現(xiàn)代生物技術(shù)概論復(fù)習(xí)提綱

1、1現(xiàn)代生物技術(shù)概論復(fù)習(xí)提綱現(xiàn)代生物技術(shù)概論復(fù)習(xí)提綱第六章第六章蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程1.了解蛋白質(zhì)分子之間的相互作用；了解蛋白質(zhì)分子之間的相互作用；蛋白質(zhì)的亞基可以被解離成游離亞基，在一定條件下又可以重新聚合；某些具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子之間，亞基可以聚合，產(chǎn)生有活性的雜交分子；不少多肽和蛋白質(zhì)分子，不論其是否由亞基組成，都能聚合成聚合物。2.蛋白質(zhì)工程的基本任務(wù)；蛋白質(zhì)工程的基本任務(wù)；以蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能為基礎(chǔ)，通過化學(xué)和物理手段，對(duì)目標(biāo)

2、基因按預(yù)期設(shè)計(jì)進(jìn)行修飾和改造，合成新的蛋白質(zhì)；對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)加以定向改造、設(shè)計(jì)和構(gòu)建，最終生產(chǎn)出比自然界存在的蛋白質(zhì)更優(yōu)良、更符合人類需求的功能蛋白質(zhì)。3.圖66蛋白質(zhì)工程研究策略，利用反向生物學(xué)手段；蛋白質(zhì)工程研究策略，利用反向生物學(xué)手段；蛋白質(zhì)工程的主要研究手段：蛋白質(zhì)工程的主要研究手段：利用所謂的反向生物學(xué)技術(shù)，其基本思路是按期望的結(jié)構(gòu)尋找最適合的氨基酸序列，通過計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，進(jìn)而模擬特定的氨基酸序列在細(xì)胞內(nèi)或在體內(nèi)環(huán)境中進(jìn)行多肽折

3、疊而成三維結(jié)構(gòu)的全過程，并預(yù)測蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和表達(dá)出生物學(xué)功能的可能及其生物活性的高低程度。4.改變先有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本步驟；改變先有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本步驟；①分離純化目標(biāo)蛋白質(zhì)。②分析目標(biāo)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)；分析目標(biāo)蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。③根據(jù)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)引物，克隆目的基因。④根據(jù)蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系以及蛋白質(zhì)改造的目的設(shè)計(jì)改造方案。⑤對(duì)目的基因進(jìn)行人工定點(diǎn)突變。⑥改造后的基因在宿主細(xì)胞中表達(dá)。⑦分

4、離純化表達(dá)的蛋白質(zhì)并分析其功能，評(píng)價(jià)是否達(dá)到設(shè)計(jì)目的。5.改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的核心技術(shù)包括基因的人工定點(diǎn)突變和蛋白質(zhì)的人為進(jìn)化，具體內(nèi)容；改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的核心技術(shù)包括基因的人工定點(diǎn)突變和蛋白質(zhì)的人為進(jìn)化，具體內(nèi)容；（1）基因人工定點(diǎn)突變技術(shù)：①M(fèi)13載體法：該法的原理是利用人工合成帶突變位點(diǎn)的寡聚核苷酸作為引物，利用M13噬菌體載體系統(tǒng)合成突變基因。②PCR擴(kuò)增法：該法的原理也是利用人工合成帶突變位點(diǎn)的誘變引物，通過PCR擴(kuò)增而獲得定點(diǎn)突變

5、的基因。PCR定點(diǎn)誘變法可分為重組PCR定點(diǎn)誘變法和大引物誘變法兩種。（2）蛋白質(zhì)的人為進(jìn)化易錯(cuò)PCR和DNAshuffling（DNA改組）單個(gè)基因或一組相關(guān)基因經(jīng)酶切產(chǎn)生一系列隨機(jī)大小的DNA片段。無引物PCR，具有互補(bǔ)3末端的片段互為引物，各為模板，通過不斷的PCR循環(huán)在不同模板上隨機(jī)互補(bǔ)結(jié)合并進(jìn)一步延伸。最后利用基因兩端序列為引物合成全長的重排產(chǎn)物，這些重排產(chǎn)物的集合被稱為突變文庫。對(duì)突變文庫進(jìn)行篩選，選擇改良的突變體進(jìn)行下一輪

6、shuffling循環(huán)，重復(fù)多次重排和篩選，直到最終獲得性狀比較理想的突變體。6.舉兩個(gè)蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用實(shí)例；舉兩個(gè)蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用實(shí)例；（1）胰蛋白酶胰蛋白酶：223個(gè)氨基酸殘基和以異亮氨酸為N端的單肽鏈。Arg117位自溶點(diǎn)的缺失突變，得到缺失突變體，其結(jié)果表明該突變體的穩(wěn)定性明顯提高。將酶分子表面的正電荷改變成負(fù)電荷，以提高胰蛋白酶催化活性中心His57的pKa值，在pH較高的條件下顯示出對(duì)精氨酸具有更高的專一性。（2）金屬硫蛋白

7、金屬硫蛋白：富含半胱氨酸的小分子蛋白，半胱氨酸巰基可以結(jié)合大量的金屬元素；金屬硫蛋白由3白僵菌：白僵菌：白僵菌是用于防治多種鱗翅目害蟲的真菌制劑，目前已進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)和較大規(guī)模應(yīng)用的蟲生真菌有球孢白僵菌、卵孢白僵菌、金龜子綠僵菌等。昆蟲病毒：昆蟲病毒：昆蟲病毒殺蟲劑也是生物防治的重要手段之一，這類殺蟲劑具有特異性強(qiáng)、毒力高、穩(wěn)定性能好、安全無害等優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)入20世紀(jì)80年代以后，這類殺蟲劑的研究主要集中在昆蟲病毒復(fù)合劑的研制、病毒的活體增

8、殖、病毒的提取、基因工程病毒殺蟲劑的研究及昆蟲病毒培養(yǎng)等領(lǐng)域，并都取得了顯著的成就。5.動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)中，導(dǎo)入外源基因的主要方法。動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)中，導(dǎo)入外源基因的主要方法。①顯微注射法：原核期胚胎的顯微注射②病毒載體法：反轉(zhuǎn)錄病毒載體感染③脂質(zhì)體介導(dǎo)法：脂質(zhì)體人工膜包裹DNA④精子介導(dǎo)法：成熟精子攜帶外源DNA入卵⑤胚胎干細(xì)胞法：全能性干細(xì)胞攜帶外源基因?qū)肱咛?.動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的主要目標(biāo)動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的主要目標(biāo)?促進(jìn)動(dòng)物生長，提高產(chǎn)量

9、；?改良品質(zhì)性狀，提高產(chǎn)品品質(zhì)；?增強(qiáng)動(dòng)物抗病能力和抵抗不良環(huán)境能力，提高生產(chǎn)效益；?研制動(dòng)物生物反應(yīng)器。7.總結(jié)課本上轉(zhuǎn)基因魚的研究目的，如包括提高生長速度、抗凍等；總結(jié)課本上轉(zhuǎn)基因魚的研究目的，如包括提高生長速度、抗凍等；①在理論方面為動(dòng)物發(fā)育機(jī)制和基因功能研究提供方法：轉(zhuǎn)基因魚的生產(chǎn)性研究集中在提高生長速度和抗逆性。②提高生長速度：生長激素提高魚的生長速度，顯示出轉(zhuǎn)基因魚在漁業(yè)生產(chǎn)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值。③擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)魚種養(yǎng)殖范圍

10、：抗凍基因蛋白技術(shù)提高魚類的抗寒能力，由此可以南魚北養(yǎng)。④開辟魚類抗病新途徑：基因魚研究引進(jìn)反義RNA技術(shù)。⑤培育觀賞魚新品種：轉(zhuǎn)熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因魚。8.總結(jié)家禽轉(zhuǎn)基因的方法，及雞作為生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)。總結(jié)家禽轉(zhuǎn)基因的方法，及雞作為生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)。P169方法：生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因雞的方法可分為蛋產(chǎn)出前的操作和產(chǎn)出后的操作兩種類型。?蛋產(chǎn)出前，在受精后第一次卵裂前取出單細(xì)胞的卵?蛋產(chǎn)出后，病毒載體法，胚胎干細(xì)胞法和原生殖細(xì)胞法。?精子攜帶基

11、因。雞作為生物反應(yīng)器具有突出的優(yōu)點(diǎn)雞作為生物反應(yīng)器具有突出的優(yōu)點(diǎn)：第一，對(duì)雞自身具有安全性。第二，雞的輸卵管是有效的蛋白質(zhì)合成器，亂清蛋白啟動(dòng)子可調(diào)控其下游的外源基因的表達(dá)，合成的基因產(chǎn)物可進(jìn)行正確的修飾和加工，產(chǎn)物的生物活性接近天然動(dòng)物個(gè)體。第三，雞輸卵管表達(dá)外源蛋白具有遺傳穩(wěn)定性，一旦獲得可生產(chǎn)有價(jià)值蛋白質(zhì)的動(dòng)物個(gè)體，可用常規(guī)畜牧技術(shù)建立轉(zhuǎn)基因雞的家系。即作為生物反應(yīng)器還具有哺乳動(dòng)物所不具有的優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)物易收集，且不易污染；雞蛋成分簡

12、單，產(chǎn)物易分離；雞飼養(yǎng)成本低，世代間隔短。用雞蛋生產(chǎn)珍貴的藥物外源蛋白，是轉(zhuǎn)基因雞生產(chǎn)的一個(gè)十分誘人的領(lǐng)域。9.動(dòng)物繁殖新技術(shù)包括？這些技術(shù)可作名詞解釋。動(dòng)物繁殖新技術(shù)包括？這些技術(shù)可作名詞解釋。P171①人工授精及精液的冷凍保存人工授精及精液的冷凍保存人工授精就是利用合適的器械采集公畜的精液，經(jīng)過品質(zhì)檢查、稀釋或保存等適當(dāng)?shù)奶幚?，再用器械把精液適時(shí)地輸入到發(fā)情母畜的生殖道內(nèi)，以代替公母畜直接交配而使其受孕的方法。②胚胎移植：胚胎移植：

13、是將一頭良種母畜配種后的早期胚胎取出，移植到另一頭同種的生理狀態(tài)相同的母畜體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育成為新個(gè)體。胚胎移植實(shí)際上是由產(chǎn)生胚胎的供體和養(yǎng)育胚胎的受體分工合作共同繁殖后代。③胚胎的冷凍保存胚胎的冷凍保存?胚胎冷凍保存技術(shù)包括胚胎的冷凍和解凍。?抗凍劑種類和濃度、加入抗凍劑的速度、解凍的速度、稀釋的速度和溫度都關(guān)系到冷凍胚胎的成敗。?抗凍劑的毒性、胚胎滲透壓的變化及冰晶形成是保存胚胎必須考慮的因素。④體外胚胎生產(chǎn)體外胚胎生產(chǎn)?體外胚胎生