優(yōu)選文檔基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程PPT

基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程(2)基因工程藥品。①生產(chǎn)方式：利用基因工程培育“工程菌”來生產(chǎn)藥品。a.“工程菌”：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表達(dá)的菌類細(xì)胞株系，如含有人胰島素基因的大腸桿菌菌株、含有抗蟲基因的土壤農(nóng)桿菌菌株等。b.用基因工程生產(chǎn)的藥品，從化學(xué)成分上分析都應(yīng)該是蛋白質(zhì)類。②成果：生產(chǎn)出細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等。(3)基因診斷。①方法：DNA分子雜交技術(shù)(即DNA探針法)。②主要過程：將互補(bǔ)的雙鏈DNA解旋

獲得單鏈DNA片段

用同位素、熒光分子或化學(xué)發(fā)光催化劑標(biāo)記單鏈DNA片段

引入待檢測的DNA樣品中

檢測DNA樣品(4)基因治療。①方法：基因置換、基因修復(fù)、基因增補(bǔ)、基因失活等。②途徑。a.體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，然后在體外完成轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)，如腺苷酸脫氨酶基因的轉(zhuǎn)移。b.體內(nèi)基因治療：用基因工程的方法，直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的方法。2.蛋白質(zhì)工程與基因工程：(1)區(qū)別：項目蛋白質(zhì)工程基因工程過程預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列獲取目的基因→構(gòu)建基因表達(dá)載體→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測與鑒定實質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品結(jié)果可生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)(2)聯(lián)系。①蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程。②基因工程中所利用的某些酶需要通過蛋白質(zhì)工程進(jìn)行修飾、改造?！究碱}回訪】1.(2013·新課標(biāo)全國卷Ⅰ節(jié)選)閱讀如下資料：資料：T4溶菌酶在溫度較高時易失去活性?？茖W(xué)家對編碼T4溶菌酶的基因進(jìn)行了改造，使其表達(dá)的T4溶菌酶第3位的異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼?，在該半胱氨酸與第97位的半胱氨酸之間形成了一個二硫鍵，提高了T4溶菌酶的耐熱性。【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是：只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)(2013·新課標(biāo)全國卷Ⅰ節(jié)選)閱讀如下資料：蛋白質(zhì)工程是指以分子生物學(xué)相關(guān)理論為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新蛋白質(zhì)的技術(shù)。(填“RASmRNA”或“RAS蛋白”)含量減少引起的。(2)原代培養(yǎng)產(chǎn)生的細(xì)胞需用胰蛋白酶處理，分散成單個細(xì)胞。(3)研究發(fā)現(xiàn)，let-7基因能影響癌基因RAS的表達(dá)，其影響機(jī)理如圖引入待檢測的DNA樣品中①生產(chǎn)方式：利用基因工程培育“工程菌”來生產(chǎn)藥品。“工程菌”：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表達(dá)的菌類細(xì)胞株系，如含有人胰島素基因的大腸桿菌菌株、含有抗蟲基因的土壤農(nóng)桿菌菌株等。該資料屬于工程的范疇。①蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程?；蚬こ痰膽?yīng)用及蛋白質(zhì)工程答案：(1)限制性核酸內(nèi)切(或限制)啟動子提示：游離的基因不易表達(dá)。研究人員利用基因工程技術(shù)將let-7基因?qū)敕伟┘?xì)胞實現(xiàn)表達(dá)，發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制。(2)注意題干信息“l(fā)et-7基因?qū)敕伟┘?xì)胞實現(xiàn)表達(dá)，發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制”，由此推出肺癌細(xì)胞增殖受到抑制的原因是let-7基因翻譯抑制。①方法：基因置換、基因修復(fù)、基因增補(bǔ)、基因失活等。回答下列問題：該資料屬于

工程的范疇。該工程是指以分子生物學(xué)相關(guān)理論為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對

進(jìn)行改造，或制造一種

的技術(shù)。在該實例中，引起T4溶菌酶空間結(jié)構(gòu)改變的原因是組成該酶肽鏈的

序列發(fā)生了改變。①生產(chǎn)方式：利用基因工程培育“工程菌”來生產(chǎn)藥品?！窘馕觥抠Y料中對基因進(jìn)行改造，結(jié)果得到耐熱性提高的蛋白質(zhì)，因此屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。研究人員利用基因工程技術(shù)將let-7基因?qū)敕伟┘?xì)胞實現(xiàn)表達(dá)，發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制。①生產(chǎn)方式：利用基因工程培育“工程菌”來生產(chǎn)藥品。蛋白質(zhì)工程是指以分子生物學(xué)相關(guān)理論為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新蛋白質(zhì)的技術(shù)。(3)研究發(fā)現(xiàn)，let-7基因能影響癌基因RAS的表達(dá)，其影響機(jī)理如圖定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)在該實例中，引起T4溶菌酶空間結(jié)構(gòu)改變的原因是組成該酶肽鏈的序列發(fā)生了改變。資料：T4溶菌酶在溫度較高時易失去活性。研究人員利用基因工程技術(shù)將let-7基因?qū)敕伟┘?xì)胞實現(xiàn)表達(dá)，發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制。由圖2可知let-7基因翻譯抑制則不能產(chǎn)生RAS蛋白，因此RAS蛋白減少，肺癌細(xì)胞的增殖就受到抑制。研究人員利用基因工程技術(shù)將let-7基因?qū)敕伟┘?xì)胞實現(xiàn)表達(dá)，發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制。定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì)(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體，為什么要同時拼接啟動子、終止子？用基因工程生產(chǎn)的藥品，從化學(xué)成分上分析都應(yīng)該是蛋白質(zhì)類?！窘忸}指南】解答本題的關(guān)鍵是：【解析】資料中對基因進(jìn)行改造，結(jié)果得到耐熱性提高的蛋白質(zhì)，因此屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。蛋白質(zhì)工程是指以分子生物學(xué)相關(guān)理論為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新蛋白質(zhì)的技術(shù)。對基因進(jìn)行改造后，第3位的異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼?，該半胱氨酸與第97位的半胱氨酸之間形成了二硫鍵，引起了空間結(jié)構(gòu)的改變，所以最終是由于氨基酸序列的改變導(dǎo)致了空間結(jié)構(gòu)的改變。答案：蛋白質(zhì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)新蛋白質(zhì)氨基酸2.(2012·福建高考)肺細(xì)胞中的let-7基因表達(dá)減弱，癌基因RAS表達(dá)增強(qiáng)，會引發(fā)肺癌。研究人員利用基因工程技術(shù)將let-7基因?qū)敕伟┘?xì)胞實現(xiàn)表達(dá)，發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制。該基因工程技術(shù)基本流程如圖1。請回答：(1)進(jìn)行過程①時，需用

酶切開載體以插入let-7基因。載體應(yīng)有RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，以驅(qū)動let-7基因轉(zhuǎn)錄，該部位稱為

。(2)進(jìn)行過程②時，需用

酶處理貼附在培養(yǎng)皿壁上的細(xì)胞，以利于傳代培養(yǎng)。(3)研究發(fā)現(xiàn)，let-7基因能影響癌基因RAS的表達(dá)，其影響機(jī)理如圖2。據(jù)圖分析，可從細(xì)胞中提取

進(jìn)行分子雜交，以直接檢測let-7基因是否轉(zhuǎn)錄。肺癌細(xì)胞增殖受到抑制，可能是由于細(xì)胞中

(填“RASmRNA”或“RAS蛋白”)含量減少引起的。【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是：(1)注意目的基因和載體需用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割。(2)注意題干信息“l(fā)et-7基因?qū)敕伟┘?xì)胞實現(xiàn)表達(dá)，發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制”，由此推出肺癌細(xì)胞增殖受到抑制的原因是let-7基因翻譯抑制。【解析】(1)基因工程中目的基因和載體需要同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割產(chǎn)生相同的黏性末端，使目的基因與載體結(jié)合，載體中與RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位是啟動子。(2)原代培養(yǎng)產(chǎn)生的細(xì)胞需用胰蛋白酶處理，分散成單個細(xì)胞。(3)檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄需提取受體細(xì)胞中的RNA進(jìn)行分子雜交；由圖2可知let-7基因翻譯抑制則不能產(chǎn)生RAS蛋白，因此RAS蛋白減少，肺癌細(xì)胞的增殖就受到抑制。答案：(1)限制性核酸內(nèi)切(