《第3章 基因工程》知識(shí)總結(jié)

學(xué)而優(yōu)·教有方PAGEPAGE12第三章基因工程第一節(jié)重組DNA技術(shù)的基本工具一、基因工程的概念1.基因工程的概念操作環(huán)境生物體外操作對(duì)象基因操作水平DNA分子水平操作原理基因重組操作結(jié)果按照人類的需要定向改造生物的遺傳特性2．基因重組的類型（1）真核生物有性生殖過(guò)程中，減數(shù)分裂時(shí)發(fā)生的基因重組：①交換型；②自由組合型。（2）肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的基因重組。（3）基因工程中人工操作導(dǎo)致的基因重組。3．幾乎所有生物的DNA分子都是由4種脫氧核苷酸形成的規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。4．所有生物都共用一套遺傳密碼。5．目的基因可在受體細(xì)胞內(nèi)獨(dú)立表達(dá)的原因是基因是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)和功能單位，具有相對(duì)獨(dú)立性。二、分子手術(shù)刀—限制性內(nèi)切核酸酶1.全稱和簡(jiǎn)稱全稱：_限制性內(nèi)切核酸酶_簡(jiǎn)稱：__限制酶_2.來(lái)源：主要是從_原核生物__中分離純化出來(lái)的3.作用：①能夠識(shí)別_雙鏈_DNA分子的某種_特定核苷酸序列。②使_每一條_鏈中_特定部位_的_磷酸二酯鍵__斷開(kāi)。4.作用部位：_磷酸二酯鍵__5.識(shí)別序列：大多數(shù)限制酶的識(shí)別序列由_6_個(gè)核苷酸組成，也有少數(shù)限制酶的識(shí)別序列由_4_個(gè)、_8_個(gè)或__其他數(shù)量_的核苷酸組成。6.切割結(jié)果：DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式__黏性末端_和__平末端__。（1）EcoRⅠ限制酶切割EcoRⅠ識(shí)別序列為GAATTCEcoRⅠ切割部位為GA之間的磷酸二酯鍵（2）SmaⅠ限制酶切割SmaⅠ識(shí)別序列為CCCGGGSmaⅠ切割部位為CG之間的磷酸二酯鍵二、分子縫合針—DNA連接酶1.功能：將__兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)_，恢復(fù)被限制酶切開(kāi)的_磷酸二酯鍵__。2.分類和對(duì)比種類E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來(lái)源大腸桿菌T4噬菌體特點(diǎn)只縫合黏性末端縫合黏性末端平末端作用恢復(fù)被限制酶切開(kāi)的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵3．比較與DNA有關(guān)的六種酶名稱作用部位作用底物作用結(jié)果限制酶磷酸二酯鍵DNA將DNA切成兩個(gè)片段DNA連接酶磷酸二酯鍵DNA片段將兩個(gè)DNA片段連接為一個(gè)DNA分子DNA聚合酶或熱穩(wěn)定DNA聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核苷酸將單個(gè)脫氧核苷酸依次連接到單鏈末端DNA(水解)酶磷酸二酯鍵DNA將DNA片段水解為單個(gè)脫氧核苷酸解旋酶堿基對(duì)之間的氫鍵DNA將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈，形成兩條長(zhǎng)鏈RNA聚合酶磷酸二酯鍵核糖核苷酸將單個(gè)核糖核苷酸依次連接到單鏈末端三、分子運(yùn)輸車——載體1．種類：質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒等。2．常用載體——質(zhì)粒（1）本質(zhì)：質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子。（2）質(zhì)粒作為載體所具備的條件及原因條件原因穩(wěn)定存在并能自我復(fù)制或整合到受體DNA上能使目的基因穩(wěn)定存在且數(shù)量可擴(kuò)增有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)可攜帶多個(gè)或多種外源基因具有特殊的標(biāo)記基因便于重組DNA分子的篩選無(wú)毒害作用對(duì)受體細(xì)胞無(wú)毒害作用，避免受體細(xì)胞受到損傷（3）作用①作為運(yùn)輸工具，將外源基因?qū)爰?xì)胞。②質(zhì)粒攜帶外源基因在細(xì)胞內(nèi)大量復(fù)制。探究.實(shí)踐：DNA的粗提取與鑒定1.提取思路：利用DNA與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面存在的差異，選用適當(dāng)?shù)奈锢砘蚧瘜W(xué)方法對(duì)他們進(jìn)行提取。2.提取原理：①DNA不溶于酒精，但某些蛋白質(zhì)溶于酒精，利用這一原理，可以初步分離DNA與蛋白質(zhì)；②DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液。3.鑒定原理：在一定溫度下（沸水浴），DNA遇二苯胺試劑會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色，因此二苯胺試劑可以作為鑒定DNA的試劑。4.比較DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同溶解規(guī)律2mol/LNaCl溶液0.14mol/LNaCl溶液DNA溶解析出5．DNA粗提取中的注意事項(xiàng)（1）本實(shí)驗(yàn)不能用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞作實(shí)驗(yàn)材料，原因是哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞無(wú)細(xì)胞核(無(wú)DNA)?？蛇x用雞血細(xì)胞作材料。（2）加入洗滌劑后，動(dòng)作要輕緩、柔和，否則容易產(chǎn)生大量的泡沫。加入酒精和用玻璃棒攪拌時(shí)，動(dòng)作要輕緩，以免加劇DNA分子的斷裂，導(dǎo)致DNA分子不能形成絮狀沉淀。（3）二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則會(huì)影響鑒定的效果。（4）提取植物細(xì)胞的DNA時(shí)，加入的洗滌劑能溶解細(xì)胞膜，有利于DNA的釋放；加入食鹽(主要成分是NaCl)的目的是溶解DNA。（5）在DNA進(jìn)一步提純時(shí)，選用冷卻的95%的酒精的作用是溶解雜質(zhì)和析出DNA。第二節(jié)基因工程的基本操作程序一、目的基因的篩選與獲?。ㄒ唬┠康幕虻暮Y選與獲取1.目的基因概念在基因工程的設(shè)計(jì)和操作中，用于__改變受體細(xì)胞性狀__或__獲得預(yù)期表達(dá)產(chǎn)物_等的基因就是目的基因（根據(jù)不同的需要，目的基因是不同的，主要是指__編碼蛋白質(zhì)的基因___）。2.篩選目的基因的方法（1）從相關(guān)的__已知結(jié)構(gòu)__和__功能清晰__的基因中進(jìn)行篩選。（2）獲取方法eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(從基因文庫(kù)中獲取,利用PCR技術(shù)擴(kuò)增,通過(guò)化學(xué)方法人工合成))3.利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因（1）PCR的概：PCR是__聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)__的縮寫，是一項(xiàng)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__與_反應(yīng)條件_，對(duì)_目的基因的核苷酸序列_進(jìn)行__大量復(fù)制__的技術(shù)。①全稱：__聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)___②原理：___DNA半保留復(fù)制___③操作環(huán)境：__體外（PCR擴(kuò)增儀/PCR儀）___④目的：__對(duì)目的基因的核苷酸序列進(jìn)行大量復(fù)制___⑤優(yōu)點(diǎn)：___可以在短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因___（2）DNA體內(nèi)復(fù)制的條件參與的組分在DNA復(fù)制中的作用DNA母鏈提供DNA復(fù)制的模板4種脫氧核苷酸合成DNA子鏈的原料解旋酶打開(kāi)DNA雙鏈DNA聚合酶催化合成DNA子鏈引物使DNA聚合酶能夠從引物的3’端開(kāi)始連接脫氧核苷酸注：引物是一小段能與_DNA母鏈__的一段堿基序列__互補(bǔ)配對(duì)_的_短單鏈核酸__。（3）DNA體外復(fù)制（PCR）的條件參與的組分在DNA復(fù)制中的作用DNA母鏈提供DNA復(fù)制的模板4種脫氧核苷酸合成DNA子鏈的原料引物使DNA聚合酶能夠從引物的3’端開(kāi)始連接脫氧核苷酸90℃以上高溫打開(kāi)DNA雙鏈（變性溫度）耐高溫的DNA聚合酶催化合成DNA子鏈緩沖液（含Mg2+)激活真核細(xì)胞和細(xì)菌的DNA聚合酶其他不同的溫度變性、復(fù)性和延伸需要不同溫度注：復(fù)制的原料實(shí)為dNTP（dATP、dTTP、dCTP、dGTP），同時(shí)水解產(chǎn)生能量為合成DNA子鏈提供能量，因此體系中不需要添加ATP。（4）過(guò)程目的基因DNA__受熱變性__后_解為單鏈_，_引物與單鏈相應(yīng)_互補(bǔ)序列_結(jié)合；然后以__單鏈DNA__為模板在_DNA聚合酶_作用下進(jìn)行_延伸__，即將4種_脫氧核苷酸__加到__引物的3’__，如此__重復(fù)循環(huán)多次__，每次循環(huán)一般可以分為_(kāi)變性、復(fù)性和延伸_三步。注：變性溫度上升到90℃左右，雙鏈DNA解聚為單鏈復(fù)性溫度下降到55℃左右，兩種引物通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)合延伸溫度上升到72℃左右，Taq酶從引物起始合成互補(bǔ)鏈，可使新鏈由5′端向3′端延伸拓展：DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算1.子代DNA分子總數(shù)：_2n_個(gè)；2.第n代產(chǎn)生的DNA數(shù)：_2n-1_個(gè)；3.子代DNA脫氧核苷酸鏈總數(shù)=_2n+1_條4.第n代產(chǎn)生的DNA鏈數(shù)：_2n_條①n代后，DNA分子有_2n_個(gè)②n代后，DNA鏈有_2n+1_條③第____代出現(xiàn)完整的目的基因④n代后，含引物的DNA分子有_2n__個(gè)⑤n代后，共消耗_2n+1-2_個(gè)引物⑥第n代復(fù)制，消耗了_2n_個(gè)引物⑦n代后，完整的目的基因有_2n-2n_個(gè)4.獲取目的基因的其他方法（1）構(gòu)建基因文庫(kù)來(lái)獲取目的基因：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫(kù)。①基因組文庫(kù)：包含一種生物所有的基因。②部分基因文庫(kù)：只包含一種生物一部分基因，如cDNA文庫(kù)。（2）利用化學(xué)方法人工合成：用DNA合成儀，要獲取的基因比較小，核苷酸序列又已知，不需要模板。（二）基因表達(dá)載體的構(gòu)建（核心）1.基因表達(dá)載體的組成基因表達(dá)載體必須包括_目的基因_、__標(biāo)記基因_、_啟動(dòng)子_、_終止子_等（若需要能完成自主復(fù)制，還應(yīng)有_復(fù)制原點(diǎn)_）。（1）啟動(dòng)子①本質(zhì)：一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的_DNA_片段。②位置：位于基因的_上游_，緊挨__轉(zhuǎn)錄的起始位點(diǎn)__。③功能：RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA___。④特殊類型：_誘導(dǎo)型啟動(dòng)子___。⑤誘導(dǎo)型啟動(dòng)子的特點(diǎn)：當(dāng)誘導(dǎo)物存在時(shí)，可以激活或抑制目的基因的表達(dá)__。（2）終止子①本質(zhì)：一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的_DNA__片段。②位置：位于基因的_下游_。③功能：使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來(lái)__。注：?jiǎn)?dòng)子、終止子、起始密碼子、終止密碼子對(duì)比比較項(xiàng)目啟動(dòng)子終止子起始密碼子終止密碼子本質(zhì)DNA片段DNA片段mRNA上三個(gè)相鄰的堿基mRNA上三個(gè)相鄰的堿基位置目的基因上游目的基因下游mRNA首端mRNA尾端功能RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來(lái)翻譯的起始信號(hào)（編碼氨基酸）翻譯的結(jié)束信號(hào)（不編碼氨基酸）（3）標(biāo)記基因①作用：_便于重組DNA分子的篩選_②常見(jiàn)類型：抗生素抗性基因、熒光蛋白基因等（4）基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程一般用同種或能產(chǎn)生相同末端的限制酶分別切割載體和含有目的基因的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(如圖所示)。（三）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞1.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞—花粉管通道法（1）操作方式①用__微量注射器_將__含目的基因的DNA溶液_直接注入_子房_中。②在_植物受粉后_的一定時(shí)間內(nèi)，_剪去柱頭_，將__DNA溶液___滴加在_花粉管通道__上，使目的基因借助_花柱切面__進(jìn)入_胚囊_。（2）受體細(xì)胞：_受精卵__。2.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞—農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（1）轉(zhuǎn)化：目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程__。注：此處“轉(zhuǎn)化”與肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的“轉(zhuǎn)化”含義相同，實(shí)質(zhì)都是基因重組。（2）農(nóng)桿菌特點(diǎn)：①能在自然條件下侵染__雙子葉植物_和_裸子植物__，而對(duì)大多數(shù)__單子葉植物_沒(méi)有侵染能力。②農(nóng)桿菌細(xì)胞內(nèi)含有__Ti質(zhì)粒_，當(dāng)它侵染植物細(xì)胞后，能將_Ti質(zhì)粒_上的_T-DNA_（可轉(zhuǎn)移的DNA）轉(zhuǎn)移_到被侵染的細(xì)胞，并且將其__整合到該細(xì)胞的染色體DNA上__。（3）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的過(guò)程：將目的基因插入_Ti質(zhì)粒的T-DNA__中，通過(guò)農(nóng)桿菌的_轉(zhuǎn)化_作用，就可以使目的基因_進(jìn)入植物細(xì)胞_，并___整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上__，使目的基因能夠_維持穩(wěn)定和表達(dá)__。3.將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞—顯微注射法1.受體細(xì)胞：_受精卵_注：受精卵容易表現(xiàn)出全能性。構(gòu)建基因表達(dá)載體并提純2.構(gòu)建基因表達(dá)載體并提純4.將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞—Ca2+處理法（1）受體細(xì)胞：常用__原核生物__作為受體細(xì)胞，其中以__大腸桿菌_最廣泛（2）原核生物的優(yōu)點(diǎn)：_繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少、易于培養(yǎng)__（3）Ca2+處理法（感受態(tài)細(xì)胞法）的一般過(guò)程：（四）目的基因的檢測(cè)與鑒定檢測(cè)目的檢測(cè)方法判斷標(biāo)準(zhǔn)目的基因是否插入轉(zhuǎn)基因生物的DNADNA分子雜交技術(shù)是否出現(xiàn)雜交帶目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA分子雜交技術(shù)是否出現(xiàn)雜交帶目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)抗原—抗體雜交技術(shù)是否出現(xiàn)雜交帶個(gè)體水平的檢測(cè)如抗蟲(chóng)、抗病的接種實(shí)驗(yàn)是否表現(xiàn)出相應(yīng)的特性1.DNA片段的電泳鑒定（1）實(shí)驗(yàn)原理：DNA分子具有可解離的基團(tuán)，在一定的pH下，這些基團(tuán)可以帶上正電荷或負(fù)電荷。帶電粒子在電場(chǎng)作用下，向與其攜帶電荷相反的電極移動(dòng)。（2）影響DNA分子的遷移率的因素：DNA的分子大小，DNA分子的構(gòu)象，凝膠的濃度。（3）電泳出現(xiàn)位置不等的幾條條帶，說(shuō)明存在長(zhǎng)短不一的DNA片段，鑒定的PCR產(chǎn)物不純凈。第三節(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)用分類實(shí)例處理或作用轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)植物轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉、玉米、大豆、水稻和馬鈴薯從某些生物中分離出抗蟲(chóng)基因?qū)胱魑?，使之具有抗蟲(chóng)性狀?？蓽p少因化學(xué)農(nóng)藥的使用而造成的環(huán)境污染和對(duì)人類健康的損害，降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)量

。轉(zhuǎn)基因抗病植物抗病毒轉(zhuǎn)基因甜椒、番木瓜和煙草等將源于某些病毒、真菌等的抗病基因?qū)胱魑?培育出抗病作物?？共《镜哪康幕虿《就鈿さ鞍谆蚩拐婢哪康幕驇锥≠|(zhì)酶基因轉(zhuǎn)基因抗逆植物抗除草劑玉米、轉(zhuǎn)魚抗寒基因番茄等抗逆性基因：調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因(提高作物抗鹽堿、抗干旱)；抗除草劑基因；魚的抗凍蛋白基因。改良植物的品質(zhì)高賴氨酸玉米、含大量纖維素的轉(zhuǎn)基因玉米、轉(zhuǎn)基因矮牽牛改善植物的營(yíng)養(yǎng)成分含量（如氨基酸、蛋白質(zhì)）或提升觀賞價(jià)值等。提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速率轉(zhuǎn)生長(zhǎng)激素基因的鯉魚由于外源生長(zhǎng)激素基因的表達(dá)可以使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生長(zhǎng)更快，可將這類基因?qū)雱?dòng)物體內(nèi)，以提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速率。改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)轉(zhuǎn)腸乳糖酶基因牛將腸乳糖酶基因?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。二、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用分類實(shí)例處理或作用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物乳腺生物反應(yīng)器（乳房生物反應(yīng)器）將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組在一起。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體克隆豬器官抑制或除去抗原決定基因，結(jié)合克隆技術(shù)培育出沒(méi)有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。

基因治療鐮狀細(xì)胞貧血的治療方案基因治療的策略主要有基因置換、基因修復(fù)、基因增補(bǔ)、基因失活等。三、基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用淀粉酶、凝乳酶、天冬氨酸和苯丙氨酸等的生產(chǎn)利用基因工程菌生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、氨基酸和維生素等。如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(guò)工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)凝乳酶。四、乳腺生物反應(yīng)器與基因工程菌生產(chǎn)藥物比較比較項(xiàng)目乳腺生物反應(yīng)器工程菌基因表達(dá)合成的藥物蛋白與天然蛋白質(zhì)相同細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器，產(chǎn)生的藥物蛋白可能沒(méi)有活性。受體細(xì)胞動(dòng)物的受精卵微生物細(xì)胞導(dǎo)入目的基因的方式顯微注射技術(shù)感受態(tài)細(xì)胞法藥物提取從動(dòng)物乳汁中提取從微生物細(xì)胞中提取第四節(jié)基因工程的延伸——蛋白質(zhì)工程一、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(guò)改造或合成基因，來(lái)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。1.概念理解（1）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：基因修飾或基因合成。

（3）結(jié)果：改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出新的蛋白質(zhì)。

（4）目的：根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。

2.操作過(guò)程從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對(duì)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)。二、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由1.基因工程的實(shí)質(zhì)：將一種生物的_基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，后者可以產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀。2.基因工程的局限性：__只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)____3.蛋白質(zhì)工程崛起的緣由：（1）基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)。（2）天然蛋白質(zhì)是生物長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的，它們的結(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。二、蛋白質(zhì)工程的基本原理1.蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)：根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)__功能__的特定需求，因此要對(duì)蛋白質(zhì)的__結(jié)構(gòu)_進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。2.蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)：__改造或合成基因（定向改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì)）。3.天然蛋白質(zhì)合成過(guò)程：天然蛋白質(zhì)合成的過(guò)程是按照__中心法則__進(jìn)行的?；颉磉_(dá)→形成具有特定氨基酸序列的多肽鏈→形成具有高級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)→形式生物功能4.蛋白質(zhì)工程思路蛋白質(zhì)工程與天然蛋白質(zhì)合成的過(guò)程_相反_，而從__預(yù)期的蛋白質(zhì)功能_出發(fā)→設(shè)計(jì)_預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)_→推測(cè)__應(yīng)有的氨基酸序列_→找到并改變_相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列_或__合成新基因_→獲得所需要的蛋白質(zhì)。三、蛋白質(zhì)工程和基因工程的比較比較項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程操作對(duì)象基因基因操作起點(diǎn)預(yù)期蛋白質(zhì)功能目的基因操作水平DNA分子水平DNA分子水平操作流程預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)氨基酸序列→找到并改變對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）或合成新基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)目的基因的篩選與獲取→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(cè)與鑒定結(jié)果可生產(chǎn)自然界沒(méi)有的蛋白質(zhì)可生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)實(shí)質(zhì)通過(guò)改造或合成基因來(lái)定向改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì)將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，后者可以產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀聯(lián)系①蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上延伸出來(lái)的第二代基因工程；②蛋白質(zhì)工程離不開(kāi)基因工程，其包含基因工程基本操作。四、蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用1.醫(yī)藥工業(yè)方面（1）科學(xué)家通過(guò)對(duì)胰島素基因的改造，研發(fā)出速效胰島素類似物產(chǎn)品。（2）eq\x(干擾素半胱氨酸)eq\o(→,\s\up7(改造))eq\x(干擾素絲氨酸)體外很難保存，但在體外－70℃下可以保存半年（3）人－鼠嵌合抗體：降低免疫反應(yīng)強(qiáng)度。2.其他工業(yè)方面利用蛋白質(zhì)工程獲得枯草桿菌蛋白酶的突變體，篩選出符合工業(yè)化生產(chǎn)需求的突變體，提高該酶的使用價(jià)值。農(nóng)業(yè)方面①科學(xué)家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。②科學(xué)家利用蛋白質(zhì)工程的思路設(shè)計(jì)優(yōu)良微生物農(nóng)藥，通過(guò)改造微生物蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)微生物防治病蟲(chóng)害的效果。4.其他（1）改進(jìn)酶的性能或開(kāi)發(fā)新的工業(yè)用酶。（2）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速率，增加糧食的產(chǎn)量。（3）改造微生物蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，使它防治病蟲(chóng)害的效果增強(qiáng)。5.蛋白質(zhì)工程現(xiàn)狀蛋白質(zhì)工程是一項(xiàng)難度很大的工程；主要原因是蛋白質(zhì)發(fā)揮功能必須依賴于正確的高級(jí)結(jié)構(gòu)，而這種高級(jí)結(jié)構(gòu)往往十分復(fù)雜。學(xué)而優(yōu)·教有方PAGEPAGE23第三章基因工程第一節(jié)重組DNA技術(shù)的基本工具一、基因工程的概念1.基因工程的概念操作環(huán)境生物體外操作對(duì)象基因操作水平DNA分子水平操作原理基因重組操作結(jié)果按照人類的需要定向改造生物的遺傳特性2．基因重組的類型（1）真核生物有性生殖過(guò)程中，減數(shù)分裂時(shí)發(fā)生的基因重組：①交換型；②自由組合型。（2）肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的基因重組。（3）基因工程中人工操作導(dǎo)致的基因重組。3．幾乎所有生物的DNA分子都是由4種脫氧核苷酸形成的規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。4．所有生物都共用一套遺傳密碼。5．目的基因可在受體細(xì)胞內(nèi)獨(dú)立表達(dá)的原因是基因是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)和功能單位，具有相對(duì)獨(dú)立性。二、分子手術(shù)刀—限制性內(nèi)切核酸酶1.全稱和簡(jiǎn)稱全稱：_限制性內(nèi)切核酸酶_簡(jiǎn)稱：__限制酶_2.來(lái)源：主要是從_原核生物__中分離純化出來(lái)的3.作用：①能夠識(shí)別_雙鏈_DNA分子的某種_特定核苷酸序列。②使_每一條_鏈中_特定部位_的_磷酸二酯鍵__斷開(kāi)。4.作用部位：_磷酸二酯鍵__5.識(shí)別序列：大多數(shù)限制酶的識(shí)別序列由_6_個(gè)核苷酸組成，也有少數(shù)限制酶的識(shí)別序列由_4_個(gè)、_8_個(gè)或__其他數(shù)量_的核苷酸組成。6.切割結(jié)果：DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式__黏性末端_和__平末端__。（1）EcoRⅠ限制酶切割EcoRⅠ識(shí)別序列為GAATTCEcoRⅠ切割部位為GA之間的磷酸二酯鍵（2）SmaⅠ限制酶切割SmaⅠ識(shí)別序列為CCCGGGSmaⅠ切割部位為CG之間的磷酸二酯鍵二、分子縫合針—DNA連接酶1.功能：將__兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)_，恢復(fù)被限制酶切開(kāi)的_磷酸二酯鍵__。2.分類和對(duì)比種類E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來(lái)源大腸桿菌T4噬菌體特點(diǎn)只縫合黏性末端縫合黏性末端平末端作用恢復(fù)被限制酶切開(kāi)的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵3．比較與DNA有關(guān)的六種酶名稱作用部位作用底物作用結(jié)果限制酶磷酸二酯鍵DNA將DNA切成兩個(gè)片段DNA連接酶磷酸二酯鍵DNA片段將兩個(gè)DNA片段連接為一個(gè)DNA分子DNA聚合酶或熱穩(wěn)定DNA聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核苷酸將單個(gè)脫氧核苷酸依次連接到單鏈末端DNA(水解)酶磷酸二酯鍵DNA將DNA片段水解為單個(gè)脫氧核苷酸解旋酶堿基對(duì)之間的氫鍵DNA將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈，形成兩條長(zhǎng)鏈RNA聚合酶磷酸二酯鍵核糖核苷酸將單個(gè)核糖核苷酸依次連接到單鏈末端三、分子運(yùn)輸車——載體1．種類：質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒等。2．常用載體——質(zhì)粒（1）本質(zhì)：質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子。（2）質(zhì)粒作為載體所具備的條件及原因條件原因穩(wěn)定存在并能自我復(fù)制或整合到受體DNA上能使目的基因穩(wěn)定存在且數(shù)量可擴(kuò)增有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)可攜帶多個(gè)或多種外源基因具有特殊的標(biāo)記基因便于重組DNA分子的篩選無(wú)毒害作用對(duì)受體細(xì)胞無(wú)毒害作用，避免受體細(xì)胞受到損傷（3）作用①作為運(yùn)輸工具，將外源基因?qū)爰?xì)胞。②質(zhì)粒攜帶外源基因在細(xì)胞內(nèi)大量復(fù)制。探究.實(shí)踐：DNA的粗提取與鑒定1.提取思路：利用DNA與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面存在的差異，選用適當(dāng)?shù)奈锢砘蚧瘜W(xué)方法對(duì)他們進(jìn)行提取。2.提取原理：①DNA不溶于酒精，但某些蛋白質(zhì)溶于酒精，利用這一原理，可以初步分離DNA與蛋白質(zhì)；②DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液。3.鑒定原理：在一定溫度下（沸水浴），DNA遇二苯胺試劑會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色，因此二苯胺試劑可以作為鑒定DNA的試劑。4.比較DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同溶解規(guī)律2mol/LNaCl溶液0.14mol/LNaCl溶液DNA溶解析出5．DNA粗提取中的注意事項(xiàng)（1）本實(shí)驗(yàn)不能用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞作實(shí)驗(yàn)材料，原因是哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞無(wú)細(xì)胞核(無(wú)DNA)?？蛇x用雞血細(xì)胞作材料。（2）加入洗滌劑后，動(dòng)作要輕緩、柔和，否則容易產(chǎn)生大量的泡沫。加入酒精和用玻璃棒攪拌時(shí)，動(dòng)作要輕緩，以免加劇DNA分子的斷裂，導(dǎo)致DNA分子不能形成絮狀沉淀。（3）二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則會(huì)影響鑒定的效果。（4）提取植物細(xì)胞的DNA時(shí)，加入的洗滌劑能溶解細(xì)胞膜，有利于DNA的釋放；加入食鹽(主要成分是NaCl)的目的是溶解DNA。（5）在DNA進(jìn)一步提純時(shí)，選用冷卻的95%的酒精的作用是溶解雜質(zhì)和析出DNA。第二節(jié)基因工程的基本操作程序一、目的基因的篩選與獲?。ㄒ唬┠康幕虻暮Y選與獲取1.目的基因概念在基因工程的設(shè)計(jì)和操作中，用于__改變受體細(xì)胞性狀__或__獲得預(yù)期表達(dá)產(chǎn)物_等的基因就是目的基因（根據(jù)不同的需要，目的基因是不同的，主要是指__編碼蛋白質(zhì)的基因___）。2.篩選目的基因的方法（1）從相關(guān)的__已知結(jié)構(gòu)__和__功能清晰__的基因中進(jìn)行篩選。（2）獲取方法eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(從基因文庫(kù)中獲取,利用PCR技術(shù)擴(kuò)增,通過(guò)化學(xué)方法人工合成))3.利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因（1）PCR的概：PCR是__聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)__的縮寫，是一項(xiàng)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__與_反應(yīng)條件_，對(duì)_目的基因的核苷酸序列_進(jìn)行__大量復(fù)制__的技術(shù)。①全稱：__聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)___②原理：___DNA半保留復(fù)制___③操作環(huán)境：__體外（PCR擴(kuò)增儀/PCR儀）___④目的：__對(duì)目的基因的核苷酸序列進(jìn)行大量復(fù)制___⑤優(yōu)點(diǎn)：___可以在短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因___（2）DNA體內(nèi)復(fù)制的條件參與的組分在DNA復(fù)制中的作用DNA母鏈提供DNA復(fù)制的模板4種脫氧核苷酸合成DNA子鏈的原料解旋酶打開(kāi)DNA雙鏈DNA聚合酶催化合成DNA子鏈引物使DNA聚合酶能夠從引物的3’端開(kāi)始連接脫氧核苷酸注：引物是一小段能與_DNA母鏈__的一段堿基序列__互補(bǔ)配對(duì)_的_短單鏈核酸__。（3）DNA體外復(fù)制（PCR）的條件參與的組分在DNA復(fù)制中的作用DNA母鏈提供DNA復(fù)制的模板4種脫氧核苷酸合成DNA子鏈的原料引物使DNA聚合酶能夠從引物的3’端開(kāi)始連接脫氧核苷酸90℃以上高溫打開(kāi)DNA雙鏈（變性溫度）耐高溫的DNA聚合酶催化合成DNA子鏈緩沖液（含Mg2+)激活真核細(xì)胞和細(xì)菌的DNA聚合酶其他不同的溫度變性、復(fù)性和延伸需要不同溫度注：復(fù)制的原料實(shí)為dNTP（dATP、dTTP、dCTP、dGTP），同時(shí)水解產(chǎn)生能量為合成DNA子鏈提供能量，因此體系中不需要添加ATP。（4）過(guò)程目的基因DNA__受熱變性__后_解為單鏈_，_引物與單鏈相應(yīng)_互補(bǔ)序列_結(jié)合；然后以__單鏈DNA__為模板在_DNA聚合酶_作用下進(jìn)行_延伸__，即將4種_脫氧核苷酸__加到__引物的3’__，如此__重復(fù)循環(huán)多次__，每次循環(huán)一般可以分為_(kāi)變性、復(fù)性和延伸_三步。注：變性溫度上升到90℃左右，雙鏈DNA解聚為單鏈復(fù)性溫度下降到55℃左右，兩種引物通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)合延伸溫度上升到72℃左右，Taq酶從引物起始合成互補(bǔ)鏈，可使新鏈由5′端向3′端延伸拓展：DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算1.子代DNA分子總數(shù)：_2n_個(gè)；2.第n代產(chǎn)生的DNA數(shù)：_2n-1_個(gè)；3.子代DNA脫氧核苷酸鏈總數(shù)=_2n+1_條4.第n代產(chǎn)生的DNA鏈數(shù)：_2n_條①n代后，DNA分子有_2n_個(gè)②n代后，DNA鏈有_2n+1_條③第____代出現(xiàn)完整的目的基因④n代后，含引物的DNA分子有_2n__個(gè)⑤n代后，共消耗_2n+1-2_個(gè)引物⑥第n代復(fù)制，消耗了_2n_個(gè)引物⑦n代后，完整的目的基因有_2n-2n_個(gè)4.獲取目的基因的其他方法（1）構(gòu)建基因文庫(kù)來(lái)獲取目的基因：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫(kù)。①基因組文庫(kù)：包含一種生物所有的基因。②部分基因文庫(kù)：只包含一種生物一部分基因，如cDNA文庫(kù)。（2）利用化學(xué)方法人工合成：用DNA合成儀，要獲取的基因比較小，核苷酸序列又已知，不需要模板。（二）基因表達(dá)載體的構(gòu)建（核心）1.基因表達(dá)載體的組成基因表達(dá)載體必須包括_目的基因_、__標(biāo)記基因_、_啟動(dòng)子_、_終止子_等（若需要能完成自主復(fù)制，還應(yīng)有_復(fù)制原點(diǎn)_）。（1）啟動(dòng)子①本質(zhì)：一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的_DNA_片段。②位置：位于基因的_上游_，緊挨__轉(zhuǎn)錄的起始位點(diǎn)__。③功能：RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA___。④特殊類型：_誘導(dǎo)型啟動(dòng)子___。⑤誘導(dǎo)型啟動(dòng)子的特點(diǎn)：當(dāng)誘導(dǎo)物存在時(shí)，可以激活或抑制目的基因的表達(dá)__。（2）終止子①本質(zhì)：一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的_DNA__片段。②位置：位于基因的_下游_。③功能：使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來(lái)__。注：?jiǎn)?dòng)子、終止子、起始密碼子、終止密碼子對(duì)比比較項(xiàng)目啟動(dòng)子終止子起始密碼子終止密碼子本質(zhì)DNA片段DNA片段mRNA上三個(gè)相鄰的堿基mRNA上三個(gè)相鄰的堿基位置目的基因上游目的基因下游mRNA首端mRNA尾端功能RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來(lái)翻譯的起始信號(hào)（編碼氨基酸）翻譯的結(jié)束信號(hào)（不編碼氨基酸）（3）標(biāo)記基因①作用：_便于重組DNA分子的篩選_②常見(jiàn)類型：抗生素抗性基因、熒光蛋白基因等（4）基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程一般用同種或能產(chǎn)生相同末端的限制酶分別切割載體和含有目的基因的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(如圖所示)。（三）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞1.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞—花粉管通道法（1）操作方式①用__微量注射器_將__含目的基因的DNA溶液_直接注入_子房_中。②在_植物受粉后_的一定時(shí)間內(nèi)，_剪去柱頭_，將__DNA溶液___滴加在_花粉管通道__上，使目的基因借助_花柱切面__進(jìn)入_胚囊_。（2）受體細(xì)胞：_受精卵__。2.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞—農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（1）轉(zhuǎn)化：目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程__。注：此處“轉(zhuǎn)化”與肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的“轉(zhuǎn)化”含義相同，實(shí)質(zhì)都是基因重組。（2）農(nóng)桿菌特點(diǎn)：①能在自然條件下侵染__雙子葉植物_和_裸子植物__，而對(duì)大多數(shù)__單子葉植物_沒(méi)有侵染能力。②農(nóng)桿菌細(xì)胞內(nèi)含有__Ti質(zhì)粒_，當(dāng)它侵染植物細(xì)胞后，能將_Ti質(zhì)粒_上的_T-DNA_（可轉(zhuǎn)移的DNA）轉(zhuǎn)移_到被侵染的細(xì)胞，并且將其__整合到該細(xì)胞的染色體DNA上__。（3）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的過(guò)程：將目的基因插入_Ti質(zhì)粒的T-DNA__中，通過(guò)農(nóng)桿菌的_轉(zhuǎn)化_作用，就可以使目的基因_進(jìn)入植物細(xì)胞_，并___整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上__，使目的基因能夠_維持穩(wěn)定和表達(dá)__。3.將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞—顯微注射法1.受體細(xì)胞：_受精卵_注：受精卵容易表現(xiàn)出全能性。構(gòu)建基因表達(dá)載體并提純2.構(gòu)建基因表達(dá)載體并提純4.將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞—Ca2+處理法（1）受體細(xì)胞：常用__原核生物__作為受體細(xì)胞，其中以__大腸桿菌_最廣泛（2）原核生物的優(yōu)點(diǎn)：_繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少、易于培養(yǎng)__（3）Ca2+處理法（感受態(tài)細(xì)胞法）的一般過(guò)程：（四）目的基因的檢測(cè)與鑒定檢測(cè)目的檢測(cè)方法判斷標(biāo)準(zhǔn)目的基因是否插入轉(zhuǎn)基因生物的DNADNA分子雜交技術(shù)是否出現(xiàn)雜交帶目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA分子雜交技術(shù)是否出現(xiàn)雜交帶目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)抗原—抗體雜交技術(shù)是否出現(xiàn)雜交帶個(gè)體水平的檢測(cè)如抗蟲(chóng)、抗病的接種實(shí)驗(yàn)是否表現(xiàn)出相應(yīng)的特性1.DNA片段的電泳鑒定（1）實(shí)驗(yàn)原理：DNA分子具有可解離的基團(tuán)，在一定的pH下，這些基團(tuán)可以帶上正電荷或負(fù)電荷。帶電粒子在電場(chǎng)作用下，向與其攜帶電荷相反的電極移動(dòng)。（2）影響DNA分子的遷移率的因素：DNA的分子大小，DNA分子的構(gòu)象，凝膠的濃度。（3）電泳出現(xiàn)位置不等的幾條條帶，說(shuō)明存在長(zhǎng)短不一的DNA片段，鑒定的PCR產(chǎn)物不純凈。第三節(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)用分類實(shí)例處理或作用轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)植物轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉、玉米、大豆、水稻和馬鈴薯從某些生物中分離出抗蟲(chóng)基因?qū)胱魑铮怪哂锌瓜x(chóng)性狀。可減少因化學(xué)農(nóng)藥的使用而造成的環(huán)境污染和對(duì)人類健康的損害，降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)量

。轉(zhuǎn)基因抗病植物抗病毒轉(zhuǎn)基因甜椒、番木瓜和煙草等將源于某些病毒、真菌等的抗病基因?qū)胱魑?培育出抗病作物?？共《镜哪康幕虿《就鈿さ鞍谆蚩拐婢哪康幕驇锥≠|(zhì)酶基因轉(zhuǎn)基因抗逆植物抗除草劑玉米、轉(zhuǎn)魚抗寒基因番茄等抗逆性基因：調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因(提高作物抗鹽堿、抗干旱)；抗除草劑基因；魚的抗凍蛋白基因。改良植物的品質(zhì)高賴氨酸玉米、含大量纖維素的轉(zhuǎn)基因玉米、轉(zhuǎn)基因矮牽牛改善植物的營(yíng)養(yǎng)成分含量（如氨基酸、蛋白質(zhì)）或提升觀賞價(jià)值等。提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速率轉(zhuǎn)生長(zhǎng)激素基因的鯉魚由于外源生長(zhǎng)激素基因的表達(dá)可以使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生長(zhǎng)更快，可將這類基因?qū)雱?dòng)物體內(nèi)，以提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速率。改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)轉(zhuǎn)腸乳糖酶基因牛將腸乳糖酶基因?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。二、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用分類實(shí)例處理或作用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物乳腺生物反應(yīng)器（乳房生物反應(yīng)器）將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組在一起。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體克隆豬器官抑制或除去抗原決定基因，結(jié)合克隆技術(shù)培育出沒(méi)有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。

基因治療鐮狀細(xì)胞貧血的治療方案基因治療的策略主要有基因置換、基因修復(fù)、基因增補(bǔ)、基因失活等。三、基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用淀粉酶、凝乳酶、天冬氨酸和苯丙氨酸等的生產(chǎn)利用基因工程菌生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、氨基酸和維生素等。如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(guò)工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)凝乳酶。四、乳腺生物反應(yīng)器與基因工程菌生產(chǎn)藥物比較比較項(xiàng)目乳腺生物反應(yīng)器工程菌基因表達(dá)合成的藥物蛋白與天然蛋白質(zhì)相同細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器，產(chǎn)生的藥物蛋白可能沒(méi)有活性。受體細(xì)胞動(dòng)物的受精卵微生物細(xì)胞導(dǎo)入目的基因的方式顯微注射技術(shù)感受態(tài)細(xì)胞法藥物提取從動(dòng)物乳汁中提取從微生物細(xì)胞中提取第四節(jié)基因工程的延伸——蛋白質(zhì)工程一、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(guò)改造或合成基因，來(lái)改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或