基因工程在医学上的应用
基因工程在医学上的应用
摘要：自20 世纪70 年代基因工程诞生以来,以DNA重组技术为核心的现代生物技术一直是人们研究的热点，本文主要介绍了基因药物的定义、获得途径、种类、治疗方法以及基因药物的应用前景。
关键词：基因药物；获得途径；种类；治疗；应用前景
1.基因工程
1.1 基因
基因是脱氧核糖核酸（DNA）分子上的一个特定片段。不同基因的遗传信息，存在于各自片段上的碱基排列顺序之中。基因通过信使核糖核酸（mRNA），合成特定的蛋白质，使基因得到表达。
1.2 基因工程
基因工程[1]是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生需要的基因产物。
2.基因药物
2.1 基因药物定义
基因工程药物是根据人们的愿望设计的基因,在体外剪切组合,并和载体DNA连接,然后将载体导入靶细胞(微生物、哺乳动物细胞或人体组织靶细胞) ,使目的基因在靶细胞中得到表达,最后将表达的目的蛋白质纯化及做成制剂,从而成为蛋白类药或疫苗[2]。
2.2 基因药物获得途径
2.2.1 转基因植物
利用转基因植物生产基因工程疫苗,是将抗原基因导入植物,让其在植物中表达,人或动物摄入该植物或其中的抗原蛋白质,以产生对某抗原的免疫应答。转基因植物生产疫苗的研究主要集中在烟草、马铃薯、蕃茄、香蕉等植物。
Curtiss和Cardineau在1990年以专利形式发表[3]了将变异链球菌表面蛋白抗原基因（SpaA)转入烟草获得表达，并在饲喂后的小鼠体内诱导了抗SpaA的粘膜免疫应答，并证明所诱导的抗体具有生物活性。
Mason HS[4]等于1992年采用农杆菌LBA4404介导的方法在烟草中表达重组乙肝表面抗原HBsAg（rHBsAg），在小鼠体内可以诱导有效的免疫应答，产生LgG,LgM。
Arakawa[5]等将霍乱毒素B亚基CT-B基因导入马铃薯中，在饲喂后的小鼠体内检测到了特异性的抗体。
美国食品药品监督管理局（FDA）批准了Arntzen领导的研究小组进行首例转基因植物口服疫苗的临床试验[6]。
2.2.2 转基因动物
利用转基因动物的乳腺作为生物反应器, 生产基因工程人类蛋白质药物, 其成本较微生物发酵、动物细胞培养生产基因工程药物大大降低, 故近年不少研究者从事转基因动物乳腺生物反应器生产基因工程药物的研究。动物乳腺生物反应器(Mammary gland bioreactor)属于转基因动物范畴，是利用转基因动物的乳腺组织生产基因工程人类药用蛋白[7]。
Stromqvit等[8]于1997年以乳清蛋白（WAP）为调控序列，在转基因鼠中获得胞外过氧化物歧化酶的表达。
John等[9]于1999年在转基因鼠乳汁中得到了成熟的胶原蛋白分子。
Liu等[10]于2000年利用羊β-乳球蛋白启动子在转基因鼠乳汁中成功地表达了CTLA4lg 融合蛋白。
2.2.3 发酵培养
利用微生物发酵、动物细胞培养是目前工业化生产基因工程药物的最主要方法。基因工程则突破了这一局限性,可大量生产这类多肽和蛋白质,迄今已成功地生产出胰岛素、干扰素、生长激素、生长激素释放抑制因子等百余种产品。
3.基因工程药物种类
3.1抗生素类
利用基因工程技术可以对生产菌种进行基因改造，得到表达水平高.产品目的性强的菌株。
王以光等利用基因重组技术对螺旋霉素产生菌进行改造,增强了丙酰基转移酶的基因在螺旋霉素产生菌中的表达,并提高了丙酰螺旋霉素的产量[11]
3.2活性多肽类
3.2.1胰岛素
Goeddel等学者在1978年应用基因重组技术开发出使用大肠杆菌生产人胰岛素。
目前，生产胰岛素的工艺和技术也不断得到完善，我国新疆转基因羊已能够成功表达人胰岛素原[12]为胰岛素的生产开发了新途径。
3.2.2生长素
Goeddel等学者在1978年应用基因重组技术开发出使用大肠杆菌生产人生长素。目前，我国基因工程人生长素已研制成功，并投入市场和用于临床使用。
3.3细胞免疫调节因子
俄罗斯科学家构建了以假单胞菌为载体的表达系统来生产基因工程干扰素。与传统的大肠杆菌表达系统相比其培养周期短，细胞易于破碎便于提取。
夏小兵等利用限制性内切酶分别从含有抗乙型肝炎S抗原人源单链抗体与人干扰素a质粒中切出目的基因。连接到pET22b，质粒中，构建成单链抗体靶向干扰素表达载体，在大肠杆菌中表达成功[13]
3.4疫苗
P Valenzuela等人将S基因(HBV表面抗原基因)的一个片段克隆在一种载体上,结果在酵母中合成出来HBV表面抗原(HbsAg)颗粒,酵母表达系统现在已经能够大规模生产供给人类使用的重组肝炎疫苗[14]。
3.5基因治疗制品
基因治疗存在两种方式"即间接体内法和体内法。间接体内法主要是通过在体外进行基因转移，筛选可表达外源基因的细胞，然后再转移到体内。体内法则是直接在体内改变与修复遗传物质。
由病毒介导的基因转移系统主要包括逆转录病毒、腺病毒、疱疹病毒和腺病毒相关病毒等。
Naldini等开发一种基于HIV的重组Rt载体,不需要辅助细胞,能广泛感染各种非分裂细胞，同时保留了能整合在宿主染色体上的特点。
另外一类是非病毒介导的基因转移系统，包括脂质体、分子偶联载体、基因枪和裸DNA 等[15]。反义核苷酸技术也可应用于基因治疗,尤其在抗乙肝病毒的基因治疗方面.
2001年Robaczewska等首次通过静脉给予反义DNA选择性抑制北京鸭HBV在鸭肝脏中的复制和表达,证明了反义DNA在动物实验中的有效性[16]
4.基因工程药物治疗
4.1基因工程药物治疗肿瘤
李振宇等[17]制备慢病毒载体为基础的野生型及突变型单纯疱疹病毒胸苷激酶、基因工程T细胞并研究应用HSV．sr39．TK／ACV系统进行防治GVHD，以达到减轻前体药物毒性，拓宽
前体药物选择范围的目的。
高丽等[18]研究基因重组荞麦胰蛋白酶抑制剂(rBTI)诱导HL-60细胞凋亡的作用，结果表明来自蓼科植物的重组养麦胰蛋白酶抑制剂能够有效的抑制HL-60肿瘤细胞的生长，抑制作用呈剂量依赖性，但对正常外周血单核细胞的生长没有影响。
韩明勇等[19]采用Lipofectamine2000将携带人IL-18基因的质粒pCDNA3．1-hIL-18转导入Bcap37细胞中，并筛选出阳性克隆。裸鼠致瘤实验和抗瘤实验表明IL-18基因转染降低了Bcap37细胞的肿瘤原性，IL-18基因修饰的Bcap37细胞具有明显的抗肿瘤作用。
金阳等[20]对比研究了rmhTNF联合化疗治疗人小细胞肺癌(sCLC)的临床疗效和安全性。结果联合化疗的疗效显著优于单纯化疗，能明显改善SCLC患者的生活质量，且临床应用安全。
4.2基因工程药物治疗病毒感染
胡立华等[21]观察了重组基因工程药物干扰素(IFlNa-Ib)与胸腺肽al联合治疗慢性乙型肝炎的疗效，显示联合用药的强大抗病毒活性，是目前治疗慢性乙型肝炎较为理想的方案。
左冰[22]采用a一1型基因工程干扰素(rHuIF-N．a1)与无环鸟苷(AcV)联合治疗24单纯疱疹病毒性角膜炎患者，获得满意效果。
4.3基因工程药物治疗心脑血管疾病
余蓉等[23]通过计算机分子设计，预测了水蛭素12肽通过柔性肽(Gly)3与r-PA连接形成的融合蛋白的空间结构与功能，并构建了表达该融合蛋白的工程菌，融合蛋白表达后通过复性，得到了分子设计预期的具有较高溶栓抗凝双功能活性的新型蛋白。
余榕捷等[24]利用PCR方法扩增纳豆激酶酶原(pro-NK)基因，并克隆到表达载体pET3c上，构建表达菌pENK-(DE3)pLysS和pENK．(DE3)pLysS+。SDS-PAGE结果显示两菌株均表达42kD 的目的蛋白。本研究为开发纳豆激酶成为新一代溶栓药物奠定了基础。
5.基因工程药物的应用前景
与传统制药相比，生物制药有便于大规模生产、利润高、生产工艺简单、人力投入少、无污染、生产周期短等优点，因此，随着人类基因组计划的实施和科技水平的进一步发展，基因药物在医药市场的比例也将会日益提升，也将越来越影响人类的生活。
基因药物同时具有高投入、高收益、高风险、长周期的特征[25]。
我国的生物制药业将进入一个快速发展的阶段,生物医药工业将成为医药产业增长最快的部分。目前,我国许多省市已将生物制药作为本地的支柱产业重点扶持。一大批生物医药科技园相继在各地高新技术开发区建成。面对入世带给我国生物制药业的挑战和机遇,专家们预测,在未来若干年,我国的生物制药业将以超过全球平均增长速度步入高速发展轨道,前景十分广阔。
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基因工程在医学上的应用
基因工程及其在医学中的应用 摘要: 作为生物工程技术的核心，及新工程的发展与应用，在医学方面有着非 同凡响的影响。本文首先回顾了基因工程的发展简史，然后在基因工程制药，抗病毒疫苗，疾病治疗及基因诊病等方面综述了基因工程在医学中的应用。基因工程将给医药方面带来更美好的前景。 关键词:基因工程医学应用 1 前言： 分子生物学主要是从分子水平上阐述生命现象和本质的科学，是现代生命科学的“共同语言”。分子生物学又是生命科学中进展迅速的前沿学科，它的理论和技术已经渗透到其他基础生物学科的各个领域，它的主要核心内容是通过生物的物质基础---核酸、蛋白、酶等生物大分子的结构、功能及其相互作用的运动规律的研究来阐明生命分子基础，从而探讨生命的奥秘。这门课与基因工程关系很大，主要讲了核酸、蛋白、酶等生物大分子的结构、功能以及它们之间的相互作用。近年来，随着生物技术的飞速发展，分子生物学在较多领域得以应用。其中在核酸，基因方面医学中的发展迅猛。基因工程在制药，抗病菌疫苗发展前景较广，在疾病治疗及诊断对人们生活影响较大。本文将对基因工程的发展及其在医学中的应用作简单的阐述。 2 基因工程的发展 基因工程又叫遗传工程，是分子遗传学和工程技术相结合的产物，是生物技术的主体。基因工程是指用酶学方法将异源基因与载体DNA在体外进行重组，将形成的重组因子转入受体细胞，使异源基因在其中复制并表达，从而改造生物特性，生产出目标产物的高新技术。 1857年至1864年，孟德尔通过豌豆杂交试验，提出了生物体的性状是由遗传基因子控制的。1909年，丹麦生物学家约翰生首先提出基因一词代替孟德尔的遗传因子。1910年至1915年，美国遗传学家摩尔根通过果蝇实验，首次将代表某一性状的基因同特定的染色体联系起来，创建了基因学说。直到1944年，美国微生物学家埃弗里等通过细菌转化研究，证明基因的载体是DNA而不是蛋白质，从而确立了遗传的物质基础。1953年，美国的遗传学家华生和英国的生物学家克里克揭示了DNA分子双螺旋模型和半保留复制机理，解决了积阴德自我复制和传递问题。开辟了分子生物学的研究时代。之后，1958年克里克确立了中心法则。1961年雅各和莫诺德提出的操纵子学说以及说有64种密码子的破译，成功的揭示了遗传信息的流向和表达问题，为基因工程的发展奠定了坚实的基础。 DNA分子的切除与连接，基因的转化技术，还有诸如核酸分子杂交，凝胶电泳，DNA序列结构分析等分子生物学试验方法的进步为基因的创立和发展奠定了强有力的技术基础。 1972年，美国斯坦福大学的P.Berg构建了世界上第一个重组分子，发展了DNA重组技术，并因此获得了1980年的诺贝尔学奖。1983年，美国斯坦福大
基因工程练习题
1．cDNA克隆与基因组克隆有何不同? 2．怎样将一个平末端DNA片段插入到EcoRI限制位点中去? 3．在Cohen构建有生物功能重组体的第一步实验中，用EcoRI切割了R6-5质粒，然后转化E．coli C600，在卡那霉素抗性子板上筛选到了pSCl01，它是由R6-5的三个EcoRI片段组成，请推测这个质粒具有什么遗传特性? 4．某学生在用EcoRI切割外源DNA片段时，出现了星号活性，请分析可能的原因? 5．在序列5’—CGAACATATGGAGT-3’中含有一个6bp的Ⅱ类限制性内切核酸酶的识别序列，该位点的序列可能是什么? 6．用连接酶将Sau 3AI('GATC)切割的DNA 与经BamHI(G 'GATCC)切割的DNA连接起来后，能够被BamHI切割的机率有多大(用百分比表示)? 7．用Klenow酶填补的办法可使5’黏性末端转变成平末端。这种方法常使DNA 上的某些限制酶的识别位点消失。请 问，对于下列限制酶，用这种方法处
理会不会使它们的识别序列都消失? Sau 3AI('GATC)；Taq I(T 'CGA)， BssHⅡ(G 'CGCGC)。 8.以大肠杆菌质粒DNA为载体克隆一个编码动物激素的基因，并使之在大肠杆菌中进行表达，简要说明实验中可能遇到的问题及可能的解决办法。 9．假定你分离到一个E．coli的Thr-突变体，并推测有可能是ThrA基因突变。 请设计一个方案用PCR从染色体DNA 扩增突变的ThrA基因，测定突变的序 列。(注：E．coli野生型的ThrA基因 的序列是已知的) 10．酵母人工染色体要在酵母细胞中稳定存在，必须有哪些基本的结构? 11．用EcoRI和HindⅢ分别切割同一来源的染色体DNA，并进行克隆，在前者的克隆中筛选到A基因，但在后者的克隆中未筛选到A基因，请说明原因。 12．一个携带有氨苄和卡那霉素抗性基因的质粒被仅在卡那霉素基因中有识别位点的EcoRI消化。消化物与酵母DNA连接后转
基因工程及其应用图文稿
基因工程及其应用文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
第2节基因工程及其应用（第1课时）知识链接及考试地位 本知识与“DNA分子的结构与复制”、“基因突变和基因重组”、“DNA 重组技术的基本工具”、“基因工程的基本操作程序”等内容相联系，考试过程中常设计基因工程的原理、基本工具等基础知识，多以个别填空或选择题的形式呈现。 知识回顾 1、DNA分子的结构特点是什么？ 2、什么是基因重组？ 学习目标 1、简述基因工程的诞生。 2、简述基因工程的原理及技术。要明确基因工程操作的基本步骤和最基本的工具。 重难点 1．教学重点 基因工程的基本原理。 2．教学难点 基因工程的基本原理 新知探究
传统育种的方法一般只能在生物中进行，很难将一种生物的优良性状移植到生物身上。基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿地改变生物，培育出。 一、基因工程的原理 基因工程又叫做或。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以，然后放到另一种生物细胞里，地改造生物的遗传性状。基因工程是在DNA上进行的 水平的设计施工，基因的剪刀是指，简称限制酶。其作用特点是一种限制酶只能识别一种序列。基因的针线是 指。目前常用的运载体有、和等。质粒存在于许多以及等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的小型分子。 基因工程的操作步骤是：、目的基因与运载体结合，目的基因导入受体细胞、目的基因的和。 二、基因工程的原理、操作对象各是什么？ 三、限制性内切酶的分布、特点、作用部位和作用结果如何？ 四、作为基因的运载体，需具备哪些条件？ 五、DNA连接酶的作用对象、位置和结果如何？ 六、基因工程的优点是什么？ 七、基因重组与基因工程比较
基因工程的应用练习题(超好)
基因工程的应用练习题7-14 点滴积累汇江海厚积薄发 1、下列各项中，说明目的基因完成了表达的是 A、棉珠中含有杀虫蛋白基因 B、大肠杆菌中具有胰岛素基因 C、酵母菌中产生了干扰素 D、抗病毒基因导入土豆细胞中 2、转基因动物是指 A、提供基因的动物 B、基因组中增加外源基因的动物 C、能产生白蛋白的动物 D、能表达基因信息的动物 3、抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是 A．抗病毒转基因植物，可以抵抗所有病毒 B．抗病毒转基因植物，对病毒的抗性具有局限性或特异性 C．抗病毒转基因植物可以抗害虫D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异4．如果通过转基因技术，成功改造了某血友病女性的造血干细胞，使其凝血功能全部恢复正常。当她与正常男性结婚，婚后所生子女的表现型为 A．儿子、女儿全部正常B．儿子、女儿中各一半正常 C．儿子全部有病，女儿全部正常D．儿子全部正常，女儿全部有病 5．若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环保上的重要意义是 A．减少氮肥的使用量，降低生产成本B．减少氮肥的使用量，节约能源 C．避免氮肥过多引起环境污染D．改良土壤结构 6．疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是 A．口服化学药物B．注射化学药物 C．采用基因治疗D．利用辐射或药物诱发致病基因突变 7．在基因诊断技术中，所用的探针DNA分子中必须存在一定量的放射性同位素，后者的作用是A．为形成杂交的DNA分子提供能量B．引起探针DNA产生不定向的基因突变 C. 作为探针DNA的示踪元素D．增加探针DNA的分子量 8．下列关于基因工程应用的叙述，正确的是 A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因B．一种基因探针能检测水体中的各种病毒C．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交D．原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良9．采用基因工程的方法培育抗棉虫，下列导入目的基因的作法正确的是 ①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中 ③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 ④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．①②B．②③C．③④D．④① 10．科学家能利用基因工程技术培育出特殊的西红柿、香蕉，食用后人体内可产生特定的抗体，这说明这些西红柿、香蕉中的某些物质至少应 A．含有丰富的免疫球蛋白B．含有某种抗原特异性物质 C．含有一些生活的病菌D．能刺激人体内的效应T细胞分泌抗体 11、切取某动物合成生长激素的基因，用某种方法将此基因转移到鲇鱼的受精卵中，从而鲇鱼比同类个体大3～4倍，此项研究遵循的原理是 A．基因突变，DNA→RNA→蛋白质B．基因工程，DNA→tRNA→蛋白质 C．细胞工程，DNA→RNA→蛋白质D．基因重组，DNA→RNA→蛋白质 12．下列各项不属于基因工程在实际中的应用的是 A．转基因抗虫棉的培育成功B．利用DNA探针检测饮用水中有无病毒 C．培育工程菌使之能产生胰岛素D．将C4植物细胞内的叶绿体移入C3植物细胞内 13．有关基因工程的成果及应用的说法正确的是 A．用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒 B．基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养体型巨大、品质优良的动物 C．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物 D．目前，在发达国家，基因治疗已用于临床实践 14、运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中，培育出转基因抗虫的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白，对菜青虫有显着抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减少农药使用，保护农业生态环境。根据以上信息，下列叙述正确的是 A、Bt基因的化学成分是蛋白质 B、Bt基因中有菜青虫的遗传物质 C、转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt基因 D、转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物 15．基因工程培育的“工程菌”通过发酵工程生产的产品，不包括 A．白细胞介素一2 B．干扰素C．聚乙二醇D．重组乙肝疫苗 16、利用基因工程技术将生长激素基因导入绵羊体内，转基因绵羊生长速率比一般的绵羊提高30％，体型大50％，在基因操作过程中生长激素基因的受体细胞最好采用 A．乳腺细胞B．体细胞C．受精卵D．精巢 17、下列不属于利用基因工程技术制取的药物是 A、从大肠杆菌体内制取白细胞介素 B、在酵母菌体内获得的干扰素 C、在青霉菌体内提取青霉素 D、在肠杆菌体内获得胰岛素 18、基因治疗是人类疾病治疗的一种崭新手段，下列有关叙述中不正确的是 A、基因治疗可使人类遗传病得到根治 B、基因治疗是一种利用基因工程产品治疗人类疾病的方法 C、基因治疗是指将健康基因导入有基因缺陷的细胞中 D、基因治疗的靶细胞可以是体细胞和生殖细胞 19．下列有关基因工程技术的应用中，对人类不利的是 A．制造“工程菌”用于药品生产B．创造“超级菌”分解石油、DDT C．重组DNA诱发受体细胞基因突变D．导人外源基因替换缺陷基因 20．“工程菌”是指 A．用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系 B．用遗传工程的方法把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到新细胞株系 C．用基因工程的方法使外源基因得到高效表达的菌类的细胞株系 D．从自然界中选取的能迅速增殖的菌类 21．生产上培育无子番茄、青霉素高产菌株、杂交培育矮秆抗锈病小麦、抗虫棉的培育原理依次是 ①生长素促进果实发育②染色体变异③基因重组④基因突变⑤基因工程 A．①②③④B．①④③②C．①④②⑤D．①④③③ 22、下列属于利用基因工程技术培育的新品种的是 Ａ、耐寒的小黑麦Ｂ、抗棉铃虫的转基因抗虫棉Ｃ、太空椒Ｄ、试管牛 23、下列有关基因工程的叙述中，不正确的是 A.DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B.基因探针是指用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子 C.基因治疗主要是对有基因缺陷的细胞进行替换 D.蛋白质中氨基酸序列可为合成目的基因提供资料
基因工程考试试题.doc
基因工程 一名词解释 DNA，1、限制与修饰系统：限制酶的生物学功能一般被认为是用来保护宿主细胞不受外源DNA的感染，可讲解外 来 从而阻止其复制和整合到细胞中。一般来说，与限制酶相伴而生的修饰酶是甲基转移酶，或者说是甲基化酶，能保护 自身的 DNA不被讲解。限制酶和甲基转移酶组成限制与修饰系统。 2、各种限制与修饰系统的比较 Ⅱ型Ⅰ型Ⅲ型 识别位点4~6bp，大多为回文序列二分非对称5~7bp 非对称 切割位点在识别位点中或靠近识别位点无特异性，至少在识别位点外100bp 识别位点下游 24~26bp 简答 1. 何谓 Star activity？简述Star activity的影响因素及克服方法？ 答：在极端非标准条件下，限制酶能切割与识别序列相似的序列，这个改变的特征称为星星活性。 pH 引起星星活性的的因素：①高甘油浓度（>5%）；②酶过量（ >100U/μl ）；③低离子强度（ <25mmol/L）；④高(> ；⑤有机溶剂如DMSO （二甲基亚砜）、乙醇、乙二醇、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺等；⑥用其它二价阳离子 星星活性的抑制措施：①减少酶的用量，避免过量酶切，减少甘油浓度；②保证反应体系中无有机溶剂或乙醇；③提高离子强度到100 ～ 150mM（在不抑制酶活性的前提下）；④降低反应pH至；⑤使用Mg2+作为二价阳离子。 2. 试回答影响限制性内切核酸酶切割效率的因素？（影响酶活性的因素？） 答：外因：反应条件、底物纯度（是否有杂质、是否有盐离子和苯酚的污染）、何时加酶、操作是否恰当，反应体系的选择、反应时间的长短 内因：星星活性、底物甲基化、底物的构象 3、 DNA末端长度对酶切割的影响 答：限制酶切割 DNA 时，对识别序列两端的非识别序列有长度要求，也就是说在识别序列两端必须要有一定数量的 核苷酸，否则限制酶将难以发挥切割活性。在设计PCR引物时，如果要在末端引入一个酶切位点，为保证能够顺利切 割扩增的 PCR产物，应在设计的引物末端加上能够满足要求的碱基数目。一般需加 3 ～4 个碱基对。 4、何为载体？一个理想的载体应具备那些特点？ 答：将外源 DNA 或目的基因携带入宿主细胞的工具称为载体。载体应具备：①在宿主细胞内必须能够自主复制（具 备复制原点）；②必须具备合适的酶切位点，供外源DNA 片段插入，同时不影响其复制；③有一定的选择标记，用于 筛选；④其它：有一定的拷贝数，便于制备。 5 抗性基因（ Resistant gene）是目前使用的最广泛的选择标记，常用的抗生素抗性有哪几种？并举两例说明其原理？ 答：氨苄青霉素抗性基因（ ampr）、四环素抗性基因（tetr ）、氯霉素抗性基因（ Cmr）、卡那霉素和新霉素抗性基因（ kanr , neor ）以及琥珀突变抑制基因supF 。 ⑴青霉素抑制细胞壁肽聚糖的合成，与有关的酶结合，抑制转肽反应并抑制其活性。氨苄青霉素抗性Ampr 编码一个酶，可分泌进入细胞的周质区，并催化β - 内酰胺环水解，从而解除氨苄青霉素的毒性。 ⑵四环素与核糖体 30S 亚基的一种蛋白质结合，从而抑制核糖体的转位。 Tetr 编码一个由 399 个氨基酸组成的膜 结合蛋白，可阻止四环素进入细胞。 6. 何为α - 互补？如何利用α - 互补来筛选插入了外源DNA 的重组质粒？ 答：α - 互补指 lacZ 基因上缺失近操纵基因区段的突变体与带有完整的近操纵基因区段的β - 半乳糖苷酶阴性的突变体之间实现互补。α - 互补是基于在两个不同的缺陷β－半乳糖苷酶之间可实现功能互补而建立的。实现α- 互补主要有两部分组成：LacZ △ M15 ，放在 F 质粒或染色体上，随宿主传代；LacZ' ，放在载体上，作为筛选标记，当在 LacZ' 中插入一个片断后，将不可避免地导致产生无α- 互补能力的β－半乳糖苷酶片断。在诱导物IPTG 和底物 X-gal （同时可作为生色剂）的作用下，含重组质粒的菌落不能产生有活性的β－半乳糖苷酶，不能分解 X-gal ，呈现白色，而含非重组质粒的菌落则呈现兰色。以此达到筛选的目的。 7、试简述λ噬菌体的裂解生长状态Lytic growth 和溶原状态 Lysogenic state 两种循环的分化及其调节过程？ 答：裂解生长状态是λ噬菌体在宿主中大量复制并组装成子代λ噬菌体颗粒，导致宿主细胞裂 解。溶原状态为λ噬菌体基因组 DNA 通过位点专一性重组整合到宿主染色体DNA 中随宿主的繁殖传到子代细胞。调节过程：由感染复数
1.3 基因工程的应用
1．3 基因工程的应用 1．举例说出基因工程的应用及取得的丰硕成果。(重点) 2.了解基因工程的进展。3．了解基因工程在农业和医疗等方面的应用。(难点)
一、植物基因工程的成果(阅读教材P17～P20) 植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力，以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。 1.抗虫和抗病转基因植物 2. (1)抗逆基因：调节细胞渗透压的基因使作物抗盐碱、抗干旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因使作物抗除草剂。 (2)成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。 3．利用转基因改良植物的品质
植物基因工程成果表现 “三抗一优良”，三抗是指“抗虫”“抗病”和“抗逆”，一优良是指转入的优良基因表达的性状表现优良。 二、动物基因工程的前景(阅读教材P20～P21)
三、基因工程药物(阅读教材P21～P23) 1.药物来源：转基因的“工程菌”。 2.成果：重组人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 四、基因治疗(阅读教材P23～P24) 1.概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。 2．成果：将腺苷酸脱氨酶基因转入患者淋巴细胞中，治疗复合型免疫缺陷症。 3．方法 (1)体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，如T淋巴细胞，进行培养。然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。 (2)体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。 连一连 判一判
(1)转基因抗虫棉的Bt毒蛋白基因能抗病毒、细菌、真菌。(×) (2)“转基因植物”是指植物体细胞中出现了新基因的植物。(×) 分析：转基因植物是指细胞中被转入了外源基因的植物，并非出现新基因。 (3)(2018·宿迁高二检测)基因工程中，要培育转基因植物和动物，选用的受体细胞都是受精卵。(×) (4)利用工程菌可生产人的胰岛素等某些激素。(√) (5)(2018·绵阳高二期末)直接在患者组织细胞中，进行改造致病基因的方法为体内基因治疗。(×) (6)基因治疗又叫基因诊断。(×) 三种转基因生物的生产过程
基因工程及其应用教学设计
第2节基因工程及其应用 孝义三中高一生物组张文 一、教材内容分析 基因工程是现代四大生物工程之一。《基因工程及其应用》是人教版高中生物必修2第6章第2节内容。本节内容主要包括三个方面，分两课时讲授。第1课时简要介绍“基因工程的原理”，第2课时介绍“基因工程的应用”及“转基因生物和转基因食品安全性”。本节内容是对前面所学育种内容的补充，是即贴近生活又远离生活的微观内容。由于在选修3中还有基因工程的介绍，因此本节的要求相对简单一些。 二、学情分析 对于基因操作的工具和基本步骤，内容抽象和复杂，学生接触少，会出现掌握不好，甚至理解错误的情况。虽然经过必修1的学习，学生的生物基础知识较扎实，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。但基因工程一节对学生来说难点较多，如果处理不好，会变成简单的死记硬背。因此在教学过程中，尽量通过生活化打比喻的方式和模型建构活动及采用多媒体动画形象化教学，并在教师引导下适时加强学生解决问题和运用图解等生物学语言归纳结论等方面的能力。切记不可讲的太多。 三、教学目标 1、简述基因工程的基本概念； 2、简述基因工程的基本工具； 3、简述基因工程的基本操作步骤； 4、通过基因工程的简介，鼓励学生积极探索新知和科学创新，树立一分为二的辩证唯物主义思想； 四、教学重点、难点分析 教学重点：基因工程的基本原理（概念、工具、操作步骤） 教学难点：基因工程的基本原理 五、教学思路 本节课主要解决如下几个问题：1）什么是基因工程？2）基因工程的主要原理是什么？3）基因工程的操作过程如何？4）基因工程有哪些方面的应用？如何看待转基因食品？由于本节内容和前面的育种内容联系比较紧密，因此可以让学生回顾前面几种育种方法的成果，再通过情景展现传统育种方法所不能达到的地方，进而引出基因工程，通过列举生活中的转基因成果让学生知道基因工程就在我们身边。而后通过与学生们所熟知的器官移植做对比，让学生理解基因工程的本质和操作过程。通过对转基因食品的讨论让学生树立辩证唯物主义观念。 六．教学策略及教学媒体 根据激趣原则，通过展示色彩绚丽的转基因生物图片入手，引出基因工程的概念，采取“引导—互动—探究”模式，即采用师生互动探究式教学，借助老师生活化打比喻和多媒体动画并安排学生制作模型活动从而使抽象的课程内容具体化，直观化和形象化。 七、教学设计流程图第1课时“基因工程的原理”
基因工程练习题(附答案)
基因工程练习题 1、在基因工程中使用的限制性核酸内切酶，其作用是( ) A、将目的基因从染色体上切割出来 B、识别并切割特定的DNA核苷酸序列 C、将目的基因与运载体结合 D、将目的基因导入受体细胞 2、基因工程中常用细菌等原核生物作受体细胞的原因不包括( ) A、繁殖速度快 B、遗传物质相对较少 C、多为单细胞，操作简便 D、DNA为单链，变异少 3、基因工程是DNA分子水平的操作，下列有关基因工程的叙述中，错误的是( ) A、限制酶只用于切割获取目的基因 B、载体与目的基因可以用同一种限制酶处理 C、基因工程所用的工具酶是限制酶，DNA连接酶 D、带有目的基因的载体是否进入受体细胞需检测 4、运用现代生物技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因整合到棉花细胞中，为检测实验是否成功，最方便的方法是检测棉花植株是否有( ) A、抗虫基因 B、抗虫基因产物 C、新的细胞核 D、相应性状 5、转基因动物转基因时的受体细胞是( ) A、受精卵 B、精细胞 C、卵细胞 D、体细胞 6、基因工程中常见的载体是( ) A、质体 B、染色体 C、质粒 D、线粒体 7、水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中Asp、Gly、Ser构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记，在转基因技术中，这种蛋白质的作用是( ) A、促使目的基因导入宿主细胞中B、促使目的基因在宿主细胞中复制 C、使目的基因容易被检测出来 D、使目的基因容易成功表达 8、运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中，培育出转基因抗虫的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白质，对菜青虫有显著抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减少农药使用，据以上信息，下列叙述正确的是( ) A、Bt基因的化学成分是蛋白质 B、Bt基因中有菜青虫的遗传物质 C、转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt基因 D、转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物 9、人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成，通过转基因技术，可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是( ) A、大肠杆菌 B、酵母菌 C、T 噬菌体 D、质粒DNA 4 10、不属于质粒被选为基因运载体的理由是（） A．能复制 B.有多个限制酶切点C．具有标记基因D．它是环状DNA
《基因工程及其应用》习题
《基因工程及其应用》习题 一、选择题 1、不属于基因工程方法生产的药物是（） A、干扰素 B、白细胞介素 C、青霉素 D、乙肝疫苗 2、质粒是基因工程最常用的运载体，它的主要特点是（） ①能自主复制②不能自主复制③结构很小④是蛋白质⑤环状RNA分子 ⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居” A、①③⑤⑦ B、②④⑥ C、①③⑥⑦ D、②③⑥⑦ 3、1993年，我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源（） A、普通棉花的基因突变 B、棉铃虫变异形成的致死基因 C、寄生在棉铃虫体内的线虫 D、苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因 4、下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是（） A、CTTAAG，切点在C和T之间 B、CTTAAG，切点在G和A之间 C、GAATTC，切点在G和A之间 D、GAATTC，切点在C和T之间 5、切取牛的生长激素和人的生长激素基因，用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中，从而获得了“超级鼠”，此项技术遵循的原理是（） A、基因突变：DNA→RNA→蛋白质 B、基因工程：RNA→RNA→蛋白质 C、细胞工程：DNA→RNA→蛋白质 D、基因重组：DNA→RNA→蛋白质 6、控制细菌的抗药性、固氮、抗生素基因存在于（） A、核区 B、线粒体 C、质粒 D、核糖体 7、科学家将含人的α-抗胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的奶。这一过程没有涉及（） A、DNA按照碱基互补配对原则自我复制 B、DNA以其一条链为模板合成RNA
C、RNA以自身为模板自我复制 D、按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质 8、下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是（） ①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻 ②我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉 ③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒 ④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛 A、① B、①② C、①②③ D、②③④ 9、下列关于基因工程应用的叙述，正确的是（） A、基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 B、基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 C、一种基因探针能检测水体中的各种病毒 D、原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良 10、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍。转基因动物是指（） A、提供基因的动物 B、基因组中增加了外源基因的动物 C、能产生白蛋白的动物 D、能表达基因信息的动物 二、非选择题 11、据调查，随着化学农药的产量和品种逐年增加，害虫的抗药性也不断增强，危害很严重，如近年来，棉铃虫在我国大面积爆发成灾，造成经济损失每年达100亿元以上。针对这种情况，我国科学工作者经研究发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而此毒蛋白对人畜无害。通过科技攻关，我国科技工作者已成功地将该毒蛋白基因导入到棉花植株内并成功实现表达。由于棉铃虫吃了新品种“转基因抗虫棉”植株后会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，取得了很好的经济效益。 请据上述材料回答下列问题： （1）“转基因”抗虫棉新品种的培育应用了新技术，毒蛋白对人畜无害，但能使棉铃虫致死，从蛋白质的特性看，蛋白质具有性。 （2）在培养转基因抗虫棉新品种过程中，所用的基因的“剪刀”是，基因的针线是，基因的运载工具是。
基因工程测试题
基因工程测试题 一、选择题： 1.人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成。通过转基因技术可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是( ) A.大肠杆菌 B.酵母菌 C.肺炎双球菌 D.乳酸菌 2.下列有关基因工程的叙述，正确的是( ) A．DNA连接酶将碱基对之间的氢键连接起来 B．目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变 C．限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越大 D．常用的载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等 3.我国科学家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫棉。下列叙述不正确的是( ) A.抗虫基因的提取和运输需要专用的工具酶和载体 B.重组DNA分子中替换一个碱基对，不一定导致毒蛋白的毒性丧失 C.抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递到近缘作物，从而造成基因污染 D.转基因抗虫棉是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素抗性来确定的 4.如图是获得抗虫棉的技术流程示意图。卡那霉素抗性基因(kan r)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养
基上生长。下列叙述正确的是( ) A.构建重组质粒过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶 B.愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株 C.卡那霉素抗性基因(kan r)中有该过程所利用的限制性核酸内切酶 的识别位点 D.抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传 5.上海医学研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍，以下与此有关的叙述中正确的是( ) A.“转基因动物”是指体细胞中出现了新基因的动物 B.“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因 C.只有从转基因牛乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在牛乳腺细胞中含有 D.转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因，但不发生转录、翻译，不能合成人白蛋白 6.下列关于蛋白质工程和基因工程的比较，不合理的是( )
基因工程在医药工业中的的应用
基因工程及其在医学中的应用基因工程及其在医学中的应用基因工程及其在医学中的应用基因工程及其在医学中的应用 摘要: 作为生物工程技术的核心，及新工程的发展与应用，在医学方面有着非同凡响的影响。本文首先回顾了基因工程的发展简史，然后在基因工程制药，抗病毒疫苗，疾病治疗及基因诊病等方面综述了基因工程在医学中的应用。基因工程将给医药方面带来更美好的前景。关键词关键词关键词关键词: 基因工程医学应用1 前言前言前言前言：分子生物学主要是从分子水平上阐述生命现象和本质的科学，是现代生命科学的“共同语言”。分子生物学又是生命科学中进展迅速的前沿学科，它的理论和技术已经渗透到其他基础生物学科的各个领域，它的主要核心内容是通过生物的物质基础---核酸、蛋白、酶等生物大分子的结构、功能及其相互作用的运动规律的研究来阐明生命分子基础，从而探讨生命的奥秘。这门课与基因工程关系很大，主要讲了核酸、蛋白、酶等生物大分子的结构、功能以及它们之间的相互作用。近年来，随着生物技术的飞速发展，分子生物学在较多领域得以应用。其中在核酸，基因方面医学中的发展迅猛。基因工程在制药，抗病菌疫苗发展前景较广，在疾病治疗及诊断对人们生活影响较大。本文将对基因工程的发展及其在医学中的应用作简单的阐述。2 基因工程的发展基因工程的发展基因工程的发展基因工程的发展基因工程又叫遗传工程，是分子遗传学和工程技术相结合的产物，是生物技术的主体。基因工程是指用酶学方法将异源基因与载体DNA在体外进行重组，将形成的重组因子转入受体细胞，使异源基因在其中复制并表达，从而改造生物特性，生产出目标产物的高新技术。1857年至1864年，孟德尔通过豌豆杂交试验，提出了生物体的性状是由遗传基因子控制的。1909年，丹麦生物学家约翰生首先提出基因一词代替孟德尔的遗传因子。1910年至1915年，美国遗传学家摩尔根通过果蝇实验，首次将代表某一性状的基因同特定的染色体联系起来，创建了基因学说。直到1944年，美国微生物学家埃弗里等通过细菌转化研究，证明基因的载体是DNA 而不是蛋白质，从而确立了遗传的物质基础。1953年，美国的遗传学家华生和英国的生物学家克里克揭示了DNA分子双螺旋模型和半保留复制机理，解决了积阴德自我复制和传递问题。开辟了分子生物学的研究时代。之后，1958年克里克确立了中心法则。1961年雅各和莫诺德提出的操纵子学说以及说有64种密码子的破译，成功的揭示了遗传信息的流向和表达问题，为基因工程的发展奠定了坚实的基础。DNA分子的切除与连接，基因的转化技术，还有诸如核酸分子杂交，凝胶电泳，DNA序列结构分析等分子生物学试验方法的进步为基因的创立和发展奠定了强有力的技术基础。1972年，美国斯坦福大学的P.Berg构建了世界上第一个重组分子，发展了DNA重组技术，并因此获得了1980年的诺贝尔学奖。1983年，美国斯坦福大学的S.Chen等人也成功的进行了另一个体外DNA重组试验并发现了细菌间性状的转移。这是基因工程发展史上第一次成功实现重组转化成功的例子，基因工程从此诞生了。基因工程问世近30年，不论是基因理论研究领域，还是在生产实践中的应用，均已取得了惊人的成绩。给国民经济的发展和人类社会的发展带来了深远而广泛的影响。3 基因工程在药学方面的应用基因工程在药学方面的应用基因工程在药学方面的应用基因工程在药学方面的应用运用基因工程技术对基因的转导和整合来获取新的抗体，及新药的制取及研究都具有较高效益；基因技术在诊断疾病及刑事案件的侦破方面发挥着不可小觑的力量，因此基因工程在药学发展有着深远影响。 3.1 基因工程制药基因工程制药基因工程制药基因工程制药基因工程制药开创了制药工业的新纪元，解决了过去不能生产或者不能经济生产的药物问题。现在，人类已经可以按照需要，通过基因工程生产出大量廉价优质的新药物和诊断试剂，诸如人生长激素、人的胰岛素、尿激酶、红细胞生成素、白细胞介素、干扰素、细胞集落刺激因子、表皮生长因子等。令人振奋的是，具有高度特异性和针对性的基因工程蛋白质多肽药物的问世，不仅改变了制药工业的产品结构，而且为治疗各种疾病如糖尿病、肾衰竭、肿瘤、侏儒症等提供了有效的药物。 3.2 基因工程抗病毒疫苗基因工程抗
基因工程练习题
第一章绪论 1基因:是指DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。 2管家基因与奢侈基因：具有相同遗传信息的同一个体细胞间其所利用的基因并不相同，有的基因活动是维持细胞基本代谢所必须的，而有的基因则在一些分化细胞中活动，这正是细胞分化、生物发育的基础。前者称为管家基因，而后者被称为奢侈基因 结构基因与调节基因：结构基因是可以转录成为各种RNA（rRNA,tRNA,snRNA）直接行使功能，或者转录成信使RNA（mRNA）然后翻译成多肽链，最终形成各种功能蛋白质和酶。从广义上讲，任何一种能够调节或限制其他基因活性的基因都可以叫做调节基因。 移动基因：转座子属于可移动的遗传因子 重叠基因：它的同一部分DNA可以编码两种不同的蛋白质，也就是说同一部份DNA存在2个重叠基因 3基因组:是指一个生物体、细胞器或病毒的全部基因 4断裂基因:被间隔序列间隔成若干个部分，而形成不连续形式的基因，是真核基因的普遍形式 5假基因:是一类在基因组中稳定存在，序列组成也酷似正常基因，但不能表现出任何功能的DNA序列。 6启动子：DNA链上能指示RNA转录起始的DNA序列称为启动子，(1)-35序列提供RNA聚合酶全酶识别位点，(2)-10序列是酶与DNA紧密结合的位点，(3)RNA 合成的起始点 7复制子：DNA 中发生复制的独立单位称为复制子(Replicon)，这是一段具有特殊结构的DNA序列，载体有复制起点才能使与它结合的外源基因在宿主细胞中独立复制繁殖。 8增强子：就是远离转录起始点（1 ~ 30 kb）、决定基因的时间、空间特异性表达、增强启动子转录活性的DNA序列，其发挥作用的方式通常与方向、距离无关。9单克隆抗体：由单一细胞克隆生成的抗体是单克隆抗体，所有这些抗体分子都是相同的并以同样的亲合力结合在抗源的相同部位上 10黏性末端：由限制性内切酶切割后在双链DNA的切口处产生交替互补的单链末端 11操纵子：是指染色体控制蛋白质（酶）合成的功能单位，操纵子包括调节基因、操纵基因和结构基因 12终止子：模板DNA上存在终止转录的特殊信号称为终止子。 13克隆：是指从一个共同祖先无性繁殖下来的一群遗传上同一的DNA分子细胞或由个体所组成的特殊的生物群体
基因工程及其应用完整版
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第2节基因工程及其应用（第1课时） 知识链接及考试地位 本知识与“DNA分子的结构与复制”、“基因突变和基因重组”、“DNA重组技术的基本工具”、“基因工程的基本操作程序”等内容相联系，考试过程中常设计基因工程的原理、基本工具等基础知识，多以个别填空或选择题的形式呈现。 知识回顾 1、DNA分子的结构特点是什么？ 2、什么是基因重组？ 学习目标 1、简述基因工程的诞生。 2、简述基因工程的原理及技术。要明确基因工程操作的基本步骤和最基本的工具。 重难点 1．教学重点 基因工程的基本原理。 2．教学难点 基因工程的基本原理 新知探究 传统育种的方法一般只能在生物中进行，很难将一种生物的优良性状移植到生物身上。基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿地改变生物，培育出。 一、基因工程的原理 基因工程又叫做或。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以，然后放到另一种生物细胞里，地改造生物的遗传性状。基因工程是在DNA上进行的水平的设计施工，基因的剪刀是指，简称限制酶。其作用特点是一种限制酶只能识别一种序列。基因的针线是指。目前常用的运载体有、和等。质粒存在于许多以及等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的小型分子。 基因工程的操作步骤是：、目的基因与运载体结合，目的基因导入受体细胞、目的基因的和。 二、基因工程的原理、操作对象各是什么？ 三、限制性内切酶的分布、特点、作用部位和作用结果如何？ 四、作为基因的运载体，需具备哪些条件？ 五、DNA连接酶的作用对象、位置和结果如何？ 六、基因工程的优点是什么？
2021届高考生物考点专项突破练习：基因工程及其应用含解析
第2课时基因工程及其应用 1.限制酶的作用实际上就是把DNA上某些化学键打断,一种能对GAATTC 专一识别的限制酶, 断的化学键是( )。 A.G与A之间的键 B.G与C之间的键 C.A与T之间的键 D.磷酸与脱氧核糖之间的键 2.将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误 的是( )。 ．． A.每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒 B.每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点 C.每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada D.每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子 3.质粒之所以能作为基因工程的运载体,是由于质粒( )。 A.含蛋白质从而能完成生命活动 B.具有环状结构而保持连续性 C.是RNA能指导蛋白质的合成 D.能够自我复制、能携带目的基因 4.基因工程中使用到的限制性核酸内切酶,其作用是( )。 A.将目的基因从染色体上切割出来 B.识别并切割特定的DNA碱基序列 C.将目的基因与运载体结合 D.将目的基因导入受体细胞内 5.某生物的基因型为AaBB,通过某些技术可以分别将它们转变为以下基因型的生物:①AABB;②aB;③AaBBC;④AAaaBBBB,则所用技术分别是( )。 A.诱变育种、转基因技术、花药离体培养、多倍体育种 B.杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种 C.花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术 D.多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术 6.下列不是 基因工程常用的工具的是( )。 ．． ①限制性核酸内切酶②DNA聚合酶③DNA连接酶④运载体⑤解旋酶 A.②④⑤ B.①③④ C.①②③ D.②⑤ 7.下列能说明目的基因完成了表达的是( )。 A.棉株中含有杀虫蛋白基因 B.大肠杆菌中具有胰岛素基因 C.土豆含有抗病毒的基因 D.酵母菌中提取到了干扰素
探究基因工程在医学上的应用和发展
探究基因工程在医学上的应用和发展
摘要：基因工程在诊病、制药、病毒疫苗、治疗疾病中发挥了巨大作用，它在医学上的广泛应用已经成为人们关注的热点。人们将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达;人们应用这种新的科技制作出已前从来不能人为生产的药物,同时还能治疗各种遗传疾病造福人类.。这就是基因工程。 关键词：基因基因工程染色体基因工程诊病基因制药 绪论： 基因工程技术是一项极为复杂的高新生物技术, 它利用现代遗传学与分子生物学的理论和方法, 按照人类所需, 用DNA 重组技术对生物基因组的结构和组成进行人为修饰或改造, 从而改变生物的结构和功能, 使之有效表达出人类所需要的蛋白质或人类有益的生物性状[1]。基因工程从诞生至今, 仅有30 年的历史, 然而, 无论是在基础理论研究领域, 还是在生产实际应用方面, 都已取得了惊人的成绩。首先,基因工程给生命科学自身的研究带来了深刻的变化。目前科学家已完成了多种细胞器的基因组全序列测定工作。其次, 基因工程具有广泛的应用价值, 能为工农业生产、医药卫生、环境保护开辟新途径。 正文: 基因工程是按着人们的科研或生产需要，在分子水平上，用人工方法提取或合成不同生物的遗传物质，在体外切割，拼接形成重组DNA,然后将重组DNA与载体的遗传物质重新组合，再将其引入到没有该DNA片段的受体细胞中，进行复制和表达，生产出符合人类需要的产品或创造出生物的新性状，并使之稳定地遗传给下一代。按目的基因的克隆和表达系统，分为原核生物基因工程、酵母基因工程、植物基因工程和动物基因工程。基因工程具有广泛的应用价值，为工农业生产和医药卫生事业开辟了新的应用途径，也为遗传病的诊断和治疗提供了有效方法。基因工程还可应用于基因的结构、功能与作用机制的研究，有助于生命起源和生物进化等重大问题的探讨。基因工程是最为复杂的科学技术之一。 正常的人体细胞包含有23对染色体(除生殖细胞外), 他们是遗传物质的载体，是脱氧核糖核酸（DNA）以及核蛋白在细胞分裂时的呈现形式,每一条染色体由许多基因组成, 基因是指携带有遗传信息的DNA或RNA序列，也称为遗传因子，是控制性状的基本遗传单位。基因通过指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息，从而控制生物个体的性状表现. 基因有两个特点，一是能忠实地复制自己，以保持生物的基本特征；二是基因能够“突变”，突变绝大多数会导致疾病，另外的一小部分是非致病突变。非致病突变给自然选择带来了原
高考生物知识点：基因工程及其应用.doc
2019湖南高考生物知识点：基因工程及其应用 1.概念 按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 2.原理 基因重组 3.工具 A.基因的”剪刀”：限制性内切酶 ①分布：主要在微生物中。 ②作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 ③结果：产生黏性未端(碱基互补配对)。 B.基因的”针线”：DNA连接酶 ①连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。 ②结果：两个相同的黏性未端的连接。 C.基因的”运载工具”：运载体 ①作用：将外源基因送入受体细胞。 ②具备的条件：a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存。b、具有多个限制酶切点。 c、有某些标记基因。 ③种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 ④质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体。
4.基因操作的基本步骤 ①提取目的基因：人们所需要的特定基因，如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、干扰素基因等 ②目的基因与运载体结合(以质粒为运载体)：用同一种限制酶分别切割目的基因和质粒DNA(运载体)，使其产生相同的黏性末端，将切割下的目的基因与切割后的质粒混合，并加入适量的DNA连接酶，使之形成重组DNA分子(重组质粒) ③将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞 ④目的基因检测与表达 检测方法如：质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中，如果正常生长，说明细胞中含有重组质粒。 表达：受体细胞表现出特定性状，说明目的基因完成了表达过程。如：抗虫棉基因导入棉细胞后，棉铃虫食用棉的叶片时被杀死;胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等。