基因工程的应用和蛋白质工程2011.1.6
基因工程技术在蛋白质表达中的应用
基因工程技术在蛋白质表达中的应用基因工程技术是近年来迅速发展的生物技术领域，其应用范围广泛，尤其在蛋白质表达中发挥了重要的作用。
蛋白质是细胞机体的基本组成部分，也是生命体内许多生物学过程的关键参与者。
利用基因工程技术可以通过转基因技术和蛋白质工程等手段实现对蛋白质的精确控制和表达，为生物医学研究和生产提供了极大的便利。
本文将探讨基因工程技术在蛋白质表达中的应用。
一、基因工程技术的概念和原理基因工程技术是指以分子生物学、遗传学和生物化学为基础，将外源基因导入宿主生物体，并使其在宿主生物体内进行表达、复制和传递的技术。
其原理是通过人为改变DNA序列，以达到对特定生物性状的控制和改良。
在蛋白质表达中，基因工程技术主要包括重组DNA技术和蛋白质工程技术两大方面。
重组DNA技术通过将外源基因引入宿主生物体的基因组中，使宿主生物体能够表达外源蛋白质。
这一过程主要包括基因克隆、DNA片段分离与连接等步骤。
通过这些步骤，可以将目标基因插入表达载体中，然后将表达载体导入宿主细胞，使其在宿主细胞内表达目标蛋白质。
这样，科研人员就可以通过操控外源基因实现对蛋白质的表达和调控。
蛋白质工程技术是指通过改变目标蛋白质的氨基酸序列和结构，以改良和设计新的蛋白质。
蛋白质工程技术可以通过改变目标蛋白质的基因组，利用重组DNA技术或化学合成的方法，设计和合成出具有特定功能和性质的蛋白质。
通过这些手段，可以改变蛋白质的稳定性、抗原性、活性等特性，进而实现对蛋白质功能的研究和应用。
二、基因工程技术在蛋白质表达中的应用1. 重组蛋白的表达重组蛋白是指通过基因工程技术将目标基因导入宿主细胞，使其在宿主细胞内表达并合成目标蛋白质。
这一技术广泛应用于生物医药领域，例如生产重组人胰岛素、重组免疫球蛋白和重组细胞因子等。
相比传统的生物制药，重组蛋白的表达具有高效、高纯度、高产量等优势，可以满足临床对蛋白质药物的需求。
2. 蛋白质亚细胞定位的研究基因工程技术可以通过操控外源基因，实现对目标蛋白质在细胞内的定位控制。
基因工程的应用和蛋白质工程
百度文库 - 好好学习，天天向上【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、、、和等），以及和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，将其导入中，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、和等。
抗病转基因植物所采用的基因，使用最多的是和；抗真菌转基因植物中可使用的基因有和。
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，可分为和两条途径。
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，通过或，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。
-1百度文库 - 好好学习，天天向上13、列表比较基因工程和蛋白质工程的异同（区别从过程、实质和结果三个方面）二、例题评析水稻种子中 70％的磷以植酸形式存在。
植酸易同铁、钙等金属离子或蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子，同时，排出的大量磷进入水体易引起水华。
基因工程的应用和蛋白质工程
基因工程药品 —— 胰岛素
胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床 上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺 中提取，每100kg胰腺只能提取4－5g胰岛素。 用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵， 远不能满足社会需要。1979年，科学家将动 物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组， 并在大肠杆菌内实现了表达。1982年，美国 一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素 投入市场，售价降低了30%－50%。
基因工程药品 —— 生长激素
治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射生 长激素。而生长激素的获得很困难。以前， 要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底 部摘取垂体，并从中提取生长激素。
现可利用基因工程方法，将人的生长激素 基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。 人们从 450 L大肠杆菌培养液中提取的生长 激素，相当于6万具尸体的全部产量。
抗虫小麦、
黏膜上的某些物质结合，影
广泛存在
水稻
响害虫对营养物质的吸收和
利用
（二）抗病转基因植物
1.什么是病原微生物？有哪些种类？ 2.为什么说常规育种很难培育出抗病毒的新品 种？ 3.在抗病转基因植物中使用最多的是什么基因？ 4.在抗真菌转基因植物中使用什么基因？
（三）其他抗逆转基因植物
1.哪些环境条件会造成农作物低产、减产？ 2.盐碱和干旱对农作物的危害与什么有关？ 3.在抗盐碱和抗干旱作物中使用了什么基因？ 4.转基因耐寒的烟草和番茄中哪种目的基因 提高了其抗寒能力？目的基因从何而来？ 5.抗除草剂基因有何用途？
5．基因治疗的过程
6．两种治疗途径的比较
途径 比较
体外基因治疗
体内基因治疗
从患者体内获得某种细胞
不 方法 →体外完成基因转移→筛
高二生物基因工程的应用以及蛋白质工程苏教版知识精讲.doc
高二生物基因工程的应用以及蛋白质工程苏教版【本讲教育信息】一、教学内容基因工程的应用以及蛋白质工程二、良好开端本节重点：（1）基因工程在农业和医疗等方面的应用（2）为什么要开展蛋白质工程的研究（3）蛋白质工程的原理本节难点：（1）基因治疗（2）蛋白质工程的原理三、成功之旅【知识点1】基因工程的应用（一）植物基因工程成果植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等），以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
1. 抗虫转基因植物杀虫基因：主要有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抵制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。
例如，我国转基因抗虫棉就是转入Bt毒蛋白基因培育出来的，它对棉铃虫具有较强的抗性。
优点：减小生产成本，减少环境污染。
2. 抗病转基因植物植物像人一样也会生病。
引起植物生病的微生物称为病原微生物，主要有病毒、真菌和细菌等。
抗病转基因植物所采用的基因，使用最多的是病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；抗真菌转基因植物中可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因。
3. 其他抗逆转基因植物：环境条件对农作物的生产会造成很大影响。
例如，盐碱、干旱、低温、涝害等不利的环境条件，是造成低产、减产的常见因素。
目前全球的盐碱和干旱地区分别占陆地面积的1/3，还有许多地区属于高寒地区。
这些不利的环境条件也会对农业生产造成影响。
由于盐碱和干旱对农作物的危害与细胞内渗透压的调节有关，目前科学家们正在利用一些可以调节细胞渗透压的基因，来提高农作物的抗盐碱和抗干旱能力，这在烟草等植物中已获得了比较明显的成果。
科学家们还研究开发出了一批耐寒作物，使它们在寒冷的环境条件下，良好地生长。
例如，将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草和番茄，使烟草和番茄的耐寒能力均有提高。
此外，将抗除草剂基因导入大豆、玉米等作物，在喷洒除草剂时，杀死田间杂草而不损伤作物。
①抗逆基因：调节渗透压的基因（使植物细胞渗透压升高以适应盐碱或干旱环境）、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因。
基因工程的应用
脱氧核苷酸排列顺序不同(或遗传信息不同或碱基的 _______________________________________________ 数目和排列顺序不同) ；与大肠杆菌基因相比，其主 _____________________ 要特点是
编码区是间隔的，不连续的 (或编码区有外显子和内含子 ) ______________________________________________ 。 基因治疗 ； (4)该病的治疗方法属于基因工程运用中的_________ 这种治疗方法的原理是
渗透压调节基因 抗冻蛋白基因 基因 抗除草剂
蛋白质
外源生长激素
体外基因治疗
体内基因治疗
2.基因治疗
正常基因 (1) 概念：是把 ________________ 导入病人体内，使该
____________________ 基因的表达产物 发挥功能，从而达到治疗疾病的目 的，是治疗人类遗传病最有效的手段。 (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：a、____________________ ：先从病人体内获 体外基因治疗
(2)利用DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性原理来粗提 取 DNA ： _________ 蛋白酶 能专一性地水解蛋白质而不会对 蛋白酶 处理达到粗提取DNA DNA产生影响，故可用_________ 蛋白质变性 ， 的目的；60～80℃的高温会使大多数______________ 而 DNA 在 80℃以上才会变性，故可用 60 ～ 80℃的高温 洗涤剂 处理材料以达到粗提取 DNA 的目的； ______________ 能够瓦解细胞膜，但对 DNA 没有影响，故可用该试剂 来使细胞破裂，更好的提取DNA。 溶液 、 __________ 酒精 综 上 所 述 ： 不 同 浓 度 的 NaCl ___________ 、 蛋白酶 、 60 ～ 80℃的 _______ 高温 及 ____________ 洗涤剂 ____________ 均 可用来提取DNA。
人教高考生物一轮复习：第52讲 基因工程的应用、蛋白质工程
（2021·福建卷）微生物吸附是重金属废水的处理方法之一。金属硫蛋白 （MT）是一类广泛存在于动植物中的金属结合蛋白，具有吸附重金属的作用。科研 人员将枣树的MT基因导入大肠杆菌构建工程菌。回答下列问题： （1）根据枣树的MTcDNA的核苷酸序列设计了相应的引物（图1甲），通过PCR扩 增MT基因。已知A位点和B位点分别是起始密码子和终止密码子对应的基因位置。 选用的引物组合应为 引物1和引物4 。
考点2 蛋白质工程
1.蛋白质工程的基本原理 （1）原理： 中心法则 的逆推。 （2）手段： 基因改造 或合成。 （3）基本思路：预期蛋白质功能→设计预期的 蛋白质结构 酸序列 →找到相对应的 脱氧核苷酸序列 。 （4）流程图
→推测应有的
氨基
流程图中字母代表的含义分别是：A. 转录 ，B. 翻译 ，C. 分子设计 ， D. 多肽链 ，E. 预期功能 。
转基因抗病毒甜椒、番木瓜、烟草 等
抗除草剂玉米、大豆、油菜、甜菜 等
应用方面
外源基因类型或实例
成果举例
优良性状基因，如提高必需氨基 改良植物的
酸含量的蛋白质编码基因、与植 品质
物花青素代谢有关的基因
我国科学家成功地将与植物 花青 素代谢相关的基因 导入矮牵牛
中
提高动物生 外源生长激素基因
长速率 改善畜产品
（1）研究者针对每个需要扩增的酶基因（如图）设计一对 引物 ，利用PCR技 术，在优化反应条件后扩增得到目标酶基因。 解析： （1）利用PCR技术扩增目标酶基因，首先需要根据目标酶基因两端的碱基 序列设计一对引物，引物与模板链结 合后，Taq酶才能从引物的3'端延伸子链。 （2）研究者构建了一种表达载体pMTL80k，用于在梭菌中建立多基因组合表达库， 经筛选后提高丙酮的合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等， 其中抗生素抗性基因的作用是 作为标记基因，筛选含有基因表达载体的受体细 胞 ，终止子的作用是 终止转录，使转录在需要的地方停下来 。
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。
基因工程的应用和蛋白质工程
抗____基因：病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因；抗____基因：几丁质酶基因、抗毒素合成基因
抗病毒烟草、抗病毒小麦、抗病毒番茄、抗病毒甜椒
抗逆转基因植物
抗逆转基因：渗透压调节基因、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因
抗盐碱和抗干旱的烟草、抗寒番茄、抗______的大豆和玉米
________的
转基因植物
优良性状基因：提高必需氨基酸含量的蛋白质编码基因、控制番茄成熟的基因、与花青素代谢有关的基因
高______玉米、耐储存番茄、新花色矮牵牛
动
物
基
因
工
程
提高生长速度的
转基因动物
____________基因
转基因绵羊、转基因鲤鱼
生产药物的
转基因动物
药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因的启动子
____生物反应器
基因工程的应用和蛋白质工程
考纲要求：
1.基因工程的应用(Ⅱ)。2.蛋白质工程(Ⅰ)。
知识梳理及考点解析：
1.基因工程的应用
完成基因工程的应用表格，了解应用成果。
转基因生物
目的基因
成果举例
植
物
基
因
工
程
抗虫转基因植物
抗虫基因：Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因
抗虫水稻、抗虫棉、抗虫玉米
思维拓展 基因治疗是治疗人类遗传病的根本方法，但由于尚未全面了解基因调控机制和疾病的分子机理，基因治疗只处于初期的临床试验阶段。
改善畜产品品质的
转基因动物
________基因
乳汁中含乳糖较少的转基牛
作器官移植供体的
转基因动物
外源的抗原决定基因表达的____因子或除去供体的____决定基因
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植物基因工程
动物基因工程 基因工程的应用 基因工程药物
基因治疗
抗虫转基因植物 抗病转基因植物 植物基因工程 抗逆转基因植物 改良植物品质 作用： 提高农作物的抗逆能力（抗除草剂、抗虫、抗 病、抗干旱、抗盐碱等） 改良农作物的品质 利用植物生产药物
抗虫转基因植物
1化学药物： 环境污染、损害健康、增加成本 2方法： 从某些生物中分离出具有杀虫活性的基因， 将其导入作物中，使作物具有抗虫性。
五、基因芯片
从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就 可以得出标准图谱；从病人的基因组中分离出DNA与 DNA芯片杂交就可以得出病变图谱。 通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的 DNA信息。
基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、 平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新 技术。
基因工程 目的基因 基因表达载体
获取目的基因→ 构建表达载体→ 导入受体细胞→ 目的基因的检测与表达 定向改造生物的遗传特 性，获得人类所需的生 物类型或生物产品
生产自然界中已有的蛋 白质
蛋白质工程 预期的蛋白质功能 基因
预期蛋白质功能→ 设计蛋白质结构→ 推测氨基酸序列→ 推测核苷酸序列→
合成DNA →表达出蛋白质
1不足： 有的人不能完全消化牛奶中的乳糖而出现过敏、 腹泻、恶心等症状
2方法： 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组 3成果：转基因牛乳中乳糖含量减低，而其他营养成分 不受影响
用于提高动物生长速度
原因：外源生长激素基因的表达可以使 转基因动物生长更快
转基因鲤鱼 超级小鼠
用于改善畜产品的品质
优点：避免食物过敏、腹泻、恶心等不适
抗病毒的转基因小麦、甜椒
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
抗逆转基因植物 1逆境： 不利于农业生产正常进行的环境条件（盐碱 干旱 低温 涝害等） 2原因： 例：盐碱、干旱——细胞内渗透压调节 3方法： 例：利用一些可以调节细胞渗透压的基因 4成果： 抗盐碱、干旱的烟草
耐寒（鱼的抗冻基因）烟草、番茄 抗除草剂大豆、玉米
基因工程药物 ※ 第一种基因工程药物： 重组人胰岛素 一 工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高 效率表达的菌类细胞株系 二 成果： P22 生物技术资料卡 干扰素的本质及作用机理
基因工程药品 —— 胰岛素
胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临 床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰 腺中提取，每100kg胰腺只能提取4~5g胰岛 素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂 贵，远不能满足社会需要。1979年，科学家 将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分 子重组，并在大肠杆菌内实现了表达。每 2000L培养液就能产生100g胰岛素！ 1982年， 美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰 岛素投入市场，售价降低了30%~50%。
基因工程药品 —— 干扰素
干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖 蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感 染，是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对 治疗某些癌症和白血病也有一定疗效。 传统的干扰素生产方法是从人血液中的 白细胞内提取，每300L血液只能提取出1mg 干扰素。1980~1982年，科学家用基因工程 方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰 素，是传统的生产量的12万倍。1987年上述 干扰素大量投放市场。
方法、技巧、规律总结：
转基因植物、转基因动物都是将目的基因以基因 工程的方法导入相应生物体内，利用目的基因的表达得 到人们所需要的产品或生物本身。所以有关这方面的考 题一定会与基因工程的四个步骤相联系，主要考察基因 工程的基本操作。
思维误区提示：
不管目的基因导入植物细胞、动物细胞还是微生物 细胞，都必须事先将目的基因与载体结合，这样才能保 证导入的目的基因稳定地保存并复制和表达。 目的基因导入是否成功，还有一个检测和鉴定的过 程，就是看导入了目的基因的生物是否具有了相应的遗 传特性。
设计预期的蛋白质结构 找到相应的脱氧核苷酸序列
推测
蛋白质工程的流程
DNA合成 基因 DNA 氨基酸序列 多肽链 翻译 折叠 分子设计 蛋白质 三维结构 预期功能 生物功能
mRNA
转录
蛋白质工程的概念
基础: 蛋白质的结构和功能
途径: 基因修饰或基因合成 目标: 改造或制造新的蛋白质，满足人类的生产或 生活的需要
目标 结果 联系
定向改造或生产人类所 需的蛋白质 生产自然界没有的蛋 白质
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。因为对现有蛋白质的改造或制造 新的蛋白质，必须通过基因的修饰或基因的合成。
蛋白质改造工程举例
1．水蛭素改造 水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特异抑制剂， 它有多种变异体，由65或66个氨基酸残基组成。水蛭素 在临床上可作为抗栓药物用于治疗血栓疾病。为提高水 蛭素活性，在综合各变异体结构特点的基础上提出改造 水蛭素主要变异体HV2的设计方案，将47位的Asn（天冬 酰胺）变成Lys（赖氨酸），使其与分子内第4或第5位 Thr（苏氨酸）间形成氢键来帮助水蛭素N端肽段的正确 取向，从而提高凝血效率，试管试验活性提高4倍，在 动物模型上检验抗血栓形成的效果，提高20倍。
转 入 荧 光 素 酶 蛋 白
不会引起过敏的转基因大豆
提高动物生长 改善畜产品质量 动物基因工程 20世纪80年代 生产药物 做器官移植供体
提高动物生长 1理由： 外源生长素基因的表达可以使转基因动物生长 得更快 2方法： 将这类基因导入动物体内 3成果： 转生长激素的绵羊、鲤鱼 改善畜产品质量
肠乳糖酶基因——转基因 牛的乳汁中乳糖含量降低
用转基因动物生产药物 将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控 1方法： 组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺 乳动物的受精卵中，然后将受精卵送入母体内， 使其生长发育成转基因动物。 转基因动物进入 泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产需要的药品
Hale Waihona Puke 2乳腺（房）生物反应器： 利用动物乳腺生产高价值产品 的方式称为乳腺生物反应器
用于基因治疗的基因种类 1.是从健康人体上分离得到的功能正常的基因，用 以取代病变的基因 2.是反义基因，即通过产生的mRNA进行互补，来 阻断非正常蛋白质合成 3.是编码可以杀死癌变细胞的蛋白酶基因，又叫做 自杀基因
基因诊断：
也称为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。 探针制备：放射性同位素(如32P)、 荧光分子等标记的单链DNA分子； 原理：利用DNA分子杂交原理。
3.抗虫棉能抗病吗？
抗病转基因植物 定义： 引起植物生病的微生物 1病原微生物 种类：病毒、真菌和细菌 病毒外壳蛋白基因 抗病毒基因 2目的基因 抗真菌基因 3成果 病毒复制酶基因 几丁质酶基因 抗毒素合成基因
抗烟草花叶病毒的转基因烟草
抗病毒小麦
转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
典型例子：抗烟草花叶病毒的转基因烟草、
3成果： 牛、山羊通过“乳腺生物反应器”方式表达了抗凝 血酶、血清白蛋白、生长激素和α－抗胰蛋白酶药物
用转基因动物生产药物
优点： 产量高、质量好、 成本低、易提取 方法： 乳腺生物反应器 膀胱生物反应器 输卵管生物反应器
做器官移植供体 人体移植器官短缺 1需要：
小型猪 2目标：
3理由： 猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似 体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要远远少于 灵长类动物 4问题： 免疫排斥 －－－最大的难题 5解决： 利用基因工程方法对猪的器官进行改造，采用的 方法是将器官供体基因组导入某种调节因子，以抵制 抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再 结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克 隆猪器官
DNA分子杂交原理：
DNA分子杂交是基因诊断最基本的方法 之一。其基本原理是：互补的DNA单链能够在 一定条件下结合成双链，即能够进行杂交。 这种结合是特异的，即严格按照碱基互补配 对进行。因此，当用一段已知基因的核苷酸 序列作为探针，与被测基因进行接触，若两 者的碱基完全配对成双链，则表明被测基因 中含有已知的基因序列。
蛋白质工程的实质： 是对编码蛋白质的基因进行改造
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。
蛋白质工程的实质是对编码蛋白质的基因进行改造
项目 操作起点 操作核心 过程
具有 体积小 、耗电少和 点
效率高
的特
2、难度很大：主要是目前科学家对大多数蛋
白质的 高级结构 的了解还很不够。
蛋白质工程原理
天然蛋白质的合成途径： 基因 表达（转录和翻译） 链 形成具有高级结构的蛋白质 形成氨基酸序列的多肽 行使生物功能
蛋白质工程的途径： 预期的蛋白质功能出发 应有的氨基酸序列
1.4
蛋白质工程
知识梳理：
一、蛋白质工程崛起的缘由
1、基因工程的应用 （1）基因工程的实质：将一种生物的 基因 转移到 另一种生物体内，使后者产生本不能产生的 蛋白质 ，进 而表现出新的 性状 。 （2）基因工程的不足：在原则上只能生产自然界已存在 蛋白质 的 。 2、天然蛋白质的不足 进化 天然蛋白质是生物在长期 过程中形成的， 生存的需要， 结构和功能 它们的 符合特定物种 却不一定完全符合人类生产和生活的需要。 3、蛋白质工程的目的 生产符合人类生产和生活的需要的 蛋白质 。
改良植物品质 1需求： 温饱——健康 豆类：缺少蛋氨酸 2现状 谷类：缺少赖氨酸 番茄：不耐储存 观赏植物：花色单一 3方法 将必须氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物 改变这些氨基酸合成途径中某些关键酶的活性 富含赖氨酸的转基因玉米 4成果 转基因延熟番茄 转花青素代谢基因矮牵牛
基 因 的 发 荧 光 烟 草 富含赖氨酸的转基因玉米