短时间内形成大量的DNA片段形成整个DNA分子（2）基因表达载体的构建（基因工程的核心）

①构建目的：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，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。

②一个基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因等。

③构建方法

（3）将目的基因导入受体细胞—转化

生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞

常用方法农杆菌转化法显微注射技术Ca2+处理法

受体细胞体细胞受精卵原核细胞

转化过程

将目的基因插入Ti质粒的

TDNA上→农杆菌→导入植

物细胞→整合到受体细胞的

DNA→表达

将含有目的基因的表达载体

提纯→取卵（受精卵）→显

微注射→受精卵发育→获得

具有新性状的动物

Ca2+处理细胞→感受态细胞

→重组表达载体与感受态细

胞混合→感受态细胞吸收

DNA分子

特别注意：受体细胞中常用植物受精卵或体细胞（经组织培养）、动物受精卵（一般不用体细胞）、微生物──大肠杆菌、酵母菌等，但要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必需用真核生物酵母菌──需内质网、高尔基体的加工、分泌。一般不用支原体，原因是它营寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟红细胞，原因是它无细胞核和众多的细胞器，不能合成蛋白质。

（4）目的基因的检测与鉴定

3．基因工程和蛋白质工程比较

比较项目基因工程蛋白质工程

原理基因重组中心法则的逆转

区别过程

获取目的基因→构建表达载体→导入受体

细胞→目的基因的检测与鉴定

预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测

氨基酸序列→合成DNA→表达出蛋白质

实质

定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需

要的生物类型或生物产品（基因的异体表

达）

定向改造或生产人类所需要的蛋白质

结果生产自然界中已经有的蛋白质生产自然界中没有的蛋白质

联系

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，对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质必须通过基因修饰或基因合成来实现

二、相关试题

1．下列关于基因工程的叙述，错误的是（）

A．目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物

B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶

C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性

D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达

2．下表有关基因表达的选项中，不可能的是（）

基因表达的的细胞表达产物

A 细菌抗虫蛋白基因抗虫棉叶肉细胞细菌抗虫蛋白

B 人酪氨酸酶基因正常人皮肤细胞人酪氨酸酶

C 动物胰岛素基因大肠杆菌工程菌细胞动物胰岛素

D 兔血红蛋白基因兔成熟红细胞兔血红蛋白

3．下列叙述符合基因工程概念的是（）

A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因

B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株

C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株

D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上

4．甲、乙两图表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法，以下说法中错误的是（）

A．甲方法可建立该细菌的基因组文库

B．乙方法可建立该细菌的cDNA文库

C．甲方法要以脱氧核苷酸为原料

D．乙方法需要逆转录酶参与

5．科学家将控制某药物蛋白合成的基因转移到白色莱航鸡的受精卵DNA中，发育后的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋，而且用这些鸡蛋孵出的雌鸡，仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋。下列有关叙述正确的是（）

A．表达载体的导入运用了显微注射技术

B．受精卵的发育需要运用胚胎移植技术

C．这种变异属于不定向的变异

D．这种变异来源于染色体变异

6．科学家在某种农杆菌中找到了抗枯萎的基因，并以质粒为运载体，采用转基因方法培育出了抗枯萎病的金花茶新品种。下列有关说法正确的是（）

A．质粒是最常用的运载体之一，质粒的存在与否对宿主细胞生存有决定性的作用

B．通过该方法获得的抗枯萎病金花茶，将来产生的花粉中不一定含有抗病基因