3.4 蛋白质工程的原理和利用（教学课件）-高中生物人教版（2019）选择性必修3(共19张PPT)
文档属性
| 名称 | 3.4 蛋白质工程的原理和利用（教学课件）-高中生物人教版（2019）选择性必修3(共19张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.6MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-08-01 12:16:29 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
本节聚焦：
蛋白质工程的基本原理是什么
蛋白质工程已有哪些实际的应用
3.4蛋白质工程的原理和应用
你见过用细菌画画吗 左图是用发出不同颜色荧
光的细菌“画”的美妙图案。这些细菌能够发出荧 光，是因为它们体内导入了荧光蛋白的基因。
最早被发现的荧光蛋白是绿色荧光蛋白，科学家 通过改造它，获得了黄色荧光蛋白等。这些荧光蛋 白在细胞内生命活动的检测、肿瘤的示踪研究等领 域有着重要应用。那么,科学家是怎样对蛋白质分 子进行设计和改造的呢
从社会中来
蛋白质工程
以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过 改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质， 以满足人类生产和生活的需求
操作对象： 改造或合成基因
结果： 改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质
与基因工程的关系：在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程
理论和技术： 分子生物学、晶体学和计算机技术
蛋白质工程
概 念 ：P93
基因工程原则上只能生产自然界中已经存在的蛋白质。
2.蛋白质工程崛起的缘由
①天然蛋白质的缺陷：天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的， 它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类 生产和生活的需要。
② 理论和技术条件：分子生物学、晶体学以及计算机技术的迅猛发展。
基因工程是将一种生物的基因转移到另一种生物体内，使后者可以产 生它原本不能产生的蛋白质，进而表现出新性状。
蛋白质工程崛起的缘由
1.基因工程的实质及缺陷
实 例 天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的 需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。
玉米中赖氨酸的含量较低，原因是赖氨酸合 成过程中的两种关键酶-----天冬氨酸激酶 和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性，受细胞内 赖氨酸浓度的影响较大。
玉米中赖氨酸含量比较低
天冬氨酸激酶 改造
(352位的苏氨酸)
二氢吡啶二羧酸合成酶 改造 (104位的天冬酰胺)
玉米中赖氨酸含量可提高数倍
天冬氨酸激酶
(异亮氨酸)
二氢吡啶二羧酸合成酶
(异亮氨酸)
蛋白质工程的基本原理
目标：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行设计改 造 ，最终通过改造或合成基因来完成。
思 考：为什么蛋白质工程改造基因而不是直接改造蛋白质
蛋白质是由基因编码的，改造了基因可以间接改造蛋白质； 基因可以遗传，蛋白质无法遗传；
2.天然蛋白质合成过程：按照中心法则
从预期的蛋白质功能出发 → 设计预期的蛋白质结构 →推测应有的氨基酸
序列 → 找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因 → 获得所需要的蛋白质
设计 推测 改造或合成
预期功能
目的基因
二 蛋白质工程的基本原理
行使
蛋白质
(三维结构)
基本思路逆中心法则
折叠
多肽链
生物功能
转录
翻译
mRNA
第一个核 苷酸(5') 第二个核苷酸
第三个核 苷酸(3)
U C A G
U 苯丙氨酸UUU 丝氨酸UCU 酪氨酸UAU 半胱氨酸UGU
U
C
A
G
苯丙氨酸UUC 丝氨酸UCC 酪氨酸UAC 半胱氨酸UGC
亮氨酸UUA 丝氨酸UCA 终止密码UAA 终止密码UGA
亮氨酸UUG 丝氨酸UCG 终止密码UAG 色氨酸UGG
C 亮氨酸CUU 脯氨酸CCU 组氨酸CAU 精氨酸CGU
U
C
A
G
亮氨酸CUC 脯氨酸CCC 组氨酸CAC 精氨酸CGC
亮氨酸CUA 脯氨酸CCA 谷氨酰胺CAA 精氨酸CGA
亮氨酸CUG 脯氨酸CCG 谷氨酰胺CAG 精氨酸CGG
A 异亮氨酸AUU 苏氨酸ACU 天冬酰胺AAU 丝氨酸AGU
U
C
A
G
异亮氨酸AUC 苏氨酸ACC 天冬酰胺AAC 丝氨酸AGC
异亮氨酸AUA 苏氨酸ACA 赖氨酸AAA 精氨酸AGA
甲硫氨酸AUG 苏氨酸ACG 赖氨酸AAG 精氨酸AGG
出来。
AAA、
或C
2.确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的基因
人工合成目的基因或从基因文库中获取目的基因。对基因的改造经常会用到基因定 点突变技术来进行碱基的替换、增添等。
学科交叉
蛋白质工程经常要借助计算机来建立蛋白质的三维结构模型；要制备蛋白质晶体，然1
后通过X射线衍射技术，分析晶体结构；用到基因的定点突变技术来进行碱基的替换。
蛋白质工程的基本原理
某多肽链的一段氨基酸序列是：
丙氨酸 色氨酸 赖氨酸
蛋白质工程基本思路的应用
苯丙 氨酸
谷氨酸
项目 蛋白质工程
基因工程
区别 起点 预期蛋白质功能
目的基因
过程 预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→ 推测氨基酸序列→推测脱氧核苷酸序 列→合成DNA→表达出蛋白质
获取目的基因→构建基因 表达载体→导入受体细胞 → 目的基因的检测与鉴定
实质 通过改造相应的基因达到对蛋白质进行 改造的目的
基因重组
结果 可以创造出自然界不存在的蛋白质
生产自然界已存在的蛋白质
应用 及现 状 ①主要集中在对现有蛋白质进行改造， ②对创造新的蛋白质还有许多技术难题 未突破，因为蛋白质高级结构非常复杂 ,人们对此知之甚少
①已被广泛应用，如转基因 植物、动物、药品生产等已 商业化
联系 ①蛋白质工程获得目的基因后，需要通过基因工程获得预期蛋白质② 蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程
理论上讲可以，但目前还没有真正成功的例子。利用改造后
的动物细胞、微生物细胞等可以生产人类需要的蛋白质，但 这些蛋白质往往都是自然界中已经存在的蛋白质，并非完全 是人工设计出来的、自然界中不存在的蛋白质。主要原因是 蛋白质的高级结构非常复杂，人类对大多数蛋白质的高级结 构和蛋白质在生物体内如何行使功能了解得还不够，很难设 计出一个全新的而又具有功能的蛋白质。即使设计并获得了 一个全新的蛋白质，它的生理生化特性、用它生产的蛋白质 食品的安全性等都需要长期深入的研究。
能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入合适的 宿主细胞中，让宿主细胞生产人类所需要的蛋白质食品呢
@ 算想关并
蛋白质食品的工厂化生产想象图
B28位脯氨酸 替换为天冬氨 酸或将它与 B29位的赖氨 酸交换位置
改造
转录 新胰岛 素基因
蛋白质工程的应用 医药工业方面
天然蛋白 质易形成 二聚体或 六聚体
改变B链
第20-29
位氨基酸
组成
行使 预期折叠
功能 结构
降低胰岛
素的聚合
作 用
有效抑制
胰岛素的
聚合
1.研发速效胰岛素类似物
预期、 功能
推测 序列
设计
结构
速效胰岛素
多肽链
mRNA
翻译
蛋白质工程的应用 医药工业方面
延长干扰素体外保存时间
MSYNLLGFLQ
RSSNFCCQKL
LWQLNGRLEY
OLKDRMNFDI
PEEIKQLQQF
QKEDAALNIY
EMLQNIFAIF
RQDSSSTGWN
ETIVENLLAN
VYHQINHLKT
VLEEKLEKED
FTRGKLMSSL
HLKRYYGRIL
HYLKAKEYSH
OAWTIVRVEI
LRNFYFINRL
TGYLRN
一个半胱氨酸 变成丝氨酸
改造
转录 新干扰 素基因
延长保 存时间
预期 折叠 结构
在-70℃ 下可以保 存半年
行使 功能
设计、氨基酸 结构 替换
天然干扰素 不易保存
β-干扰素氨基酸序列
推测、 序列
多肽链
预期 功能
mRNA
翻译
通过改造基因，将小鼠
抗体上结合抗原的区域 (即可变区)“嫁接”到 人的抗体(即恒定区) 上，经过这样改造的抗 体诱发免疫反应的强度 就会减低很多。
人鼠嵌合抗体
鼠抗体
人抗体 L: 轻 链
H: 重 链
图1—1—22 嵌合抗体的合成示意图
蛋白质工程的应用 医药工业方面
降低人对小鼠单克隆抗体的免疫反应
可变区 恒定区
√ 改进酶的性能或开发新的工业用酶，如适应范围更广的枯草杆菌蛋白酶
III. 农业方面
√ 改造某些参与调控光合作用的酶，提高植物光合作用的速率，增加粮食 的产量
√设计微生物农药，使它防治病虫害
蛋白质工程的应用
II. 其它工业方面
蛋白质工程的应用
蛋白质工程是一项难度很大的工程，主要是 因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构， 而这种高级结构往往十分复杂。要设计出更加符 合人类需要的蛋白质，还需要不断地攻坚克难。 随着科技的深入发展，蛋白质工程将会给人类带
四 级 结
(aggregation of two or moro pept
由计算机建立的血红 蛋白三维结构模型
来更多的福祉。
(a rini ids e)
uenc
ture
q
c
se
tru
o a
mar
secon -r eli )tructure
x
s
α
a
(fold rtii yivsi cl en
p
tu
a
u
u
r
d
t
nd
ar
ed
te
二 构
级 结构
三 级 结 构
级 结
课堂小结：
蛋白质工程的概念：以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系 作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新 的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。
、蛋白质工程崛起的缘由：基因原则上只能生产自然界中已存在的 蛋白质，这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们的结构 和功能符号特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的 需要。
二、蛋白质工程的基本原理：预期蛋白质功能→设计预期蛋白质 结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。
三、蛋白质工程的应用
1。医药工业方面；2.其他工业方面；3.农业方面。
请根据以上信息回答下列问题。
(1)在第②步中，应怎样选择限制酶
(1):应选择用相同的限制酶或切割 能产生相同末端的限制酶切割质粒和含 有目的基因的DNA 片段，并且注意限制 酶的切割位点不能位于目的基因的内部， 以防破坏目的基因，限制酶也不能破坏 质粒的启动子、终止子、标记基因、复 制原点等结构。
(2)在第③步中，为了使质粒DNA与目的基
质粒和含有目的
① 获取质粒和含有目 基因的DNA 片段 的基因的DNA 片段
目的基因
含有目的基因
的动物细胞
还需要在混合物中加入哪种物质
酶切位点
② 用限制酸处理
Aap
基因
质粒
加 入DNA连接酶
③ 连接质粒 和目的基因
LacZ基因
请根据以上信息回答下列问题。
(3)选用含有 AmpR和 LacZ 基因的质粒进行实 验有哪些优势
(4)含有重组质粒的大肠杆菌菌落将呈现什么颜 色 为什么
(3):该质粒便于进行双重筛选。标记基因
Amp 基因可用于检测质粒是否导入了大肠杆菌， 十般只有导入了质粒的大肠杆菌才能在添加了青 霉素的培养基上生长。而由于 LacZ 基因的效应， 这些生长的菌落可能出现两种颜色：含有空质粒 (没有连接目的基因的质粒)的大肠杆菌菌落呈蓝 色；含有重组质粒的大肠杆菌菌落呈白色。
一大肠杆菌
⑤ 在添加了青霉素、X-gal
等成分的培养基上培养大肠杆
菌，直到形成菌落
黎O
其中一个细菌的纯培养物
(4):含有重组质粒的大肠杆菌菌落呈白 色。
因为目的基因的插入破坏了LacZ 基因的 注 ：LcZ 基因编码产生的β-半乳糖苷酶可以分解X-gal
结 构。使其不能正常表达，形成B- 半乳糖苷
酶，底物 X-gal 也就不会被分解。-
产生获色物质，使菌落呈现蓝色；否则菌落为自色。
本节聚焦：
蛋白质工程的基本原理是什么
蛋白质工程已有哪些实际的应用
3.4蛋白质工程的原理和应用
你见过用细菌画画吗 左图是用发出不同颜色荧
光的细菌“画”的美妙图案。这些细菌能够发出荧 光，是因为它们体内导入了荧光蛋白的基因。
最早被发现的荧光蛋白是绿色荧光蛋白，科学家 通过改造它，获得了黄色荧光蛋白等。这些荧光蛋 白在细胞内生命活动的检测、肿瘤的示踪研究等领 域有着重要应用。那么,科学家是怎样对蛋白质分 子进行设计和改造的呢
从社会中来
蛋白质工程
以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过 改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质， 以满足人类生产和生活的需求
操作对象： 改造或合成基因
结果： 改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质
与基因工程的关系：在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程
理论和技术： 分子生物学、晶体学和计算机技术
蛋白质工程
概 念 ：P93
基因工程原则上只能生产自然界中已经存在的蛋白质。
2.蛋白质工程崛起的缘由
①天然蛋白质的缺陷：天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的， 它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类 生产和生活的需要。
② 理论和技术条件：分子生物学、晶体学以及计算机技术的迅猛发展。
基因工程是将一种生物的基因转移到另一种生物体内，使后者可以产 生它原本不能产生的蛋白质，进而表现出新性状。
蛋白质工程崛起的缘由
1.基因工程的实质及缺陷
实 例 天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的 需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。
玉米中赖氨酸的含量较低，原因是赖氨酸合 成过程中的两种关键酶-----天冬氨酸激酶 和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性，受细胞内 赖氨酸浓度的影响较大。
玉米中赖氨酸含量比较低
天冬氨酸激酶 改造
(352位的苏氨酸)
二氢吡啶二羧酸合成酶 改造 (104位的天冬酰胺)
玉米中赖氨酸含量可提高数倍
天冬氨酸激酶
(异亮氨酸)
二氢吡啶二羧酸合成酶
(异亮氨酸)
蛋白质工程的基本原理
目标：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行设计改 造 ，最终通过改造或合成基因来完成。
思 考：为什么蛋白质工程改造基因而不是直接改造蛋白质
蛋白质是由基因编码的，改造了基因可以间接改造蛋白质； 基因可以遗传，蛋白质无法遗传；
2.天然蛋白质合成过程：按照中心法则
从预期的蛋白质功能出发 → 设计预期的蛋白质结构 →推测应有的氨基酸
序列 → 找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因 → 获得所需要的蛋白质
设计 推测 改造或合成
预期功能
目的基因
二 蛋白质工程的基本原理
行使
蛋白质
(三维结构)
基本思路逆中心法则
折叠
多肽链
生物功能
转录
翻译
mRNA
第一个核 苷酸(5') 第二个核苷酸
第三个核 苷酸(3)
U C A G
U 苯丙氨酸UUU 丝氨酸UCU 酪氨酸UAU 半胱氨酸UGU
U
C
A
G
苯丙氨酸UUC 丝氨酸UCC 酪氨酸UAC 半胱氨酸UGC
亮氨酸UUA 丝氨酸UCA 终止密码UAA 终止密码UGA
亮氨酸UUG 丝氨酸UCG 终止密码UAG 色氨酸UGG
C 亮氨酸CUU 脯氨酸CCU 组氨酸CAU 精氨酸CGU
U
C
A
G
亮氨酸CUC 脯氨酸CCC 组氨酸CAC 精氨酸CGC
亮氨酸CUA 脯氨酸CCA 谷氨酰胺CAA 精氨酸CGA
亮氨酸CUG 脯氨酸CCG 谷氨酰胺CAG 精氨酸CGG
A 异亮氨酸AUU 苏氨酸ACU 天冬酰胺AAU 丝氨酸AGU
U
C
A
G
异亮氨酸AUC 苏氨酸ACC 天冬酰胺AAC 丝氨酸AGC
异亮氨酸AUA 苏氨酸ACA 赖氨酸AAA 精氨酸AGA
甲硫氨酸AUG 苏氨酸ACG 赖氨酸AAG 精氨酸AGG
出来。
AAA、
或C
2.确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的基因
人工合成目的基因或从基因文库中获取目的基因。对基因的改造经常会用到基因定 点突变技术来进行碱基的替换、增添等。
学科交叉
蛋白质工程经常要借助计算机来建立蛋白质的三维结构模型；要制备蛋白质晶体，然1
后通过X射线衍射技术，分析晶体结构；用到基因的定点突变技术来进行碱基的替换。
蛋白质工程的基本原理
某多肽链的一段氨基酸序列是：
丙氨酸 色氨酸 赖氨酸
蛋白质工程基本思路的应用
苯丙 氨酸
谷氨酸
项目 蛋白质工程
基因工程
区别 起点 预期蛋白质功能
目的基因
过程 预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→ 推测氨基酸序列→推测脱氧核苷酸序 列→合成DNA→表达出蛋白质
获取目的基因→构建基因 表达载体→导入受体细胞 → 目的基因的检测与鉴定
实质 通过改造相应的基因达到对蛋白质进行 改造的目的
基因重组
结果 可以创造出自然界不存在的蛋白质
生产自然界已存在的蛋白质
应用 及现 状 ①主要集中在对现有蛋白质进行改造， ②对创造新的蛋白质还有许多技术难题 未突破，因为蛋白质高级结构非常复杂 ,人们对此知之甚少
①已被广泛应用，如转基因 植物、动物、药品生产等已 商业化
联系 ①蛋白质工程获得目的基因后，需要通过基因工程获得预期蛋白质② 蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程
理论上讲可以，但目前还没有真正成功的例子。利用改造后
的动物细胞、微生物细胞等可以生产人类需要的蛋白质，但 这些蛋白质往往都是自然界中已经存在的蛋白质，并非完全 是人工设计出来的、自然界中不存在的蛋白质。主要原因是 蛋白质的高级结构非常复杂，人类对大多数蛋白质的高级结 构和蛋白质在生物体内如何行使功能了解得还不够，很难设 计出一个全新的而又具有功能的蛋白质。即使设计并获得了 一个全新的蛋白质，它的生理生化特性、用它生产的蛋白质 食品的安全性等都需要长期深入的研究。
能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入合适的 宿主细胞中，让宿主细胞生产人类所需要的蛋白质食品呢
@ 算想关并
蛋白质食品的工厂化生产想象图
B28位脯氨酸 替换为天冬氨 酸或将它与 B29位的赖氨 酸交换位置
改造
转录 新胰岛 素基因
蛋白质工程的应用 医药工业方面
天然蛋白 质易形成 二聚体或 六聚体
改变B链
第20-29
位氨基酸
组成
行使 预期折叠
功能 结构
降低胰岛
素的聚合
作 用
有效抑制
胰岛素的
聚合
1.研发速效胰岛素类似物
预期、 功能
推测 序列
设计
结构
速效胰岛素
多肽链
mRNA
翻译
蛋白质工程的应用 医药工业方面
延长干扰素体外保存时间
MSYNLLGFLQ
RSSNFCCQKL
LWQLNGRLEY
OLKDRMNFDI
PEEIKQLQQF
QKEDAALNIY
EMLQNIFAIF
RQDSSSTGWN
ETIVENLLAN
VYHQINHLKT
VLEEKLEKED
FTRGKLMSSL
HLKRYYGRIL
HYLKAKEYSH
OAWTIVRVEI
LRNFYFINRL
TGYLRN
一个半胱氨酸 变成丝氨酸
改造
转录 新干扰 素基因
延长保 存时间
预期 折叠 结构
在-70℃ 下可以保 存半年
行使 功能
设计、氨基酸 结构 替换
天然干扰素 不易保存
β-干扰素氨基酸序列
推测、 序列
多肽链
预期 功能
mRNA
翻译
通过改造基因，将小鼠
抗体上结合抗原的区域 (即可变区)“嫁接”到 人的抗体(即恒定区) 上，经过这样改造的抗 体诱发免疫反应的强度 就会减低很多。
人鼠嵌合抗体
鼠抗体
人抗体 L: 轻 链
H: 重 链
图1—1—22 嵌合抗体的合成示意图
蛋白质工程的应用 医药工业方面
降低人对小鼠单克隆抗体的免疫反应
可变区 恒定区
√ 改进酶的性能或开发新的工业用酶，如适应范围更广的枯草杆菌蛋白酶
III. 农业方面
√ 改造某些参与调控光合作用的酶，提高植物光合作用的速率，增加粮食 的产量
√设计微生物农药，使它防治病虫害
蛋白质工程的应用
II. 其它工业方面
蛋白质工程的应用
蛋白质工程是一项难度很大的工程，主要是 因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构， 而这种高级结构往往十分复杂。要设计出更加符 合人类需要的蛋白质，还需要不断地攻坚克难。 随着科技的深入发展，蛋白质工程将会给人类带
四 级 结
(aggregation of two or moro pept
由计算机建立的血红 蛋白三维结构模型
来更多的福祉。
(a rini ids e)
uenc
ture
q
c
se
tru
o a
mar
secon -r eli )tructure
x
s
α
a
(fold rtii yivsi cl en
p
tu
a
u
u
r
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t
nd
ar
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te
二 构
级 结构
三 级 结 构
级 结
课堂小结：
蛋白质工程的概念：以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系 作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新 的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。
、蛋白质工程崛起的缘由：基因原则上只能生产自然界中已存在的 蛋白质，这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们的结构 和功能符号特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的 需要。
二、蛋白质工程的基本原理：预期蛋白质功能→设计预期蛋白质 结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。
三、蛋白质工程的应用
1。医药工业方面；2.其他工业方面；3.农业方面。
请根据以上信息回答下列问题。
(1)在第②步中，应怎样选择限制酶
(1):应选择用相同的限制酶或切割 能产生相同末端的限制酶切割质粒和含 有目的基因的DNA 片段，并且注意限制 酶的切割位点不能位于目的基因的内部， 以防破坏目的基因，限制酶也不能破坏 质粒的启动子、终止子、标记基因、复 制原点等结构。
(2)在第③步中，为了使质粒DNA与目的基
质粒和含有目的
① 获取质粒和含有目 基因的DNA 片段 的基因的DNA 片段
目的基因
含有目的基因
的动物细胞
还需要在混合物中加入哪种物质
酶切位点
② 用限制酸处理
Aap
基因
质粒
加 入DNA连接酶
③ 连接质粒 和目的基因
LacZ基因
请根据以上信息回答下列问题。
(3)选用含有 AmpR和 LacZ 基因的质粒进行实 验有哪些优势
(4)含有重组质粒的大肠杆菌菌落将呈现什么颜 色 为什么
(3):该质粒便于进行双重筛选。标记基因
Amp 基因可用于检测质粒是否导入了大肠杆菌， 十般只有导入了质粒的大肠杆菌才能在添加了青 霉素的培养基上生长。而由于 LacZ 基因的效应， 这些生长的菌落可能出现两种颜色：含有空质粒 (没有连接目的基因的质粒)的大肠杆菌菌落呈蓝 色；含有重组质粒的大肠杆菌菌落呈白色。
一大肠杆菌
⑤ 在添加了青霉素、X-gal
等成分的培养基上培养大肠杆
菌，直到形成菌落
黎O
其中一个细菌的纯培养物
(4):含有重组质粒的大肠杆菌菌落呈白 色。
因为目的基因的插入破坏了LacZ 基因的 注 ：LcZ 基因编码产生的β-半乳糖苷酶可以分解X-gal
结 构。使其不能正常表达，形成B- 半乳糖苷
酶，底物 X-gal 也就不会被分解。-
产生获色物质，使菌落呈现蓝色；否则菌落为自色。