資源簡介

第三章 基因工程 知識清單
第1節(jié)　重組DNA技術(shù)的基本工具
一、重組DNA技術(shù)的基本工具
1.基因工程的概念
別名 重組DNA技術(shù)
操作環(huán)境 生物體外
操作對象 基因
操作水平 DNA分子水平
結(jié)果 創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品
2.基因工程的誕生和發(fā)展
(1)肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗不僅證明DNA是遺傳物質(zhì)，還證明了DNA可在同種生物不同個體之間轉(zhuǎn)移。
(2)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出和半保留復(fù)制的證明。
(3)中心法則的確立。
(4)遺傳密碼的破譯。
(5)基因轉(zhuǎn)移載體和限制酶、DN連接酶和逆轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)為DNA的切割、連接以及功能基因的獲得創(chuàng)造了條件。
(6)DNA體外重組的實現(xiàn)。
(7)重組DNA表達實驗的成功。
(8)DNA測序和合成技術(shù)的發(fā)明。
(9)PCR技術(shù)的發(fā)明。
(10)基因組編輯技術(shù)可以實現(xiàn)對特定基因的定點插入、敲除或替換。
3.重組DNA技術(shù)的基本工具
(1)限制性內(nèi)切核酸酶(也稱“限制酶”)—“分子手術(shù)刀”
來源 種類 特點（專一性） 作用 結(jié)果
主要來自原核生物 分離的限制酶有數(shù)千種 1.識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列 2.使每一條連中特定部位的磷酸二酯鍵斷開 斷開兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵 產(chǎn)生黏性末端和平末端
● 已知限制酶EcoR Ⅰ和Sma Ⅰ識別的堿基序列和酶切位點分別為G↓AATTC和CCC↓GGG，在圖中寫出兩種限制酶切割DNA后產(chǎn)生的末端并寫出末端的種類。
EcoR Ⅰ限制酶和Sma Ⅰ限制酶識別的堿基序列不同，切割位點不同(填“相同”或“不同”)，說明限制酶具有專一性。
(2)DNA連接酶—“分子縫合針”
①作用：
DNA連接酶能夠?qū)NA片段連接起來。
②分類：
基因工程常用的DNA連接酶有兩種：
● E.coli DNA連接酶：連接互補的黏性末端，不能連接平末端。
● T4 DNA連接酶：連接互補的黏性末端和平末端。
(3)載體——“分子運輸車”
①基因工程通常利用質(zhì)粒作為載體將基因送入細胞。質(zhì)粒是獨立于細胞核或擬核DNA之外，具有自我復(fù)制能力的環(huán)狀DNA分子。
● 質(zhì)粒DNA分子上有一個或多個限制酶切割位點，可供外源基因插入其中。
● 攜帶外援DNA片段的質(zhì)粒進入受體細胞后，能夠在細胞中進行自我復(fù)制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA的同步復(fù)制。
質(zhì)粒上常有特殊的標記基因，如抗性基因，便于重組DNA分子的篩選。
②基因工程常用的載體除質(zhì)粒外，還有噬菌體、動物病毒等。
二、DNA的粗提取與鑒定和DNA片段的擴增與電泳鑒定
1.DNA的粗提取與鑒定實驗原理
(1)DNA不溶于酒精，蛋白質(zhì)溶于酒精。
(2)DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同，它能溶于2_mol/L的NaCl溶液。
(3)在一定溫度下，DNA遇二苯胺試劑會呈現(xiàn)藍色。
2．PCR實驗原理
PCR利用了DNA的熱變性原理和DNA半保留復(fù)制的原理。
3.DNA片段電泳鑒定的原理
DNA分子具有可解離的基團，在一定的pH下，這些基團可以帶上正電荷或負電荷，在電場的作用下，這些帶電分子會向著與它所帶電荷相反的電極移動，這個過程就是電泳。
● 在凝膠中DNA分子的遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的大小和構(gòu)象等有關(guān)。
● 凝膠中的DNA分子通過染色，可以在波長為300nm的紫外燈下被檢測出來。
4．實驗步驟
1.DNA的粗提取與鑒定具體過程
①稱取30 g洋蔥，切碎，加入10 mL研磨液，充分研磨。
↓
②漏斗中墊紗布，將研磨液過濾到燒杯中，4 ℃處理，取上清液。
↓
③在上清液中加入體積相等的、預(yù)冷的酒精溶液，靜置2～3 min，用玻璃棒沿同一方向攪拌，卷起絲狀物，并用濾紙吸去水分。
↓
④取兩支20 ml的試管編號A、B，各加入2 mol/L的NaCl溶液5 mL，將絲狀物溶于B試管的NaCl溶液中。然后向兩支試管中各加入4 mL的二苯胺試劑。混勻后，將試管置于沸水中加熱5 min。
↓
⑤結(jié)果觀察：A試管不變藍，B試管變藍色。
第2節(jié) 基因工程的基本操作程序
1.目的基因的篩選與獲取
(1)目的基因：在基因工程的設(shè)計和操作中，用于改變受體細胞性狀或獲得預(yù)期表達產(chǎn)物等的基因。
(2)篩選合適的目的基因
①從相關(guān)的已知結(jié)構(gòu)和功能清晰的基因中進行篩選是較為有效的方法之一。
②利用序列數(shù)據(jù)庫和序列比對工具進行篩選。
(3)目的基因的獲取
①人工合成目的基因。
②PCR獲取和擴增目的基因
a.PCR(聚合酶鏈式反應(yīng))：是一項根據(jù)DNA半保留復(fù)制的原理，在體外提供參與DNA復(fù)制的各種組分反應(yīng)條件，對目的基因的核苷酸序列進行大量復(fù)制的技術(shù)。
b.PCR反應(yīng)的條件：一定的緩沖溶液、DNA模板、2種引物、4種脫氧核苷酸、耐高溫的DNA聚合酶，以及能自動調(diào)控溫度的儀器。
c.PCR擴增的過程
● 變性：溫度上升到90 ℃以上，目的基因DNA受熱變性后解為單鏈。
● 復(fù)性：溫度下降到50 ℃左右時，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結(jié)合。
● 延伸：溫度上升到72 ℃左右時，溶液中四種脫氧核苷酸在耐高溫的DNA聚合酶的作用下加到引物的3′端合成子鏈。
● 重復(fù)循環(huán)多次。
d.PCR產(chǎn)物的鑒定：常采用瓊脂糖凝膠電泳來鑒定。
③通過構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因。
2.基因表達載體的構(gòu)建——基因工程的核心
(1)目的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時，使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。
(2)基因表達載體的組成
(3)構(gòu)建過程
首先用一定的限制酶切割載體，使它出現(xiàn)一個切口，然后用同種限制酶或能產(chǎn)生相同末端的限制酶切割目的基因的DNA片段，再利用DNA連接酶將目的基因片段拼接到載體的切口處。
3.將目的基因?qū)胧荏w細胞
1.導(dǎo)入植物細胞
常用方法：花粉管通道法、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（適用于雙子葉植物或裸子植物）。
2.導(dǎo)入動物細胞
①常用方法：顯微注射技術(shù)。
②常用受體細胞：受精卵。
3.導(dǎo)入微生物細胞
①方法：用Ca+處理細胞，使細胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)。
②受體細胞：原核生物（使用最廣泛的是大腸桿菌）。
③原核生物的特點：繁殖快、多為單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少等。
4.目的基因的檢測與鑒定
檢測水平 檢測方法
分子水平檢測 通過PCR等技術(shù)檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因，檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA.
檢測目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)，采用抗原—抗體雜交法.
個體生物學(xué)水平鑒定 如做抗蟲或抗病接種實驗等
第3節(jié) 基因工程的應(yīng)用
一、基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用
1.基因作物方面
化學(xué)殺蟲劑的施用量減少，作物產(chǎn)量增加，經(jīng)濟效益增加。
（1）轉(zhuǎn)基因抗蟲植物
①措施：從某些生物中分離出具有抗蟲功能的基因，將它導(dǎo)入作物中培育出具有抗蟲性的作物。
②成果：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花、玉米、大豆、水稻和馬鈴薯等。
（2）轉(zhuǎn)基因抗病植物
①措施：將來源于某些病毒、真菌等的抗病基因?qū)胫参镏校嘤鲛D(zhuǎn)基因抗病植物。
②成果：轉(zhuǎn)基因抗病毒甜椒、番木瓜和煙草等。
（3）轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物
①措施：將降解或抵抗某種除草劑的基因?qū)胱魑铮嘤隹钩輨┑淖魑锲贩N。
②成果：轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米、大豆、油菜和甜菜等。
（4）改良植物的品質(zhì)
①目的：改良植物的營養(yǎng)價值、觀賞價值等。
②成果：將某種必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胫参镏校梢蕴岣哌@種氨基酸的含量。
2.轉(zhuǎn)基因動物方面
有些成果正在進入實用化和商業(yè)化開發(fā)的階段。
（1）提高動物的生長速率
①措施：將外源生長激素基因?qū)雱游矬w內(nèi)，以提高動物的生長速率。
②成果：轉(zhuǎn)基因鯉魚。
（2）改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)
①存在問題：有些人由于乳糖酶分泌少，不能完全消化牛奶中的乳糖，食用牛奶后會出現(xiàn)腹瀉等不適癥狀，稱之為乳糖不耐受。
②措施：將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他成分不受影響。
二、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用
1.對微生物或動植物的細胞進行基因改造
（1）目的：使它們能夠生產(chǎn)藥物。
（2）藥物種類：細胞因子、抗體、疫苗和激素等。
2.讓哺乳動物批量生產(chǎn)藥物——乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器
（1）措施：將藥用蛋白基因與乳腺中特異性表達的基因的啟動子等調(diào)控元件重組在一起。
（2）受體細胞：動物的受精卵。
（3）導(dǎo)入方法：顯微注射法。
3.建立移植器官工廠
在器官供體的基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達，或設(shè)法除去抗原決定基因，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出不會引起免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆動物器官。
三、基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用
1.成果：生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、氨基酸和維生素等。
2.實例： 將編碼牛凝乳酶的基因?qū)氪竽c桿菌、黑曲霉或酵母菌的基因組中，再通過工業(yè)發(fā)酵批量生產(chǎn)凝乳酶。
第4節(jié) 蛋白質(zhì)工程的崛起
一、蛋白質(zhì)工程的概念
1.蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。
基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系。
2.操作方法及對象：改造或合成基因。
3.目的：改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。
4.結(jié)果：改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)。
5.蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)：是對編碼蛋白質(zhì)的基因進行改造。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。
6.相關(guān)學(xué)科及技術(shù)：分子生物學(xué)、晶體學(xué)和計算機技術(shù)。
二、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由
基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，這些天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。
三、蛋白質(zhì)工程與基因工程的異同
項目 蛋白質(zhì)工程 基因工程
過程 從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→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→找到并改變相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì) 目的基因的篩選與獲取→基因表達載體的構(gòu)建→將目的基因?qū)胧荏w細胞→目的基因的檢測與鑒定
實質(zhì) 定向改造或生產(chǎn)人類所需要的蛋白質(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)自然界中不存在的蛋白質(zhì) 只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)
聯(lián)系 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
三、蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用
(1)在醫(yī)藥方面
①利用蛋白質(zhì)工程研發(fā)藥物。
②實例：如果將干擾素分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，在一定條件下，可以延長保存時間。
(2)在工業(yè)方面
①蛋白質(zhì)工程被廣泛用于改進酶的性能或開發(fā)新的工業(yè)用酶。
②實例：枯草桿菌蛋白酶具有水解蛋白質(zhì)的作用，因此常被用于洗滌劑工業(yè)、絲綢工業(yè)等。
(3)在農(nóng)業(yè)方面
科學(xué)家正在嘗試改造某些參與調(diào)控光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率，增加糧食的產(chǎn)量。第三章 基因工程 知識清單
第1節(jié)　重組DNA技術(shù)的基本工具
一、重組DNA技術(shù)的基本工具
1.基因工程的概念
別名 技術(shù)
操作環(huán)境 生物體外
操作對象
操作水平 水平
結(jié)果 創(chuàng)造出更符合人們需要的新的 和
2.基因工程的誕生和發(fā)展
(1)肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗不僅證明DNA是遺傳物質(zhì)，還證明了DNA可在同種生物不同個體之間 。
(2)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出和 的證明。
(3)中心法則的確立。
(4) 的破譯。
(5)基因轉(zhuǎn)移載體和 的發(fā)現(xiàn)為DNA的切割、連接以及功能基因的獲得創(chuàng)造了條件。
(6) 體外重組的實現(xiàn)。
(7)重組DNA表達實驗的成功。
(8)DNA測序和合成技術(shù)的發(fā)明。
(9) 技術(shù)的發(fā)明。
(10) 技術(shù)可以實現(xiàn)對特定基因的定點插入、敲除或替換。
3.重組DNA技術(shù)的基本工具
(1)限制性內(nèi)切核酸酶(也稱“限制酶”)—“分子手術(shù)刀”
來源 種類 特點（專一性） 作用 結(jié)果
主要來 自 分離的限制酶有 種 1.識別雙鏈DNA分子的 2.使每一條連中特定部位的磷酸二酯鍵斷開 斷開兩個核苷酸之間的 產(chǎn)生 和平末端
● 已知限制酶EcoR Ⅰ和Sma Ⅰ識別的堿基序列和酶切位點分別為G↓AATTC和CCC↓GGG，在圖中寫出兩種限制酶切割DNA后產(chǎn)生的末端并寫出末端的種類。
EcoR Ⅰ限制酶和Sma Ⅰ限制酶識別的 不同，切割位點 (填“相同”或“不同”)，說明限制酶具有 。
(2)DNA連接酶—“分子縫合針”
①作用：
能夠?qū)NA片段連接起來。
②分類：
基因工程常用的 有兩種：
● E.coli DNA連接酶：連接互補的 ，不能連接平末端。
● T4 DNA連接酶：連接互補的 。
(3)載體——“分子運輸車”
①基因工程通常利用 作為載體將基因送入細胞。 是獨立于細胞核或擬核DNA之外，具有自我復(fù)制能力的 。
● 質(zhì)粒DNA分子上有 ，可供外源基因插入其中。
● 攜帶外援DNA片段的質(zhì)粒進入受體細胞后，能夠在細胞中進行 ，或整合到受體DNA上，隨受體DNA的同步復(fù)制。
質(zhì)粒上常有特殊的 ，如抗性基因，便于 。
②基因工程常用的載體除質(zhì)粒外，還有 等。
二、DNA的粗提取與鑒定和DNA片段的擴增與電泳鑒定
1.DNA的粗提取與鑒定實驗原理
(1) 不溶于酒精， 溶于酒精。
(2)DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同，它能溶于 溶液。
(3)在一定溫度下，DNA遇 試劑會呈現(xiàn)藍色。
2．PCR實驗原理
PCR利用了 和 的原理。
3.DNA片段電泳鑒定的原理
DNA分子具有 ，在一定的 下，這些基團可以帶上 ，在電場的作用下，這些帶電分子會向著 的電極移動，這個過程就是電泳。
● 在凝膠中DNA分子的遷移速率與 、 和 等有關(guān)。
● 凝膠中的DNA分子通過 ，可以在波長為300nm的紫外燈下被檢測出來。
4．實驗步驟
1.DNA的粗提取與鑒定具體過程
①稱取30 g洋蔥，切碎，加入10 mL研磨液，充分研磨。
↓
②漏斗中墊 ，將研磨液過濾到燒杯中， ℃處理，取上清液。
↓
③在上清液中加入體積相等的、預(yù)冷的 溶液，靜置2～3 min，用玻璃棒沿同一方向攪拌，卷起絲狀物，并用濾紙吸去水分。
↓
④取兩支20 ml的試管編號A、B，各加入2 mol/L的NaCl溶液5 mL，將絲狀物溶于B試管的NaCl溶液中。然后向兩支試管中各加入4 mL的 。混勻后，將試管置于 中加熱5 min。
↓
⑤結(jié)果觀察：A試管 ，B試管 。
第2節(jié) 基因工程的基本操作程序
1.目的基因的篩選與獲取
(1)目的基因：在基因工程的設(shè)計和操作中，用于改變受體細胞 或獲得預(yù)期 等的基因。
(2)篩選合適的目的基因
①從相關(guān)的已知 的基因中進行篩選是較為有效的方法之一。
②利用序列數(shù)據(jù)庫和序列比對工具進行篩選。
(3)目的基因的獲取
①人工合成目的基因。
②PCR 和擴增目的基因
a.PCR(聚合酶鏈式反應(yīng))：是一項根據(jù) 的原理，在體外提供參與DNA復(fù)制的各種 反應(yīng)條件，對目的基因的核苷酸序列進行 的技術(shù)。
b.PCR反應(yīng)的條件：一定的 、DNA模板、2種 、4種 、 DNA聚合酶，以及能自動調(diào)控溫度的儀器。
c.PCR擴增的過程
● 變性：溫度上升到90 ℃以上，目的基因DNA 。
● 復(fù)性：溫度下降到50 ℃左右時， 通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結(jié)合。
● 延伸：溫度上升到72 ℃左右時，溶液中 在耐高溫的 的作用下加到引物的 端合成子鏈。
● 重復(fù)循環(huán)多次。
d.PCR產(chǎn)物的鑒定：常采用 來鑒定。
③通過構(gòu)建 來獲取目的基因。
2.基因表達載體的構(gòu)建——基因工程的核心
(1)目的：使目的基因 ，同時，使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。
(2)基因表達載體的組成
(3)構(gòu)建過程
首先用一定的 切割載體，使它出現(xiàn)一個切口，然后用 限制酶或 的限制酶切割目的基因的DNA片段，再利用 將目的基因片段拼接到載體的切口處。
3.將目的基因?qū)胧荏w細胞
1.導(dǎo)入植物細胞
常用方法：花粉管通道法、 （適用于雙子葉植物或裸子植物）。
2.導(dǎo)入動物細胞
①常用方法： 。
②常用受體細胞： 。
3.導(dǎo)入微生物細胞
①方法：用 處理細胞，使細胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)。
②受體細胞： （使用最廣泛的是大腸桿菌）。
③原核生物的特點：繁殖快、多為單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少等。
4.目的基因的檢測與鑒定
檢測水平 檢測方法
分子水平檢測 通過 等技術(shù)檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因，檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了 .
檢測目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)，采用 .
個體生物學(xué)水平鑒定 如做抗蟲或抗病接種實驗等
第3節(jié) 基因工程的應(yīng)用
一、基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用
1.基因作物方面
化學(xué)殺蟲劑的施用量 ，作物產(chǎn)量 ，經(jīng)濟效益 。
（1）轉(zhuǎn)基因抗蟲植物
①措施：從某些生物中分離出具有 功能的基因，將它導(dǎo)入作物中培育出具有抗蟲性的作物。
②成果：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花、玉米、大豆、水稻和馬鈴薯等。
（2）轉(zhuǎn)基因抗病植物
①措施：將來源于某些病毒、真菌等的 基因?qū)胫参镏校嘤鲛D(zhuǎn)基因抗病植物。
②成果：轉(zhuǎn)基因抗病毒甜椒、番木瓜和煙草等。
（3）轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物
①措施：將 的基因?qū)胱魑铮嘤隹钩輨┑淖魑锲贩N。
②成果：轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米、大豆、油菜和甜菜等。
（4）改良植物的品質(zhì)
①目的：改良植物的 等。
②成果：將某種必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胫参镏校梢蕴岣哌@種氨基酸的含量。
2.轉(zhuǎn)基因動物方面
有些成果正在進入 開發(fā)的階段。
（1）提高動物的生長速率
①措施：將 基因?qū)雱游矬w內(nèi)，以提高動物的生長速率。
②成果：轉(zhuǎn)基因鯉魚。
（2）改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)
①存在問題：有些人由于 分泌少，不能完全消化牛奶中的乳糖，食用牛奶后會出現(xiàn)腹瀉等不適癥狀，稱之為乳糖不耐受。
②措施：將 基因?qū)肽膛；蚪M，使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中， 的含量大大降低，而其他成分不受影響。
二、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用
1.對微生物或動植物的細胞進行基因改造
（1）目的：使它們能夠生產(chǎn)藥物。
（2）藥物種類：細胞因子、抗體、疫苗和激素等。
2.讓哺乳動物批量生產(chǎn)藥物——乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器
（1）措施：將藥用蛋白基因與乳腺中 等調(diào)控元件重組在一起。
（2）受體細胞：動物的 。
（3）導(dǎo)入方法： 。
3.建立移植器官工廠
在器官供體的基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制 的表達，或設(shè)法除去 ，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出不會引起免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆動物器官。
三、基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用
1.成果：生產(chǎn) 、 等。
2.實例： 將編碼牛凝乳酶的基因?qū)氪竽c桿菌、黑曲霉或酵母菌的基因組中，再通
過 批量生產(chǎn)凝乳酶。
第4節(jié) 蛋白質(zhì)工程的崛起
一、蛋白質(zhì)工程的概念
1.蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的 及其與 的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過 ，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。
基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)分子的 及其與 的關(guān)系。
2.操作方法及對象： 。
3.目的：改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。
4.結(jié)果：改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)。
5.蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)：是對編碼蛋白質(zhì)的基因進行改造。蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的 。
6.相關(guān)學(xué)科及技術(shù)：分子生物學(xué)、晶體學(xué)和計算機技術(shù)。
二、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由
基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，這些天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合 的需要。
三、蛋白質(zhì)工程與基因工程的異同
項目 蛋白質(zhì)工程 基因工程
過程 從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的 →推測應(yīng)有的 →找到并改變相對應(yīng)的 (基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì) 目的基因的篩選與獲取→基因表達載體的構(gòu)建→將目的基因?qū)胧荏w細胞→目的基因的檢測與鑒定
實質(zhì) 定向改造或生產(chǎn)人類所需要的蛋白質(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) 只能生產(chǎn)
聯(lián)系 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
三、蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用
(1)在醫(yī)藥方面
①利用蛋白質(zhì)工程研發(fā) 。
②實例：如果將干擾素分子上的一個半胱氨酸變成 ，在一定條件下，可以延長保存時間。
(2)在工業(yè)方面
①蛋白質(zhì)工程被廣泛用于改進 或開發(fā)新的工業(yè)用酶。
②實例：枯草桿菌蛋白酶具有水解蛋白質(zhì)的作用，因此常被用于洗滌劑工業(yè)、絲綢工業(yè)等。
(3)在農(nóng)業(yè)方面
科學(xué)家正在嘗試改造某些參與調(diào)控 的酶，以提高植物光合作用的效率，增加糧食的產(chǎn)量。

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