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課標版 生物 第34講 基因工程,知識一 基因工程的工具與操作程序 一、基因工程的工具 1.限制酶,(1)存在:① 原核生物 中。 (2)作用:② 識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列 ,并使每一條 鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的③ 磷酸二酯鍵 斷開。,(3)形成 末端類型 2.DNA連接酶 (1)種類 (2)功能:將雙鏈DNA片段“縫合”起來,恢復被限制酶切開的兩個核苷c酸間的磷酸二酯鍵。,3.載體 (1)條件:能在受體細胞中復制并穩(wěn)定保存;具有一至多個限制酶切點;具 有標記基因。 (2)種類 (3)作用:⑩ 攜帶外源DNA片段進入受體細胞 。 (4)特點:可在細胞中進行自我復制或整合到染色體DNA上隨染色體DNA 進行同步復制。,1.獲得目的基因(目的基因的獲取) (1)方法:從① 基因文庫 中獲取;人工合成。 (2)人工合成的方法:② 反轉錄 法和③ 化學合成 法。 (3)目的基因的擴增方法:④ PCR技術 。 2.基因表達載體的構建——基因工程的核心 (1)目的:使目的基因⑤ 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=⑥ 目的基因 +啟動子+終止子+標記基因等。 啟動子:⑦ RNA聚合酶識別和結合的部位,驅(qū)動基因轉錄出mRNA 。 終止子:使轉錄終止的一段有特殊結構的DNA短片段。,二、基因工程的基本操作程序,標記基因:鑒定受體細胞中是否含有⑧ 目的基因 ,從而將⑨ 含有目 的基因的細胞 篩選出來。 (3)構建過程:,3.將目的基因?qū)胧荏w細胞,4.目的基因的檢測與鑒定,1.螢火蟲體內(nèi)的熒光素酶催化的系列反應導致螢火蟲發(fā)光。如果熒光素 酶存在于植物體內(nèi),也可以使植物體發(fā)光。一直以來熒光素酶的唯一來源 是從螢火蟲腹部提取。但科學家成功地通過基因工程將熒光素酶基因?qū)?入大腸桿菌體內(nèi),使其產(chǎn)生熒光素酶。請分析回答下列問題: (1)在此基因工程中,目的基因是 ,獲得目的基因的常用方法 有: 、人工合成和PCR技術擴增目的基因。 (2)將此目的基因?qū)胧荏w細胞內(nèi)需要載體的幫助。下列各項在選取載體 時不必考慮的是 。(用字母表示) A.能夠在宿主細胞內(nèi)復制并穩(wěn)定保存,B.具1至多個限制性核酸內(nèi)切酶的切點 C.具有與目的基因相同的堿基片段 D.具有某些標記基因 (3)在基因表達載體構建的過程中,需要 、 等多 種酶的參與。載體中啟動子的化學本質(zhì)是 。 (4)在此基因工程中受體細胞為 。 (5)為檢測目的基因是否導入受體細胞,可利用放射性同位素標記的 作探針與受體細胞基因組DNA雜交。 (6)通過基因工程來培育新品種的主要優(yōu)勢是 。,答案 (1)熒光素酶基因 從基因文庫中獲取 (2)C (3)限制性核酸內(nèi)切酶(或限制酶) DNA連接酶 DNA片段 (4)大腸桿菌 (5)目的基因 (6)定向地改造生物的遺傳性狀 解析 (1)要轉入植物細胞內(nèi)的熒光素酶基因即為目的基因。獲得目的 基因的常用方法有:從基因文庫中獲取、人工合成和PCR技術擴增目的基 因。(2)選擇載體時一般要考慮三個因素:①能夠在宿主細胞內(nèi)復制并穩(wěn)定 保存;②具有1至多個限制性核酸內(nèi)切酶的切點;③具有某些標記基因。(3),基因表達載體的構建需用到限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。(5)欲利用 DNA雜交的原理檢測目的基因是否導入受體細胞,則要求探針是一段能與 目的基因中的一條鏈互補配對的DNA單鏈(即目的基因)。(6)相對誘變育 種而言,基因工程育種的優(yōu)勢在于對生物品種進行定向改造。,2.(2011海南單科,31,15分)回答有關基因工程的問題: (1)構建基因工程表達載體時,用不同類型的限制酶切割DNA后,可能產(chǎn)生 黏性末端,也可能產(chǎn)生 末端。若要在限制酶切割目的基因和質(zhì)粒后 使其直接進行連接,則應選擇能使二者產(chǎn)生 (相同、不同)黏性末端 的限制酶。 (2)利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素時,構建的表達載體含有人胰島素基因及其 啟動子等,其中啟動子的作用是 。在用表達載 體轉化大腸桿菌時,常用 處理大腸桿菌,以利于表達載體進入;為了 檢測胰島素基因是否轉錄出了mRNA,可用標記的胰島素基因片段作探針 與mRNA雜交,該雜交技術稱為 。為了檢測胰島素基因轉錄的mR-,NA是否翻譯成 ,常用抗原—抗體雜交技術。 (3)如果要將某目的基因通過農(nóng)桿菌轉化法導入植物細胞,先要將目的基因 插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的 中,然后用該農(nóng)桿菌感染植物細胞,通過DNA重 組將目的基因插入植物細胞的 上。 答案 (1)平 相同 (2)驅(qū)動胰島素基因轉錄出mRNA(其他合理答案也給分) CaCl2溶液(或Ca 2+) 分子雜交技術 蛋白質(zhì)(其他合理答案也給分) (3)T-DNA 染色體DNA(其他合理答案也給分) 解析 (1)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。當限制酶在它識別序列的中心軸兩側將DNA切開時,,,產(chǎn)生的是黏性末端,而當限制酶在它識別序列的中心軸線處將DNA切開時, 產(chǎn)生的是平末端。要使目的基因和質(zhì)粒直接進行連接,應使用同種限制酶 切割目的基因和質(zhì)粒,使二者產(chǎn)生相同黏性末端。(2)一個基因表達載體的 組成,除含有目的基因外,還必須有啟動子、終止子和標記基因等。啟動子 是一段有特殊結構的DNA片段,位于基因首端,是RNA聚合酶識別和結合 部位,可以驅(qū)動目的基因轉錄出mRNA。在用表達載體轉化大腸桿菌時,為 便于表達載體進入,常用CaCl2處理大腸桿菌。要檢測目的基因是否轉錄出 對應的mRNA,可采用分子雜交技術,即用標記的目的基因片段作探針,與 mRNA雜交,如果顯示出雜交帶,則表明目的基因轉錄出了mRNA。(3)運用 農(nóng)桿菌轉化法將目的基因?qū)胫参锛毎麜r,要先將目的基因插入農(nóng)桿菌Ti,質(zhì)粒的T-DNA中,然后用該農(nóng)桿菌感染植物細胞,通過DNA重組將目的基 因插入植物細胞的染色體DNA上。,3.(2014河北唐山一中期中,51)下圖是從酵母菌獲取某植物需要的某種酶基 因的流程,結合所學知識及相關信息回答下列問題: (1)圖中cDNA文庫 基因組文庫(填“大于”、“等于”或者“小 于”)。 (2)①過程提取的DNA需要 的切割,B過程是 。 (3)為在短時間內(nèi)大量獲得目的基因,可用 擴增的方法。目的基因 獲取之后,需要進行 ,其組成必須有,以及標記基因等,此步驟是基因工程的核心。 (4)將該目的基因?qū)肽畴p子葉植物細胞,常采用的方法是 ,其能否 在此植物體內(nèi)穩(wěn)定遺傳可以用 技術進行檢測。 答案 (1)小于 (2)限制酶 反轉錄(或逆轉錄) (3)PCR技術 基因表達載體的構建 啟動子、終止子、目的基因 (4)農(nóng)桿菌轉化法 DNA分子雜交 解析 (1)cDNA文庫小于基因組文庫。(2)提取目的基因需要限制酶,逆 轉錄法獲得目的基因需要逆轉錄酶。(3)短時間內(nèi)大量獲得目的基因,可用 PCR技術擴增的方法?；虮磉_載體組成必須有目的基因、標記基因、,,啟動子和終止子等,基因表達載體的構建是基因工程的核心。(4)將目的基 因?qū)肽畴p子葉植物細胞常采用的方法是農(nóng)桿菌轉化法,目的基因只有整 合到植物細胞的染色體DNA上才能在植物體內(nèi)穩(wěn)定遺傳,可通過DNA分子 雜交的方法對目的基因是否整合到染色體上進行檢測。,知識二 基因工程的應用與蛋白質(zhì)工程 一、基因工程的應用與蛋白質(zhì)工程 1.轉基因生物 (1)概念:是指利用基因工程技術導入① 外源基因 培育出的能夠?qū)⑿?性狀穩(wěn)定地遺傳給后代的基因工程生物。 (2)優(yōu)點:運用基因工程改良動植物品種最突出的優(yōu)點是能打破常規(guī)育種 難以突破的② 物種之間的界限 。,2.基因工程的應用 (1)動物基因工程:用于提高動物生長速度從而提高產(chǎn)品③ 產(chǎn)量 ;用于 改善畜產(chǎn)品品質(zhì);用轉基因動物生產(chǎn)④ 藥物 ;用轉基因動物作器官移 植的⑤ 供體 等。 (2)植物基因工程:培育抗蟲轉基因植物、抗病轉基因植物和抗逆轉基因 植物;利用轉基因改良植物的⑥ 品質(zhì) 。 (3)基因診斷:又稱為DNA診斷,是采用⑦ 基因檢測 的方法來判斷患 者是否出現(xiàn)了基因異?；驍y帶病原體。 (4)基因治療:指利用⑧ 正?；? 置換或彌補缺陷基因的治療方法。 實例:ADA基因缺陷癥的基因治療。,3.蛋白質(zhì)工程 (1)概念:以蛋白質(zhì)分子的結構規(guī)律及其與⑨ 生物功能的關系 作為基 礎,通過⑩ 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。 (2)基本途徑:預期蛋白質(zhì)功能→設計預期的蛋白質(zhì)結構→推測應有的 氨基酸 序列→找到對應的 脫氧核苷酸 序列(基因)。 二、轉基因生物的安全性與生物武器 1.轉基因生物存在安全性問題的原因 (1)目前對① 基因的結構 、基因間的相互作用及基因的調(diào)控機制等 都了解得相當有限。 (2)目的基因往往是② 異種生物 的基因。,(3)外源基因插入宿主基因組的部位往往是③ 隨機 的。 2.對轉基因生物安全性的爭論:主要在④ 食物安全、生物安全、環(huán)境 安全 三個方面存在激烈的爭論。 3.理性對待轉基因技術:⑤ 趨利避害,不能因噎廢食 。 4.基因身份證 (1)否定的理由:個人基因資訊的泄露造成⑥ 基因歧視 ,勢必造成遺傳 學失業(yè)大軍、個人婚姻困難和人際關系疏遠等。 (2)肯定的理由:一些遺傳性疾病在后代中復現(xiàn)率很高,通過基因檢測可以 ⑦ 及早預防,適時治療 ,達到挽救患者生命的目的。,(1)種類:致病菌、⑧ 病毒 、生化毒劑,以及經(jīng)過⑨ 基因重組 的致 病菌。 (2)中國政府的態(tài)度:在任何情況下⑩ 不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存 生物 武器,并反對 生物武器及其技術和設備 的擴散。,5.生物武器,1.胰島素是治療依賴型糖尿病的特效藥物,但是天然胰島素在人體內(nèi)壽命 只有幾小時,重癥病人每天得注射好幾次藥物。通過蛋白質(zhì)工程可改變胰 島素的空間結構,以延長胰島素的半衰期,得到長效胰島素;還可以在不改 變胰島素活性部位結構的前提下,增強其他部位的結合強度,使之難以被酶 破壞,從而增強其穩(wěn)定性,如圖是用蛋白質(zhì)工程設計長效胰島素的生產(chǎn)過程。,能得到準確表達。 (3)用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)的胰島素,與天然胰島素比較,顯著的優(yōu)點是 。 (4)圖解中從新的胰島素模型到新的胰島素基因的基本思路是什么? 。 答案 (1)蛋白質(zhì)的預期功能 (2)載體 大腸桿菌等受體細胞 (3)具有長效性 (4)根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列,推測出其基因中的脫氧核苷酸序列,然 后利用DNA合成儀來合成出新的胰島素基因 解析 (1)蛋白質(zhì)工程的目標是根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求,對蛋a,,(1)構建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關鍵,圖中構建新的胰島素模型的 主要依據(jù)是 。 (2)通過DNA合成形成的新基因應與 結合后轉移到 中才,白質(zhì)結構進行分子設計,因此,圖中構建新的胰島素模型的依據(jù)是胰島素的 預期功能。(2)合成的目的基因應與載體構建成基因表達載體后導入受體 細胞中才能得以表達。(3)由題中信息可知,利用蛋白質(zhì)工程技術生產(chǎn)的胰 島素解決了天然胰島素在體內(nèi)不能長期起作用的問題。(4)由新的蛋白質(zhì) 模型構建新的基因,其基本思路是根據(jù)新的蛋白質(zhì)中氨基酸的序列,推測出 其基因中的脫氧核苷酸序列,然后用DNA合成儀直接合成出新的基因。,2.普通番茄細胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因,控制細胞產(chǎn)生多聚半乳糖 醛酸酶,該酶能破壞細胞壁,使番茄軟化,不耐貯藏?？茖W家們通過基因工 程技術,培育出了抗軟化、保鮮時間長的番茄新品種,操作流程如圖。請回 答:,(1)該過程需要的工具酶有 和DNA連接酶。 (2)在番茄新品種培育過程中,將目的基因?qū)胧荏w細胞采用最多的方法是 ,篩選含重組DNA的土壤農(nóng)桿菌時通常要看質(zhì)粒上的 是 否表達。 (3)多聚半乳糖醛酸酶基因和抗多聚半乳糖醛酸酶基因轉錄產(chǎn)生的mRNA 能相互配對,導致 無法合成,最終使番茄獲得了抗軟化的性狀。 (4)轉基因生物安全性主要在 、 和 三個方面存 在激烈的爭論。 (5)除了圖示培育方法外,還可通過蛋白質(zhì)工程技術,對 的結構進行特定的改變,從而獲得抗軟化的番茄品種,關鍵的操作是對,進行定向改造。 (6)為防止轉基因番茄通過花粉將抗多聚半乳糖醛酸酶基因傳播給其他植 物而造成基因污染,可將抗多聚半乳糖醛酸酶基因?qū)敕阎参锛毎? (結構)中。 答案 (1)限制性核酸內(nèi)切酶 (2)農(nóng)桿菌轉化法 標記基因 (3)多聚半乳糖醛酸酶 (4)食物安全 生物安全 環(huán)境安全 (5)多聚半乳糖醛酸酶 多聚半乳糖醛酸酶基因 (6)線粒體或葉綠體,,解析 (1)基因工程的工具酶有限制酶和DNA連接酶。(2)利用基因工程 培育轉基因植物時常用農(nóng)桿菌轉化法將目的基因?qū)胧荏w細胞。(3)據(jù)題 意可知,兩種基因轉錄產(chǎn)生的mRNA相互配對,可導致翻譯過程無法進行,即 多聚半乳糖醛酸酶不能合成,而使番茄獲得抗軟化性狀。(4)目前對基因的 結構、基因間的相互作用及基因的調(diào)控機制等都了解得相當有限;加上目 的基因雖然是功能已知的基因,但不少是異種生物的基因;同時由于外源基 因插入宿主基因組的部位是隨機的,因此在轉基因生物中有時候會出現(xiàn)一 些人們意想不到的后果,這一切引發(fā)了人們在食物安全、生物安全和環(huán)境 安全三個方面發(fā)生了激烈的爭論。(5)蛋白質(zhì)工程應從預期的蛋白質(zhì)功能 出發(fā)→設計預期的蛋白質(zhì)結構→推測應有的氨基酸序列→找到相對應的,脫氧核苷酸序列(基因)。(6)為防止轉基因番茄通過花粉將抗多聚半乳糖 醛酸酶基因傳播給其他植物而造成基因污染,生產(chǎn)上可利用母系遺傳的特 點,將相關基因?qū)爰毎|(zhì)的線粒體或葉綠體中。,突破一 基因工程中的工具酶與目的基因 1.與DNA相關的酶 (1)五種DNA相關酶的比較,(2)DNA連接酶與限制酶的關系,①限制酶和DNA連接酶的作用部位都是磷酸二酯鍵。 ②限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在該酶的識別序列 或識別序列已經(jīng)被修飾。 ③限制酶是一類酶,而不是一種酶。 ④DNA連接酶起作用時不需要模板。 2.基因、目的基因和基因文庫 (1)基因是有遺傳效應的DNA片段,是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結構和,功能的基本單位,基因的脫氧核苷酸序列代表遺傳信息。 (2)目的基因是指基因工程操作中需要的外源基因,它是編碼某種蛋白質(zhì) 的結構基因,如生物的抗逆性基因、抗蟲基因等。 (3)基因文庫:是將含有某種生物不同基因的許多DNA片段,導入受體菌 的群體中儲存,各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因。 易混辨析 (1)目的基因的插入位點不是隨意的基因表達需要啟動子與終止子的調(diào)控,目的基因應插入啟動子與終止子之間的部位。 (2)基因工程操作過程中只有第三步(將目的基因?qū)胧荏w細胞)沒有堿 基互補配對現(xiàn)象。,(3)農(nóng)桿菌轉化法原理:農(nóng)桿菌易感染植物細胞,并將其Ti質(zhì)粒上的T-DNA 轉移并整合到受體細胞染色體DNA上。 典例1 下列關于生物工程中常見的幾種酶的敘述,正確的是 ( ) A.DNA連接酶可把目的基因與載體的黏性末端的堿基黏合,形成重組DNA B.限制性核酸內(nèi)切酶將一個DNA分子片段切成兩個片段需消耗兩個水分子 C.Taq酶是用PCR儀對DNA分子擴增過程中常用的一種耐高溫的DNA連接酶 D.纖維素酶和果膠酶處理植物細胞獲得原生質(zhì)體,便于植物雜交育種,解析 DNA連接酶起作用的部位是磷酸二酯鍵;DNA分子是雙鏈,因此切 割DNA分子時需要消耗兩分子的水;Taq酶是熱穩(wěn)定DNA聚合酶,是連接單 個脫氧核苷酸的,不是DNA連接酶;植物雜交育種是借助有性生殖實現(xiàn)的, 纖維素酶和果膠酶處理植物細胞獲得原生質(zhì)體應用于細胞工程。 答案 B,1-1 通過DNA重組技術使原有基因得以改造的動物稱為轉基因動物。運 用這一技術使羊奶中含有人體蛋白質(zhì),下圖表示了這一技術的基本過程,在 該工程中所用的基因“剪刀”能識別的序列和切點是—G↓GATCC—,請 回答:,(1)從羊染色體中“剪下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是 。人體蛋白質(zhì)基 因“插入”羊體細胞染色體中時需要的酶是 。 (2)請畫出質(zhì)粒被切割形成黏性末端的過程圖。 —G↓GATCC— → (3)人體蛋白質(zhì)基因之所以能“插入”到羊的染色體內(nèi),原因是 。 答案 (1)限制性核酸內(nèi)切酶 DNA連接酶 (2) —G↓GATCC——CCTAG↑G— —G GATCC— —CCTAG G—,,(3)人的遺傳物質(zhì)(基因)與羊的都為DNA,其物質(zhì)組成和空間結構相同 解析 本題考查基因工程的基本操作,在基因工程中用到的工具酶有限 制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶,在對載體和目的基因進行切割的時候,一定 要用同種限制性核酸內(nèi)切酶,才能切出相同的黏性末端,當插入目的基因 時,常用DNA連接酶。,突破二 基因工程的應用 1.抗蟲棉的培育 (1)目的基因:Bt毒蛋白基因 (2)抗蟲原理:Bt毒蛋白水解成多肽與腸上皮細胞結合,會導致細胞膜穿 孔,細胞腫脹裂解,最后造成害蟲死亡。 注:Bt毒蛋白基因來自蘇云金芽孢桿菌。 (3)受體細胞 (4)方法:花粉管通道法(也可用農(nóng)桿菌轉化法或基因槍法),2.動物反應器 (1)外源基因:藥用蛋白基因 (2)表達條件:藥用蛋白基因+乳腺蛋白基因(膀胱內(nèi)表達的相應基因)+啟動 子 (3)受體生物——牛、羊等 (4)方法:顯微注射法 (5)種類:乳腺反應器和膀胱反應器。前者受動物性別(只能是雌性)和年齡 (哺乳期)限制,優(yōu)點是不用提取直接服用;后者需提取后服用,但不受動物性 別和年齡的限制。,3.工程菌 (1)概念:用基因工程的方法,使外源基因得到高效表達的菌類細胞系。 (2)外源基因:控制合成抗體、疫苗、激素等的基因。 (3)受體細胞:微生物細胞。 (4)特點:細菌內(nèi)沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等,產(chǎn)生的藥物可能沒有活性。 (5)藥物提取:從微生物細胞中提取。,4.基因檢測和基因治療的比較,典例2 植物生物反應器是指通過基因工程途徑,以常見的農(nóng)作物作為 “化學工廠”,通過大規(guī)模種植,生產(chǎn)具有重要功能的蛋白,如人或動物的 疫苗、抗體、工農(nóng)業(yè)用酶等各種高價值的生物制品的方法。列舉幾例如 表,請據(jù)此回答問題:,(1)從基因工程的角度分析,將目的基因?qū)胫参锸荏w細胞的最常用的方法 是 ,載體是 ,目的基因能在植物體內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關鍵是 。在檢測受體細胞中是否已經(jīng)導入目的基 因時,分子水平上的檢測方法名稱是 。 (2)從細胞工程的角度分析,建立“化學工廠”的理論基礎是 。從 生態(tài)學角度考慮操作過程需要 。 (3)分析說明煙草生物反應器Ⅱ生產(chǎn)的藥物作用機理是 。 (4)從細胞膜的結構和功能上分析,生長激素不能使煙草細胞生長的原因是 ;吃G蛋白基因已有效表達的番茄果 實 (能、不能)預防狂犬病。,解析 (1)植物轉基因常用的方法是農(nóng)桿菌轉化法,農(nóng)桿菌中含有Ti質(zhì)粒, 其上的T-DNA能將目的基因整合到植物染色體DNA上。目的基因在受體 細胞中穩(wěn)定遺傳的關鍵是整合到受體細胞的染色體DNA上,可以利用DNA 分子雜交技術來檢測。(2)“化學工廠”指利用轉基因植株生產(chǎn)人類所需 功能蛋白,轉基因植物細胞形成轉基因植株過程是通過植物組織培養(yǎng)來實 現(xiàn)的,其基礎是植物細胞的全能性。植物組織培養(yǎng)整個過程應無菌操作。 (3)煙草生物反應器Ⅱ生產(chǎn)的是核糖體抑制蛋白,能抑制HIV感染者T細胞 中核糖體的功能,導致HIV蛋白質(zhì)合成受阻,從而抑制HIV的增殖。(4)植物 細胞膜上沒有生長激素的受體,所以生長激素不能促進植物細胞生長。G,蛋白是大分子的蛋白質(zhì),食用G蛋白后G蛋白在消化道被分解成氨基酸,不 能達到預防狂犬病的目的。 答案 (1)農(nóng)桿菌轉化法 Ti質(zhì)粒 整合到受體細胞染色體的DNA上 DNA分子雜交技術 (2)細胞的全能性 無菌操作(或預防微生物感染或預防雜菌污染) (3)該藥物能抑制HIV感染者T細胞(或被HIV感染的人體細胞)的核糖體合 成HIV蛋白質(zhì) (4)煙草細胞(膜)上無生長激素的受體 不能,2-1 科學家們對一位因缺乏腺苷酸脫氨酶基因而患嚴重復合型免疫缺陷 癥的美國女孩進行基因治療,其方法是首先將患者的淋巴細胞取出做體外 培養(yǎng),然后用逆轉錄病毒將正常腺苷酸脫氨酶基因轉入人工培養(yǎng)的淋巴細 胞中,再將這些轉基因淋巴細胞回輸?shù)交颊唧w內(nèi),經(jīng)過多次治療,患者的免 疫功能趨于正常。 (1)基因治療是把健康的 導入有 的細胞中,以達到治療疾 病的目的。 (2)在基因治療過程中,逆轉錄病毒的作用相當于基因工程中基因操作工具 中的 。此基因工程中的目的基因是 ,目的基因的受體細 胞是 。,(3)將轉基因淋巴細胞多次回輸?shù)交颊唧w內(nèi)后,免疫能力趨于正常,是由于淋 巴細胞中能合成 。 (4)請用基因工程方法簡要寫出對該女孩實施基因治療的步驟,并寫出兩種 鑒定是否治療成功的方法。 答案 (1)外源基因 基因缺陷 (2)載體(或基因的運輸工具) 腺苷酸脫氨酶基因 淋巴細胞 (3)腺苷酸脫氨酶 (4)獲取腺苷酸脫氨酶基因→腺苷酸脫氨酶基因表達載體的構建→將重組 DNA分子導入淋巴細胞→腺苷酸脫氨酶基因的檢測和鑒定。目的基因的 鑒定方法:①鑒定女孩體內(nèi)產(chǎn)生的腺苷酸脫氨酶是否越來越多;②鑒定女孩,,產(chǎn)生抗體的能力是否明顯改善,免疫能力是否明顯提高。 解析 基因治療是指把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎?進行 治療疾病的方法。在該實例中,基因的運輸工具是逆轉錄病毒,目的基因是 腺苷酸脫氨酶基因,受體細胞是淋巴細胞?；颊叩玫交謴?說明目的基因在 受體細胞中得到了表達,即淋巴細胞能合成出腺苷酸脫氨酶。鑒定該治療 過程是否成功,可通過鑒定其體內(nèi)該酶的量或檢測其免疫能力是否有所提高。,