基因工程与蛋白质工程

“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析

广东省揭东县登岗中学曾鹏光

一、知识归纳

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

（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

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

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（）

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

C．该种抗枯萎病基因之所以能在金花茶细胞中表达，是因为两者的DNA结构相同

D．为保证金花茶植株抗枯萎病，只能以受精卵细胞作为基因工程的受体细胞

7．（双选）下列关于限制酶的说法，错误的是（）

A．限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布

B．自然界中限制酶的天然作用是用来提取目的基因

C．不同的限制酶切割DNA的切点不同

D．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列

8．（双选）科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，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茶花新品种。下列有关说法正确的是

A．质粒是最常用的运载体之一，不需人工改造就可直接应用于基因工程

B．在培养过程中需要采用PCR技术

C．检测抗枯萎病的基因是否翻译出蛋白质，可采用抗病实验

D．为了保证金茶花植株抗枯萎病，只能以受精卵细胞作为基因工程的受体细胞

9．请分析回答下列有关现代生物科技方面的问题：

（1）糖尿病在现代社会中的发病率越来越高，主要是由于患者胰岛B细胞受损，胰岛素分泌不足引起的。对此，某同学根据所学知识提出了用转基因动物生产胰岛素治疗方法。基本程序：①获取目的基因→②基因表达载体的构建→③将目的基因导入受体细胞→④目的基因的检测与鉴定。其中①和②的操作中需要相同的工具酶是，该酶的作用是识别双链DNA分子的某种特定，并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间

的断裂，暴露出相同的黏性末端。利用PCR技术扩增目的基因的过程中，目的基因受热形成单链并与引物结合，在的作用下延伸形成DNA。

（2）蛋白质工程的基本途径是：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸的序列→找到相对应的序列。

10．1957年，生物学家了解到，病毒感染的细胞能产生一种因子，这种因子能作用于其他细胞，干扰病毒的复制，故将其命名为干扰素；从1987年开始，用基因工程方法生产的干扰素进入了工业化生产，并且大量投放市场。

（1）若已知干扰素的氨基酸序列，则获取目的基因的较简单方法是；目的基因还可以从文库获取，而从cDNA文库中不一定能得到，原因是。

（2）用限制酶处理质粒和目的基因后，用酶处理，可形成基因表达载体，该载体的化学本质是；基因表达载体除含有干扰素基因外，还必须有、和________等。

（3）若选择大肠杆菌作为受体细胞，常用的转化方法是用处理，使其成为，并在一定温度作用下完成。

（4）转基因技术是否成功，需要对受体细胞进行分子水平的检测，首先是检测受体细胞上是否插入了目的基因，这是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键。检测方法是采用。最后还要检测目的基因是否翻译成了相应的蛋白质，利用的技术是。

11．正常蚕豆、豌豆和水稻均为二倍体，它们体细胞中的染色体数依次为12、14、24，这三种植物常作为生物学研究的实验材料。

（1）培育多倍体要用到秋水仙素，为观察其作用，最好采用上述三种材料中

的作为实验材料，原因是。

（2）用32P标记蚕豆体细胞（含12条染色体）的DNA双链，再将这些细胞转入不含32P 的培养基中培养，在第二次细胞分裂的后期，一个细胞中被32P标记的染色体条数和未被标记的染色体条数比为。

（3）正常的豌豆种子缺乏糯性。有人做了实验：选取健壮开花的豌豆进行人工除雄授予糯性水稻的花粉，结果没有获取正常的豌豆种子，你认为最可能的原因是。

（4）为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程。

据图回答：