基因工程的應用與蛋白質工程的崛起

2020-12-16 dgcq公式

基因工程的應用:

植物上,利用基因工程研發的抗蟲轉基因植物不僅能讓作物免於蟲害還能減少化學農藥的使用減少對環境的汙染;抗病轉基因植物,抗逆性轉基因植物等一系列的應用大大提升了作物的產量,利用轉基因改良的植物還能增加很多對人類有意的特性。

動物上,利用轉基因技術可以提高動物的生長速度縮短生長期;還可以改善畜產品的品質;利用轉基因動物生產藥物以及利用轉基因動物作器官移植的供體。

醫學上,基因治療

基因治療分為體內基因治療體外基因治療

體外基因治療:從病人體內獲取某種細胞,在進行培養,然後,在體外完成基因轉移,經過篩選成功轉移的細胞進行細胞擴增培養,最後重新輸入體內

體內基因治療:自己向人體組織細胞中轉移基因的治療。

蛋白質工程

基因工程工程的實質:將一種生物的基因創意到另一種生物體內,後者可以產生他們不能產生的蛋白質,進好表現出新的性狀。而進攻承載原則上只能產生自然界已存在的蛋白質。

蛋白質工程的原理

蛋白質工程與中心法則相反,它通過:預期的蛋白質功能——>設計預期的蛋白質結構——>推測應有的胺基酸序列——>找到相對應的脫氧和苷酸序列。(基因)

蛋白質工程是指蛋白質分子的結構規律及其與生物功能的關係作為基礎,通過基因修飾或基因合成,對現有蛋白質進行改造,或製造一種新的蛋白質,以滿足人類的生產和生活需求。

例題:

1、將兩個抗蟲基因A導入大豆(2n=40),篩選出兩個A基因成功整合到染色體上的抗蟲植株M(每個A基因都能正常表達),植株M自交,子代中抗蟲植株所佔比例為15/16。取植株M的某部位一個細胞在適宜條件下培養,連續正常分裂兩次,產生4個子細胞。用螢光分子檢測A基因(只要是A基因,就能被螢光標記)。下列敘述錯誤的是( )。

A. 獲得植株M的原理是基因重組,可為大豆的進化提供原材料

B. 若每個子細胞都只含有一個螢光點,則子細胞中的染色體數是20

C. 若每個子細胞都含有兩個螢光點,則細胞分裂過程發生了交叉互換

D. 若子細胞中有的不含螢光點,則是因為同源染色體分離和非同源染色體自由組合

C項,若每個子細胞都含有兩個螢光點,說明細胞含有兩個A基因,則說明細胞發生有絲分裂,而細胞減數分裂過程發生交叉互換,故C項敘述錯誤。A項,獲得植株M是使用基因工程的方法,其原理是基因重組,其中基因重組、染色體變異、基因突變為生物的進化提供原材料,故A項敘述正確。B項,若每個子細胞都含有一個螢光點,說明細胞含有一個A基因,則說明細胞發生減數分裂,減數分裂會使染色體數減半,子細胞中的染色體數是20,故B項敘述正確。D項,若子細胞中有的不含螢光點,說明細胞不含有A基因,同源染色體分離和非同源染色體自由組合會使部分減數分裂的細胞不含有A基因,故D項敘述正確。

2、 2019年12月30日, 「基因編輯嬰兒」案在深圳市一審公開宣判。被告人由於對人類胚胎CCR5基因進行定點「編輯」(如改變基因中的部分鹼基對),將編輯後的胚胎植入母體誕下一對可免疫愛滋病的雙胞胎女嬰而被判處有期徒刑3年。CCR5基因的表達產物:CCR5蛋白是HIV病毒進入人體T細胞的主要受體之一。下列有關表述,錯誤的是( )。

A. 人體T細胞中有CCR5基因,成熟紅細胞中不含CCR5基因

B. 對CCR5基因進行「編輯」用到的限制酶可通過基因表達獲得

C. 編輯胚胎發育過程中,DNA聚合酶和RNA聚合酶的結合位點都在DNA上

D. 一條染色體上的CCR5基因被編輯後,該染色體在減數分裂中無法與其同源染色體進行聯會

D項,一條染色體上的CCR5基因被編輯後,並沒有改變染色體的形態和數目,該染色體在減數分裂中與其同源染色體依然能進行聯會,故D項表述錯誤。A項,成熟紅細胞中不含細胞核,所以也不含CCR5基因,故A項表述正確。B項,限制酶的化學本質是蛋白質,可通過基因表達獲得,故B項表述正確。C項,DNA複製需要DNA聚合酶,轉錄需要RNA聚合酶,而兩者的模板都是DNA,說明DNA聚合酶和RNA聚合酶的結合位點都在DNA上,故C項表述正確。

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