09 DNA and Protein Production

基因工程的应用和蛋白质工程

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【课 题】专题一——基因工程——第 1.3 基因工程的应用第 1。4 蛋白质工程的崛起
【教学目标】1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 2.关注基因工程的进展。 3.认
同基因工程的应用促进生产力的提高。 4.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。 5.简述蛋白质
工程的原理。 6.尝试运用逆向思维分析和解决问题。
【教学流程】
一、知识预习:
1、植物基因工程技术主要用于提高农作物的
(如




等),以及

利用植物生产
等方面。
2、目前防治作物虫害的发展趋势是从某些生物中分离出
,将其导

中,使其具有
。用于杀虫的基因主要是



等。
3、引起植物生病的微生物称为
,主要有


等。抗病转基因植物所采用的基因,使用最多的是

;抗真菌转基因植物中可使用的基因有


4、目前科学家利用一些可以调节
的基因,来提高农作物的抗盐碱和
能力;将鱼的
导入烟草和番茄,提高其耐寒能力;将
导入
作物,使作物抗除草剂。
5、利用转基因技术可以提高生物中的
的含量、延长贮存时间、改变花色等,
从而提高作物品质。
6、动物基因工程可用于




7、基因工程药物包括




等。
8、治疗遗传病的最有效手段是
,这种方法是把
导入病人体
内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到
的目的,可分为

两条途径。
9、基因工程的实质是将一种生物的
转移到另一种生物体内,使后者产生本不能
产生的
,进而表现出
。其缺点是在原则上只能生产
,而天然蛋白质的
符合
的需要,
却不一定完全符合
的需要。
10、蛋白质工程是指以蛋白质分子的
及其与
的关系作为基
础,通过

,对
进行改造,或制造
,以满足
的需求。
11、蛋白质工程的途径是:预测蛋白质功能→设计预期的
→推测应有的
→找到相对应的

12、蛋白质工程具有
的前景,但

-1

基因组学与蛋白质组学

《基因组学与蛋白质组学》课程教学大纲 学时: 40 学分:2.5 理论学时: 40 实验学时:0 面向专业:生物科学、生物技 术课程代码:B7700005先开课程:生物化学、分子生物 学课程性质:必修/选修执笔人:朱新 产审定人: 第一部分:理论教学部分 一、课程的性质、目的和任务 《基因组学与蛋白质组学》是随着生物化学、分子生物学、结构生物学、晶体学和计算机技术等的迅猛发展而诞生的,是融合了生物信息学、计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。是当今生命科学研究的热点与前沿领域。由于基因组学与蛋白质组学学科的边缘性,所以本课程在介绍基因组学与蛋白质组学基本基本技术和原理的同时,兼顾学科发展动向,讲授基因组与蛋白组学中的热点和最新进展,旨在使学生了解现代基因组学与蛋白质组学理论的新进展并为相关学科提供知识和技术。 二、课程的目的与教学要求 通过本课程的学习,使学生掌握基因组学与蛋白质组学的基本理论、基础知识、主要研究方法和技术以及生物信息学和现代生物技术在基因组学与蛋白质组学上的应用及典型研究实例,熟悉从事基因组学与蛋白质组学的重要方法和途

径。努力培养学生具有科学思维方式、启发学生科学思维能力和勇于探索,善于思考、分析问题的能力,激发学生的学习热情,并通过学习提高自学能力、独立思考能力以及科研实践能力,为将来从事蛋白质的研究奠定坚实的理论和实践基础。 三、教学内容与课时分配 第一篇基因组学

第一章绪论(1学时) 第一节基因组学的研究对象与任务; 第二节基因组学发展的历程; 第三节基因组学的分子基础; 第四节基因组学的应用前景。 本章重点: 1. 基因组学的概念及主要任务; 2. 基因组学的研究对象。 本章难点: 1.基因组学的应用及发展趋势; 2.基因组学与生物的遗传改良、人类健康及生物进化。建议教学方法:课堂讲授和讨论 思考题: 查阅有关资料,了解基因组学的应用发展。 第二章人类基因组计划(1学时) 第一节人类基因组计划的诞生; 第二节人类基因组研究的竞赛; 第三节人类基因组测序存在的缺口; 第四节人类基因组中的非编码成分; 第五节人类基因组的概观; 第六节人类基因组多样性计划。 本章重点: 1. 人类基因组的研究; 2. 人类基因组多样性。 本章难点: 人类基因组序列的诠释。 建议教学方法:课堂讲授和讨论 思考题:

蛋白质翻译总结

氨基酸的活化a.起始信号(AUG-甲硫氨酸密码子)和缬氨酸(GUG)极少出现i.真核生物起始氨基酸—甲硫氨酸,原核生物-甲酰甲硫氨酸 ii.SD序列:存在于原核生物起始密码子AUG上游7~12个核苷酸处的一种4~7个核苷酸的保 守片段,与16srRNA3’端反向互补。功能将mRNA的AUG起始密码子置于核糖体的适当位置以便起始翻译作用。 1)原核生物的SD序列:原核mRNA起始密码子上一段可与核糖体结合的序列。30s小亚基首先与 翻译因子IF-1(与30s结合)和IF-3(稳定小亚基,帮助其与mRNA结合位点的识别)结合,通过SD序列与mRNA模板相结合。 iii.真核生物依赖于结合5'帽,核糖体小亚基沿mRNA5'端帽子结构扫描到RBS iv.在IF2起始因子和GTP的帮助下,fMet-tRNA进入小亚基的P位,tRNA上的反密码子与mRNA密码子配对。 v.小亚基复合物与50s大亚基结合,GTP水解,释放翻译起始因子vi.翻译的起始 b.后续氨基酸与核糖体的集合:第二个氨酰-tRNA与EF-Tu.GTP形成复合物,进入核糖体的A位,水解产生GDP并在EF-Ts的作用下释放GDP并使EF-Tu结合另一分子GTP形成新的循环。i.肽键的生成:AA-tRNA占据A位,fMet-tRNA占据P位,在肽基转移酶的催化下,A位上的AA-tRNA转移到P位,P位上的起始tRNA转移至E位,与fMet-tRNA上的氨基酸生产肽键。起始RNA随后离开。 ii.移位:核糖体通过EF-G介导的GTP水解所提供的能量向mRNA模板3'末端移动一个密码子,二 肽基-tRNA完全进入P位点 iii.肽链的延申 c.当终止密码子UAA,UAG,UGA出现在核糖体的A位时,没有相应的AA-tRNA能与其结合,而释放因子能识别密码子并与之结合,水解P位上的多肽链与tRNA之间的二酯键,然后新生的肽链释放,核糖体大小亚基解体 i.肽链的终止 d.N端fMet或Met的切除i.二硫键的形成ii.特定氨基酸的修饰iii.新生肽段非功能片段的切除iv.蛋白质前体的加工 e.无义突变:DNA序列中任何导致编码氨基酸的三联密码子突变转变为终止密码子 UAA,UGA,UAG中的突变,使得蛋白质合成提前终止,合成无功能或无意义的多肽。1)错义突变:由于结构基因中某种核苷酸的变化使一种氨基酸的密码变成另一种密码。2)同工tRNA:识别携带相同氨基酸的tRNA i.校正tRNA: ii.tRNA种类 f.蛋白质的生物合成 1.翻译 2019年6月19日 19:50

基因组学和蛋白质组学对新药研发的影响

通过校园网进入数据库例如维普期刊数据库、CNKI、超星电子图书等。完成 A、任选一题,检索相关资料,截取检索过程图片,做成一个ppt文件(50分)。 B、写综述形式的学术论文(学术论文格式,字数不限,正文字体小四),做成word文件(50分)。要求:按照自己的思路组织成文件,严禁抄袭。 写明班级学号,打印纸质版交给老师。 1、对检索课题“磷酸对草莓生长和开花的影响”检索中文信息。提示:磷酸的化学物质名称是“Phosphonic acid ”普通商业名称是“ethephon”, 2、基因组学和蛋白质组学对新药研发的影响 3、红霉素衍生物的设计、合成与抗菌活性研究 4、HPLC法测定复方谷氨酰胺肠溶胶囊中L-谷氨酰胺的释放度 姓名:朱艳红 班级: 11生科师范 学号: 11223074 学科教师:张来军

基因组学和蛋白质组学对新药研发的影响琼州学院生物科学与技术学院 11生科师范2班朱艳红 11223074 摘要 20世纪末伴随着人类基因组计划的实施,相继产生了基因组学和蛋白质组学,基因组学和蛋白质组学的迅速发展,对药学科学产生着深远的影响。文章在简介蛋白质组学基本概念、核心技术的基础上,综述了基因组学和蛋白质组学对新药研发带来的影响。 关键词:基因组学;蛋白质组学;药物研发 The impact of genomics and proteomics on the research and development of innovative drug abstract With the implementation of the 20th century,Genomics and proteomics had emerged one after the other. Driven by Soaring development of the omits,pharmaceutical industry presents a new vision,all human life faces a promising future. On the basis of proteomics Introduction to basic concepts, core technology, reviewed the genomics and proteomics research on the impact of new drugs. Keywords:Genomics; proteomics; drug development

高中生物技术与生物工程基因工程和蛋白质工程第3节蛋白质工程学案3

第三节蛋白质工程 1.简述蛋白质工程。 2.蛋白质的分子设计。(难点) 3.蛋白质工程的应用。(重点) 1.蛋白质工程 (1)依据:蛋白质的精细结构和生物活性之间的关系。 (2)改造对象:利用生物技术手段对蛋白质的DNA编码序列或直接对蛋白质进行有目的的改造。 (3)产物:创造出自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子,也就是产生新的蛋白质。 (4)本质:改造控制该蛋白质合成的基因结构。 2.蛋白质的分子设计 (1)小范围改造 对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换。 (2)蛋白质拼接组装 对不同来源的蛋白质进行拼接组装。 (3)蛋白质从头设计 从氨基酸的排列顺序出发,设计制造出自然界不存在的全新蛋白质。 3.蛋白质工程的基础 蛋白质工程的基础是基因工程。所以蛋白质工程又叫第二代基因工程。 [合作探讨] 蛋白质分子的设计是一项复杂而艰巨的工程,其基本流程可以用下图表示:

探讨1:构建新的蛋白质模型是分子设计的关键环节,你认为构建蛋白质模型的依据是什么? 提示:构建蛋白质模型的依据是控制这种蛋白质合成的基因以及蛋白质的空间结构。 探讨2:通过DNA合成形成的新基因怎样才能得到准确的表达? 提示:通过基因工程技术,将新基因导入大肠杆菌等受体细胞中,新基因在受体细胞中指导合成新的蛋白质。 探讨3:有的学者认为,蛋白质工程本身也是研究蛋白质结构和功能的一种有力工具。你是怎么看待的? 提示:这些学者认识恰当,蛋白质结构直接影响其功能活性,要想研究蛋白质结构与功能的关系,蛋白质工程就是有力工具,利用这种工具可以改变蛋白质的空间结构,探究功能的改变而做出相应的科学结论。 [思维升华] 1.蛋白质工程的概念 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过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,以满足人类的生产和生活的需求。 2.蛋白质工程的目标 是根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质的结构进行分子设计。由于基因决定蛋白质,因此要对蛋白质的结构进行设计改造,最终还必须通过改造基因来完成。 3.蛋白质工程的基本途径 从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。 1.下列关于蛋白质工程的基本流程中正确的是( ) ①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能④根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列 A.①→②→③→④B.④→②→①→③

高中生物知识点题库 蛋白质工程与基因工程的区别GZSW150

1.限制酶可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下图为四种限制酶BamHⅠ、EcosR Ⅰ、HindⅢ及BglⅡ的辨识序列及每一种限制酶的特定切割部位。 其中哪两种限制酶切割出来的DNA片段末端可以互补结合,其末端互补序列是() A.BamHⅠ和EcoRⅠ;末端互补序列:—AA TT— B.BamHⅠ和HindRⅢ;末端互补序列:—GA TC— C.BamHⅠ和BglⅡ;末端互补序列:—GATC— D.EcoRⅠ和HindⅢ;末端互补序列:—AATT— 答案:C 解析:BamHⅠ和BglⅡ切出的黏性末端碱基能互补配对,互补序列都含有—GA TC—。 题干评注: 问题评注: 2.基因工程生产人体糖蛋白时,自然状况下的大肠杆菌不宜作为受体细胞,因为它缺少() A.内质网和高尔基体B.需氧呼吸所需酶C.高尔基体和核糖体D.线粒体和内质网答案:A 解析:糖蛋白需要内质网、高尔基体加工,大肠杆菌是原核细胞,没有内质网和高尔基体。题干评注: 问题评注: 3.ω-3脂肪酸是深海“鱼油”的主要成分,它对风湿性关节炎以及糖尿病等有很好的预防和辅助治疗作用。科学家从一种线虫中提取出相应基因,然后将该基因导入猪胚胎干细胞,以期得到富含ω-3脂肪酸的转基因猪。下列相关叙述正确的是() A.从线虫中提取目的基因需用特定的限制性内切酶,此酶作用于氢键 B.构建重组DNA时,常用的运载体是质粒,受体细胞只能是胚胎干细胞 C.将含ω-3脂肪酸基因导入胚胎干细胞后,可用特定的选择培养基筛选导入成功的受体细胞 D.培育转基因猪需利用转基因技术、动物细胞培养技术、核移植技术 答案:C 解析:限制性内切酶不是作用于氢键,而是作用于磷酸二酯键。受体细胞可以是胚胎干细胞,也可以是受精卵。培育转基因猪未涉及核移植技术。 题干评注: 问题评注: 4.下列关于生物工程相关知识的叙述,正确的是() ①在人工合成目的基因时,蛋白质中氨基酸的顺序可为合成目的基因提供资料 ②若想通过植物细胞培养的方法来生产紫草素,需由愈伤组织分化为植物体 ③用放射性同位素、荧光素等标记的DNA分子作为探针可进行基因诊断 ④限制酶基因只存在于微生物体内,通常用鸟枪法来获得 ⑤质粒的复制既能在自身细胞中完成,也能在宿主细胞内完成 A.①②⑤ B.③④⑤C.①③⑤D.②③④ 答案:C 解析:本题主要考查基因工程的相关知识。在人工合成目的基因时,可通过蛋白质中氨基酸

“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析讲解学习

“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析一、知识归纳 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。 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

“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析

“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 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

点 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 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。

蛋白质的翻译

Proteins Lu Linrong (鲁林荣)PhD Laboratory of Immune Regulation Institute of Immunology Zhejiang University ,School of Medicine Medical Research Building B815-819Email: Lu.Linrong@https://www.360docs.net/doc/d08681987.html, Website: https://www.360docs.net/doc/d08681987.html,/llr Molecular Biology

Why study proteins? ?Part of the central dogma ?Proteins are coded by genes ?They play crucial functional roles in almost every biological process

The life cycle of a protein ?Where does a protein come from? ?How is a protein processed, modified, translocated to the proper place and degraded? ?How to describe the are the functions? ??Protein synthesis (Translation) 蛋白质翻译 ?Protein maturation (folding, modification) and degradation 蛋白质成熟,降解 Structure and function of protein 蛋白质的结构与功能?Methods: protein-protein interaction et al 蛋白-蛋白相 互作用

基因组学(结构基因组学和功能基因组学).

问:基因组学、转录组学、蛋白质组学、结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学研究有哪些特点? 答:人类基因组计划完成后生物科学进入了人类后基因组时代,即大规模开展基因组生物学功能研究和应用研究的时代。在这个时代,生命科学的主要研究对象是功能基因组学,包括结构基因组研究和蛋白质组研究等。以功能基因组学为代表的后基因组时代主要为利用基因组学提供的信息。 基因组研究应该包括两方面的内容:以全基因组测序为目标的结构基因组学(struc tural genomics和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学(functional genomics。结构基因组学代表基因组分析的早期阶段,以建立生物体高分辨率遗传、物理和转录图谱为主。功能基因组学代表基因分析的新阶段,是利用结构基因组学提供的信息系统地研究基因功能,它以高通量、大规模实验方法以及统计与计算机分析为特征。 功能基因组学(functional genomics又往往被称为后基因组学(postgenomics,它利用结构基因组所提供的信息和产物,发展和应用新的实验手段,通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能,使得生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。这是在基因组静态的碱基序列弄清楚之后转入基因组动态的生物学功能学研究。研究内容包括基因功能发现、基因表达分析及突变检测。 基因的功能包括:生物学功能,如作为蛋白质激酶对特异蛋白质进行磷酸化修饰;细胞学功能,如参与细胞间和细胞内信号传递途径;发育上功能,如参与形态建成等采用的手段包括经典的减法杂交,差示筛选,cDNA代表差异分析以及mRNA差异显示等,但这些技术不能对基因进行全面系统的分析。新的技术应运而生,包括基因表达的系统分析,cDNA微阵列,DNA芯片等。鉴定基因功能最有效的方法是观察基因表达被阻断或增加后在细胞和整体水平所产生的表型变异,因此需要建立模式生物体。 功能基因组学

基因工程与蛋白质工程知识归纳及试题例析

. 知识归纳及试题例析”“基因工程与蛋白质工程一、知识归纳分子相关的酶1.与DNA作用参与的生理过程应用名称基因工程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DNA片段连接两个DNA复制在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧酸DNA聚合酶转录RNA聚合酶在核苷酸链上添加单个核糖核苷酸 DNA 解旋酶复制及转录使碱基间氢键断裂 逆转录及基因工程逆转录酶以RNA为模板合成DNA 特别注意:,DNA(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。对自身的DNA)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(2 的碱基之间切开。.基因工程的基本操作程序2 (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 原理DNA双链复制((碱基互补配对)相原料同四种游离的脱氧核苷酸 点条件模板、ATP、酶等 解旋方式解旋酶催化DNA在高温下变性解旋不主要在细胞核内场所体外复制同热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)细胞内含有的酶DNA聚合酶点在短时间内形成大量的DNA片段形成整个DNA分子结果 (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 资料Word .

高中生物选修3基因工程的应用和蛋白质工程知识点

高中生物选修3基因工程的应用和蛋白质工程知识点 1.基因工程培育转基因生物的优点: (1)打破了常规育种难以突破的物种之间的界限(生殖隔离) (2)定向改变了生物的遗传性状。 2.基因工程的应用: (1)用于提高动植物生长速度。 (2)用于改善畜产品的品质。 (3)用转基因动物生产药物。 (4)用转基因动物作器官移植的供体。 3.膀胱生物反应器:将外源基因导入到受精卵膀胱上皮细胞进行表达。优点: 雌雄个体都能生产。 4.乳腺生物反应器或乳房生物反应器缺点:只有雌性个体才能生产药物。 5.干扰素:干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白,干扰 素几乎能够抵抗所有病毒引起的感染。 6.基因治疗:是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,这是治疗遗传病的最有效的手段。 7.基因治疗不能替代原有基因,它替代的是缺陷基因的功能。 8.大肠杆菌是原核生物,生产出来的干扰素没有活性,原核细胞内没有内质网 和高尔基体,只有核糖体,只能合成相应的蛋白质,无法添加糖基,要使干扰素具有活性,还必须经过人工处理,加上糖基。 9.基因诊断:也称DNA诊断或基因探针技术,即在DNA水平分析检测某一基 因,从而对特定的疾病进行诊断。 10.基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。 11.蛋白质工程的目标:根据人们对蛋白质的特定需求,对蛋白质进行分子设计。 12.天然蛋白质的合成过程:按照中心法则进行的,基因→表达(转录和翻译) →形成氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能。 13.蛋白质工程合成蛋白质的过程:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白 质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。 14.蛋白质工程中进行基因操作的原因: (1)改造过的蛋白质可以遗传。 (2)对基因的改造比对蛋白质直接改造容易操作,难度少的多。 15.蛋白质工程:蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关 系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。原理是改造基因,实质是对编码蛋白质的基因进行改造。

基因工程与蛋白质工程试题

基因工程与蛋白质工程 1.利用基因工程可以获得转基因牛,从而改良奶牛的某些性状。 基因工程的四个基本操作步骤是_______________________________、基因表达载体的构建、__________________________和_______________________________。若要获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素,则所构建的基因表达载体必须包括:人干扰素基因及其启动子、_________________、_________________等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是_________________,为获得能大量产生人干扰素的转基因牛,该基因表达载体应导入的受体细胞是_________________(受精卵、乳腺细胞)。 2.下图为利用生物技术获得生物新品种的过程,据图回答: (1)在基因工程中,A表示_________________,如果直接从苏云金杆菌中获得抗虫基因,①过程使用的酶区别于其他酶的特点是______________________________________________________________________ _______________,B表示_________________。 B→D的过程中,若使用的棉花受体细胞为体细胞,⑤表示的生物技术是要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后,是否能稳定遗传并表达,需进行检测和鉴定工作,请写出在个体水平上的鉴定过程______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 3.农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因,现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花,培育抗病棉花品系。请回答下列问题: (1)要获得该抗病基因,采用_________________、_________________ 等方法。为了能把该抗病基因转入棉花细胞中,常用的载体是_________________ 。 (2)假如载体切割后,得到的分子末端序列为: 请写出能与该载体连接的抗病基因分子末端是 _________________。 (3)再将连接得到的DNA分子导入农杆菌,然后用该农杆菌去_______棉花细胞,从培养出的植株中____________出抗病的棉花。 (4)该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是() A.淀粉 B.脂类 C.蛋白质 D.核酸 (5)转基因棉花获得的_________________是由该表达产物来体现的。 4.目的基因的分离是基因工程研究中的主要方面和操作关键。下面甲、乙图表示

浅析功能基因组学和蛋白质组学的概念及应用

【摘要】基因组相对较稳定,而且各种细胞或生物体的基因组结构有许多基本相似的特征;蛋白质组是动态的,随内外界刺激而变化。对蛋白质组的研究可以使我们更容易接近对生命过程的认识。蛋白质组学是在细胞的整体蛋白质水平上进行研究、从蛋白质整体活动的角度来认识生命活动规律的一门新学科,简要介绍功能基因组学和蛋白质组学的科学背景、概念及其应用。 【关键词】基因组;功能基因组学;蛋白质组学; 一、基因组及基因组学的概念 基因组(genome)一词系由德国汉堡大学H.威克勒教授于1920年首创,用以表示真核生物从其亲代所继承的单套染色体,或称染色体组。更准确地说,基因组是指生物的整套染色体所含有的全部DNA序列。由于在真核细胞的线粒体和植物的叶绿体中也发现存在遗传物质,因此又将线粒体或叶绿体所携带的遗传物质称为线粒体基因组或叶绿体基因组。原核生物基因组则包括细胞内的染色体和质粒DNA。此外非独立生命形态的病毒颗粒也携带遗传物质,称为病毒基因组。所有生命都具有指令其生长与发育,维持其结构与功能所必需的遗传信息,本书中将生物所具有的携带遗传信息的遗传物质总和称为基因组。[1] 基因组学(genomic)一词系由T.罗德里克(T.Roderick)于1986年首创,用于概括涉及基因组作图、测序和整个基因组功能分析的遗传学学科分支,并已用来命名一个学术刊物Genomics。基因组学是伴随人类基因组计划的实施而形成的一个全新的生命科学领域。[1] 基因组学与传统遗传学其他学科的差别在于,基因组学是在全基因组范围研究基因的结构、组成、功能及其进化,因而涉及大范围高通量收集和分析有关基因组DNA的序列组成,染色体分子水平的结构特征,全基因组的基因数目、功能和分类,基因组水平的基因表达与调控以及不同物种之间基因组的进化关系。基因组学的研究方法、技术和路线有许多不同于传统遗传学的特点,各相关领域的研究仍处于迅速发展和不断完善的过程中。 基因组学的主要工具和方法包括:生物信息学,遗传分析,基因表达测量和基因功能鉴定。 二、功能基因组学的概念及应用

基因工程与蛋白质工程试题(最新)

选修 3 现代生物科技专题出题人:刘秀平审核:高二生物组时间:2013 年12 月28 日班级姓名学号 获取目的基因, 其原因是。 (2) 在乙图中,c 过程在遗传学上称为, d 过程称为,d 过程需以mRNA为模板, 以为原料, 还需要的条件是 ATP、、DNA聚合酶等。第17 周生物作业——基因工程与蛋白质工程 (3) 除了上述两种方法可以获取目的基因外, 请你再写出一种方法: 1. (2010 海南)利用基因工程可以获得转基因牛,从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是、基因表达载体的构建、5. 下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,请据图作答。 。 和。若要获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素,则所构建的基因表 达载体必须包括:某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、、 、和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是 (显微注射法、农杆菌转化法),为获得能大量产生人干扰素的转基因牛,该基因表达载体应导入 的受体细胞是(受精卵、乳腺细胞)。 2.下图为利用生物技术获得生物新品种的过程,据图回答: (1) 在基因工程中, A 表示 (1)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程?,为什么? ________ ,如果直接从苏云 (2)过程②必需的酶是酶,过程③必需的酶是酶。 金杆菌中获得抗虫基因,①过程使 (3)在利用AB获得C的过程中,必须用切割A 和B,使它们产 用的酶区别于其他酶的特点是 生,再加入,才可形成C。 ________ ,B 表示_______ 。 (4)为使过程⑧更易进行,可用(药剂)处理D。 (2)B→D的过程中,若使用的棉花受体细胞为体细胞,⑤表示的生物技术是植物组织培养技术。 (5)由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率,所以在导入后通常需要进行操作。要确定目的基因( 抗虫基因) 导入受体细胞后,是否能稳定遗传并表达,需进行检测和鉴定工作, (6)将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌,从两者中生产的胰岛素在功能和序 请写出在个体水平上的鉴定过程:。 列上是相同的。 3. 农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因,现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花,培育 6. 豇豆对多种害虫具有抗虫能力,根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI 基因)。 抗病棉花品系。请回答下列问题: 科学家将其转移到水稻体内后,却发现效果不理想,主 (1)要获得该抗病基因,采用、等方法。为了能把该抗 “信号肽”“内质网滞留 要原因是CpTI 蛋白质的积累量不足。经过在体外对CpTI 序列CpTI基因信号”序列 病基因转入棉花细胞中,常用的载体是。 基因进行了修饰后,CpTI 蛋白质在水稻中的积累量就得 ① (2)假如载体切割后,得到的分子末端序列为: 到了提高。修饰和表达过程如下图所示: 修饰后的CpTI基因 请写出能与该载体连接的抗病基因分子末端是。 (3)再将连接得到的DNA分子导入农杆菌,然后用该农杆菌去棉花细胞,利用植物请根据以上材料,回答下列问题: (1)CpTI 基因是该基因工程中的____________基因,“信 A ②号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的基本组成单位 细胞具有的性进行组织培养,从培养出的植株中出抗病的棉花。 CpTI蛋白质 是___________________,在①过程中,首先要用 (4)该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是()A. 淀粉 B. 脂类 C.蛋白质 D. 核酸 _____________酶切开,暴露出_______________再用______________酶连接。 (5)转基因棉花获得的是由该表达产物来体现的。

生态毒理基因组学和生态毒理蛋白质组学研究进展_戴家银

第26卷第3期2006年3月生 态 学 报ACTA EC OLOGI CA SI NICA Vol .26,No .3Mar .,2006生态毒理基因组学和生态毒理蛋白质组学研究进展 戴家银,王建设 (中国科学院动物研究所,北京 100080) 基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向性资助项目(KSCX2-SW -128) 收稿日期:2005-08-30;修订日期:2005-12-05 作者简介:戴家银(1965~),男,安徽怀宁人,博士,研究员,主要从事生态毒理学和生物化学研究.E -mail :daijy @ioz .ac .cn Foundation item :The project was supported by the Innovation Project of Chines e Academy of Sciences (No .KSCX2-SW -128) Received date :2005-08-30;Accepted date :2005-12-05 Biography :DAI Jia -Yin ,Ph .D .,Professor ,mainly engaged in ecotoxicology and biochemis try .E -mail :daijy @ioz .ac .cn 摘要:将基因组学和蛋白质组学知识整合到生态毒理学中形成了生态毒理基因组学和生态毒理蛋白质组学。通过生态毒理基因组学和生态毒理蛋白质组学的研究能够在基因组和蛋白质组水平更深入理解毒物的作用机制,寻找更敏感、有效的生物标记物,形成潜在的强有力的生态风险评价工具。介绍了生态毒理基因组学和生态毒理蛋白质组学的研究进展,以及DNA 芯片技术和2D -凝胶电泳技术在持久性有毒污染物的生态毒理学研究中的应用。 关键词:生态毒理基因组学;生态毒理蛋白质组学;DNA 芯片技术;2D -凝胶电泳;持久性有机污染物 文章编号:1000-0933(2006)03-0930-05 中图分类号:X171 文献标识码:A Progress in ecotoxicogenomics and ecotoxicoproteomics DAI Jia -Yin ,WANG Jian -She (Institut e of Zoology ,C hines e Acade my of Sci ence s ,Beijing 100080,C hina )..Acta Ecologica Sinica ,2006,26(3): 930~934.Abstract :Ec otoxicogeno mics and ecotoxic oproteo mics are integration of genomics and proteomics into ec otoxicology .Ecotoxic ogenomics is defined as the study of gene and pr otein expr ession in non -target organisms that is impor tant in responses to environmental toxicant exposures .Ecotoxic ogenomic toolsmay provide us with a better mechanistic understanding of ec otoxicology ,and they are likely to provide a vital r ole in ecological risk assessment .Pr ogress in ec otoxicogenomics and ecotoxicoprote omics are discussed in this paper .DNA gene c hip and 2D -gel usually used in ecotoxicogeno mics and ecotoxicoproteomics ar e also e xpounded by exa mples . Key words :ec otoxicogeno mics ;ecotoxic oproteo mics ;D NA micr oarra y ;2D -gel ;persistent organic pollutants 随着生态学和环境科学的深入发展,生态毒理学已成为生态学和环境科学前沿研究领域,正从基因、蛋白质、器官和整体水平深入开展研究工作。 在人类基因组计划实施的短短几年间,以“组学(-omics )”构成的学科及其相关研究如雨后春笋般在生命科学界迅速蔓延、蓬勃发展。在环境科学领域中也出现了环境基因组学(environmental genomics )、毒理基因组学(toxicogenomics )等学科。Snape 等人[1~3]将基因组学知识整合到生态毒理学中,于2004年提出了“生态毒理基因组学(ecotoxicogenomics )”的概念,通过生态毒理基因组学研究确认一系列毒物效应基因,从而在基因组水平更深入理解毒物的作用机制,并在基因和蛋白质水平寻找更敏感、有效的生物标记物(biomarkers ),形成潜在的强有力的生态风险评价工具。 持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants ,POPs )是指能持久存在于环境中、通过食物链蓄积、逐级传递,经直接或间接途径进入人体的化学物质。POPs 具有致癌、致畸、致突变性、内分泌干扰等毒作用。POPs 对人体健康和生态环境带来的危害受到全社会的普遍关注,引起世界各国的决策者和科学家的高度重视,也成为环境科学和生态毒理学研究的热点课题之一[4,5]。我国已于2001年5月签署了控制12种P OPs 对人类健康

基因组学和蛋白质组学之间的关系

基因组学与蛋白质组学之间的关系 1 基因组学概述 基因组学,研究生物基因组和如何利用基因的一门学问。用于概括涉及基因作图、测序和整个基因组功能分析的遗传学分支。该学科提供基因组信息以及相关数据系统利用,试图解决生物,医学,和工业领域的重大问题。 基因组研究应该包括两方面的内容:以全基因组测序为目标的结构基因组学)和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学,又被称为后基因组研究,成为系统生物学的重要方法。 基因组学能为一些疾病提供新的诊断,治疗方法。例如,对刚诊断为乳腺癌的女性,一个名为“Oncotype DX”的基因组测试,能用来评估病人乳腺癌复发的个体危险率以及化疗效果,这有助于医生获得更多的治疗信息并进行个性化医疗。基因组学还被用于食品与农业部门。 基因组学的主要工具和方法包括:生物信息学,遗传分析,基因表达测量和基因功能鉴定。 2 蛋白质组学概述 蛋白质组学(Proteomics)一词,源于蛋白质(protein)与基因组学(genomics)两个词的组合,意指“一种基因组所表达的全套蛋白质”,即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质。蛋白质组本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征,包括蛋白质的表达水平,翻译后的修饰,蛋白与蛋白相互作用等,由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生,细胞代谢等过程的整体而全面的认识,这个概念最早是由Marc Wilkins 在1995年提出的。 3 两者之间的关系 90年代初期开始实施的人类基因组计划,在经过各国科学家近10年的努力下,已经取得了巨大的成就。不仅完成了十余种模式生物(从大肠杆菌、酿酒酵母到线虫)基因组全序列的测定工作,还有望在2003年提前完成人类所有基因的全序列测定。那么,知道了人类的全部遗传密码即基因组序列,就可以任意控制人的生老病死吗?其实并不是这么简单。基因组学虽然在基因活性和疾病的相关性方面为人类提供了有力根据,但实际上大部分疾病并不是因为基因改变所造成。并且,基因的表达方式错综复杂,同样的一个基因在不同条件、不同时期可能会起到完全不同的作用。关于这些方面的问题,基因组学是无法回答的。所以,随着人类基因组计划的逐步完成,科学家们又进一步提出了后基因组计划,蛋白质组研究是其中一个很重要的内容。 目前,在蛋白质功能方面的研究是极其缺乏的。大部分通过基因组测序而新发现的基因编码的蛋白质的功能都是未知的,而对那些已知功能的蛋白而言,它们的功能也大多是通过同源基因功能类推等方法推测出来的。有人预测,人类基因组编码的蛋

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