2017年高中生物第1章基因工程第3節(jié)蛋白質(zhì)工程學(xué)案蘇教版3!

1、第三節(jié)蛋白質(zhì)工程1. 理解蛋白質(zhì)工程的概念和原理。(重、難點(diǎn))2掌握基因工程和蛋白質(zhì)工程的區(qū)別和聯(lián)系。(重點(diǎn))3了解蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用和發(fā)展。蛋白質(zhì)工程的概念和原理O自主認(rèn)知01概念基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系。(2) 手段：借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、基因定點(diǎn)誘變和重組DNA技術(shù)改造基因。(3) 目的：定向改造天然蛋白質(zhì)，甚至創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)。2原理(1) 結(jié)構(gòu)分析 前提條件：了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系。X射線晶體衍射法 了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法“核磁共振法QNA和蛋白質(zhì)測序技術(shù)(2) 結(jié)構(gòu)預(yù)測與設(shè)計(jì)：構(gòu)建蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)模型。(3)基因工程：對基因進(jìn)行改造，是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵技術(shù)。改造類型操作

2、程序大改根據(jù)氨基酸的性質(zhì)和特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并制造出自然界中不存在的全新蛋白質(zhì)，使之具有特定的氨基酸序列、空間結(jié)構(gòu)和預(yù)期功能中改在蛋白質(zhì)分子中替代某一個(gè)多肽鏈片段或一個(gè)特定的結(jié)構(gòu)小改通過基因工程中的定點(diǎn)誘變技術(shù)，有目的地改造蛋白質(zhì)分子中某活性部位的一 個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基，以改善蛋白質(zhì)的性質(zhì)和功能(4)蛋白質(zhì)純化：純化蛋白質(zhì)，測定和分析其結(jié)構(gòu)和功能。(5)功能分析：分析蛋白質(zhì)的生物學(xué)和化學(xué)特性。合作探討科學(xué)家將3-干擾素基因進(jìn)行定點(diǎn)突變導(dǎo)入大腸桿菌中表達(dá)，使干擾素第十七位的半胱氨酸改變成絲氨酸，結(jié)果大大提高了3 -干擾素的抗病活性，并且提高了儲(chǔ)存穩(wěn)定性。探討1：上述材料中的技術(shù)屬于什么工程？提示：蛋白質(zhì)

3、工程。探討2：蛋白質(zhì)工程為什么需要直接改造基因，而不直接改造蛋白質(zhì)？提示：任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造， 而且可以遺傳下去。如果對蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造的蛋白質(zhì)也是無法遺傳 的。對基因進(jìn)行改造比對蛋白質(zhì)直接改造要容易操作，難度要小得多。探討3：蛋白質(zhì)工程操作的基本思路是什么？提示：蛋白質(zhì)工程是按照以下思路進(jìn)行的：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)t設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)t推測應(yīng)有的氨基酸序列t找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)，可以創(chuàng)造出自然界不存在的蛋白質(zhì)。思維升華1. 對概念的理解(1) 首先了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。(2) 其次是設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)。(3) 實(shí)

4、質(zhì)是改造基因。(4) 最后合成出自然界不存在的蛋白質(zhì)。2基本原理 和凸起 - fcx Ml L - 煙預(yù)廿理 FIIIIIIL3. 了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的萬法實(shí)施蛋白質(zhì)工程的前提條件是通過物理化學(xué)與生物化學(xué)等技術(shù)手段了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與 功能的關(guān)系，所以首先要了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。(1) 三維結(jié)構(gòu)：X射線晶體衍射法。(2) 構(gòu)象：核磁共振法。(3) 一級結(jié)構(gòu)(氨基酸序列)：DNA和蛋白質(zhì)測序技術(shù)。4. 核心技術(shù)一一定點(diǎn)誘變技術(shù)和非定點(diǎn)誘變技術(shù)(1) 定點(diǎn)誘變技術(shù)：基因的定點(diǎn)誘變技術(shù)是改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的核心技術(shù)之一。項(xiàng)目內(nèi)容條件原料脫氧核苷酸酶DNA多聚酶(聚合酶)和DNA連接酶引物含突變位點(diǎn)的DNA分子片段操

5、作方法PCR技 術(shù)結(jié)果后代中半數(shù)為誘變的 DNA分子適用范圍空間結(jié)構(gòu)完全清楚的蛋白質(zhì)，進(jìn)行“小改”特點(diǎn)疋點(diǎn)誘變有目的性和針對性(2)非定點(diǎn)誘變技術(shù)適用對象：對于不能預(yù)先確定誘變位點(diǎn)的蛋白質(zhì)，可采用非定點(diǎn)誘變技術(shù)來進(jìn)行蛋白 質(zhì)的改造。特點(diǎn)：非定點(diǎn)誘變突變位點(diǎn)多，有時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生意想不到的改造效果。特別提醒有關(guān)蛋白質(zhì)工程的三點(diǎn)提醒(1) 任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果對蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造的蛋白質(zhì)也是無法遺傳下去的。(2) 蛋白質(zhì)工程在改造基因時(shí)需要與基因工程有關(guān)的工具酶。改造后的基因需要表達(dá)出 相應(yīng)的蛋白質(zhì)，

6、同樣需將改造或合成的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。(3) 蛋白質(zhì)工程中經(jīng)過處理得到的新基因與基因突變得到的新基因有較大差別，基因突 變的新基因中含有不編碼蛋白質(zhì)的序列，而蛋白質(zhì)工程中的新基因則沒有。O題組沖關(guān)Q1 蛋白質(zhì)工程中對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要包括哪幾種()進(jìn)行少數(shù)氨基酸的替換對不同來源的蛋白質(zhì)的拼接從氨基酸的排列順序出發(fā)設(shè)計(jì)全新的蛋白質(zhì)直接改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)A. B.C.D.【解析】蛋白質(zhì)工程中對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不能直接改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。但是能進(jìn)行少數(shù)氨基酸的替換，能對不同來源的蛋白質(zhì)進(jìn)行拼接，能夠從氨基酸的排列順序出發(fā)設(shè)計(jì)全新的蛋白質(zhì)?！敬鸢浮?B2. (2016 臨沂期中)下列

7、有關(guān)蛋白質(zhì)工程的敘述，不正確的是()A收集大量的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的信息，以便分析結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系B. 可以預(yù)測具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和生物功能C. 根據(jù)特定的生物功能，設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的氨基酸序列和空間結(jié)構(gòu)D. 根據(jù)人們的需要，直接對氨基酸的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造【解析】 蛋白質(zhì)工程中需要收集大量的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的信息，以便分析結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，A正確；預(yù)測具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和生物功能，B正確；蛋白質(zhì)工程能根據(jù)特定的生物功能，設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的氨基酸序列和空間結(jié)構(gòu)，C正確；根據(jù)人們的需要，通過對基因進(jìn)行改造來實(shí)現(xiàn)對蛋白質(zhì)的改造，D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緿蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用O自主認(rèn)知O

8、1改造酶的結(jié)構(gòu)，提高酶的熱穩(wěn)定性。2. 生物工程制藥(1) 實(shí)例1:鼠源雜交瘤抗體的改造。 改造方法：在基因水平上對抗體進(jìn)行重組，產(chǎn)生人恒定區(qū)和鼠可變區(qū)嵌合抗體。 結(jié)果：對人體的不良反應(yīng)減 _(2) 實(shí)例2:對tPA的改造。 t PA功能：溶解血栓塊，醫(yī)治心肌梗死等疾病。 改造方法：將t PA分子中的天冬酰胺替換為谷氨酰胺。 結(jié)果：tPA在血液循環(huán)中停留時(shí)間延長，療效更加顯著。3. 疾病診斷(1) 方法：蛋白質(zhì)芯片法。(2) 原理：抗原一抗體的特異性結(jié)合。(3) 實(shí)例：SARSW毒的檢測與診斷。O機(jī)心突破o合作探討資料1將富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胗衩准?xì)胞，可以提高玉米中的賴氨酸含量；資料

9、2更換賴氨酸形成過程中的天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶的個(gè)別氨基 酸，使兩種酶的活性提高，也可以提高玉米中的賴氨酸含量。探討1:資料1、2中的技術(shù)分別屬于什么工程？提示：基因工程；蛋白質(zhì)工程。探討2：上述兩種提高玉米中賴氨酸含量的技術(shù)的實(shí)質(zhì)相同嗎？為什么？提示：不相同。蛋白質(zhì)工程實(shí)質(zhì)是定向改造或生產(chǎn)人類所需蛋白質(zhì)，基因工程實(shí)質(zhì)是定 向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品。探討3：蛋白質(zhì)工程和基因工程的操作對象以及得到的蛋白質(zhì)相同嗎？分別體現(xiàn)在哪些 方面？提示：(1)操作對象相同都是基因。(2)得到的蛋白質(zhì)不同：蛋白質(zhì)工程可以得到自然界沒有的新的蛋白質(zhì)；基因工程得到的是自然

10、界原有的蛋白質(zhì)。探討4基因工程和蛋白質(zhì)工程是否都遵循中心法則？為什么？提示：都遵循中心法則。 基因工程指導(dǎo)合成天然蛋白質(zhì)的過程是遵循中心法則的；蛋白質(zhì)工程操作時(shí)，經(jīng)改造的基因表達(dá)所需要的蛋白質(zhì)仍需遵循中心法則。思維升華1 提高酶的熱穩(wěn)定性原因工業(yè)化生產(chǎn)中所使用的酶需要具有高度的穩(wěn)定性和催化活性，特別是對高溫的穩(wěn)定性。 一般來說，熱穩(wěn)定性高的酶也具有較強(qiáng)的耐酸、堿和有機(jī)溶劑的能力。方法 方法一：通過替換酶的幾種氨基酸，可以提高酶的熱穩(wěn)定性。 方法二：在蛋白質(zhì)分子中引入二硫鍵也可以顯著提高蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性。2 制造速效胰島素(1) 原因：胰島素進(jìn)入血液速度緩慢的主要原因是胰島素分子會(huì)聚合成二聚體或

11、多聚體。(2) 方法：通過基因定點(diǎn)誘變，將胰島素B鏈由B28脯氨酸一B29賴氨酸改為B28賴氨酸一B29脯氨酸，獲得單體速效胰島素。3 鼠一人嵌合抗體的形成(1) 原因：小鼠單克隆抗體的制備比較簡單，但這種鼠源性的單克隆抗體會(huì)被人的免疫 系統(tǒng)排斥，不能直接用于人體。(2) 方法：在基因水平上對抗體進(jìn)行重組嵌合抗體，就是保留鼠單克隆抗體的可變區(qū)，而用人抗體的恒定區(qū)替換鼠單克隆抗體的恒定區(qū)，這種嵌合抗體的抗原性顯著下降，而抗體的特異識別功能沒有喪失，可用于臨床治療。4制造長效纖維蛋白溶解酶原激活因子(1) 原因：組織纖溶酶原激活物 (t-PA)專一激活人體內(nèi)的纖溶系統(tǒng)，保證血液循環(huán)的暢 通。但t-

12、PA進(jìn)入血漿后大部分與纖溶酶原激活劑抑制物形成復(fù)合物，并迅速失去活性。(2) 方法：利用基因定點(diǎn)誘變技術(shù)，將纖維蛋白溶解酶原激活因子(t-PA)分子中的天冬酰胺替換為谷氨酰胺，使 t-PA在血液循環(huán)中的停留時(shí)間大大延長，療效更加顯著。5蛋白質(zhì)工程和基因工程的區(qū)別和聯(lián)系蛋白質(zhì)工程基因工程操作環(huán)境生物體外生物體外操作起點(diǎn)預(yù)期蛋白質(zhì)的功能獲取目的基因?qū)嵸|(zhì)定向改造和生產(chǎn)人類所需要的蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需的生物類型或產(chǎn)品操作對象基因操作程序確定蛋白質(zhì)功能T設(shè)計(jì)預(yù)期蛋白質(zhì)結(jié) 構(gòu)T推測氨基酸序列T找到相應(yīng)的脫 氧核苷酸序列T人工合成或修飾目的 基因T合成具有相應(yīng)生物功能的蛋白 質(zhì)獲取目

13、的基因T構(gòu)建表達(dá)載體T導(dǎo)入 受體細(xì)胞T目的基因的檢測與鑒定應(yīng)用主要集中在對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造已被廣泛應(yīng)用，轉(zhuǎn)基因植物的推廣與應(yīng)用已帶來巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益結(jié)果可生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)2.聯(lián)系(1) 蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上，延伸出的第二代基因工程。(2) 基因工程中所利用的某些酶需要通過蛋白質(zhì)工程進(jìn)行修飾、改造。特別提醒基因工程沒有產(chǎn)生新基因，只相當(dāng)于人工基因重組。Q題組沖關(guān)01 某種微生物合成的蛋白酶與人體消化液中的蛋白酶的結(jié)構(gòu)和功能很相似，只是熱穩(wěn) 定性較差，進(jìn)入人體后容易失效?，F(xiàn)要將此酶開發(fā)成一種片劑，臨床治療人的食物消化不良，其最佳方案是()A. 對此

14、酶中的少數(shù)氨基酸進(jìn)行替換，以改善其功能B. 將此酶與人蛋白酶進(jìn)行拼接，形成新的蛋白酶C. 重新設(shè)計(jì)與創(chuàng)造一種全新的蛋白酶D. 減少此酶在片劑中的含量【解析】要想使蛋白酶的熱穩(wěn)定性有所提高，就要改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，一般是對蛋白質(zhì)中的少數(shù)氨基酸進(jìn)行替換?！敬鸢浮緼2. (2016 吉林長春月考)胰島素可以用于治療糖尿病，但是胰島素被注射入人體后， 會(huì)堆積在皮下，要經(jīng)過較長時(shí)間才能進(jìn)入血液，而進(jìn)入血液的胰島素又容易分解，因此治療效果受到影響。下圖是用蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)的速效胰島素的生產(chǎn)過程，請據(jù)圖回答有關(guān)問題。(1)構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵，圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是(2) 圖解中從新

15、的胰島素模型到新的胰島素基因的基本思路是：根據(jù)新的胰島素的推測出其基因中的，然后利用來合成新的基因。(3) 新的胰島素基因與運(yùn)載體 (質(zhì)粒)結(jié)合過程中需要 酶和酶。(4) 若將含有新的胰島素基因的表達(dá)載體導(dǎo)入植物細(xì)胞中，最常用的有效做法是(5) 若要利用大腸桿菌生產(chǎn)速效胰島素，需用到的生物工程有、和發(fā)酵工程?！窘馕觥?1)蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，因此，題圖中構(gòu)建新的胰島素模型的依據(jù)是預(yù)期胰島素的功能。(2) 由新的蛋白質(zhì)模型到構(gòu)建新的基因，其基本設(shè)計(jì)思路是根據(jù)新的蛋白質(zhì)中氨基酸的序列，推測出基因中的脫氧核苷酸序列，然后用DNA合成儀直接合成出

16、新的基因。利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)自然界原本不存在的蛋白質(zhì)，需對原有的胰島素進(jìn)行改造，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，人工合成新的胰島素基因，形成目的基因。(3) 合成的目的基因應(yīng)與載體構(gòu)建基因表達(dá)載體，需要用限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，然后將基因表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞中才能得以表達(dá)。(4) 把基因表達(dá)載體導(dǎo)入植物細(xì)胞的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(5) 改造好的目的基因需通過基因工程來生產(chǎn)基因產(chǎn)物，并且在生產(chǎn)過程中要借助工程菌，所以還需要進(jìn)行發(fā)酵。因此該過程涉及蛋白質(zhì)工程、基因工程和發(fā)酵工程?！敬鸢浮?1)蛋白質(zhì)的預(yù)期功能(2)氨基酸的序列脫氧核苷酸序列DNA合成儀(3)

17、 限制性核酸內(nèi)切DNA連接(4)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(5)蛋白質(zhì)工程 基因工程1 蛋白質(zhì)工程中直接需要進(jìn)行操作的對象是()A. 氨基酸結(jié)構(gòu)B.蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)C.肽鏈結(jié)構(gòu)D .基因結(jié)構(gòu)【解析】 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)系為基礎(chǔ)， 通 過基因修飾或基因合成， 對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)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?！敬鸢浮?D2蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是 ( )A. 通過對基因進(jìn)行誘變，產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)B. 通過基因重組，合成生物體本來沒有的蛋白質(zhì)C. 根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，改造或制造蛋白質(zhì)D. 生產(chǎn)大量的蛋白質(zhì)【解析】 蛋白質(zhì)工程是指為了滿足人類的生

18、產(chǎn)和生活的需要， 以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī) 律和生物功能為基礎(chǔ)， 通過對基因修飾或合成新的基因， 對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造或制造一 種新的蛋白質(zhì)?！敬鸢浮?C3對蛋白質(zhì)的改造有大改、中改和小改之分，其劃分的依據(jù)是()A蛋白質(zhì)分子的復(fù)雜程度B. 操作過程的復(fù)雜程度C. 蛋白質(zhì)改造部位的多少D. 蛋白質(zhì)數(shù)目的多少【解析】 蛋白質(zhì)的改造有大改、 中改、小改， 其劃分的依據(jù)是蛋白質(zhì)改造部位的多少?！敬鸢浮?C 4下列不屬于蛋白質(zhì)工程成果的是 ()A .改造酶的結(jié)構(gòu)，提高酶的熱穩(wěn)定性B. 生產(chǎn)出鼠一人嵌合抗體C. 將t-PA分子中的天冬酰胺替換為谷氨酰胺D. 將人的胰島基因整合到大腸桿菌體內(nèi)生產(chǎn)胰島素【解析】

19、 將人的胰島基因整合到大腸桿菌體內(nèi)生產(chǎn)胰島素屬于基因工程的成果?！敬鸢浮?D 5添加在洗衣粉中的某種酶在低溫下活性較低，影響了洗衣粉的洗衣效果。若讓你用 生物工程的方法改變此酶的特性，首先考慮的是 ()A. 基因工程B .蛋白質(zhì)工程C.誘變D.細(xì)胞工程【解析】 蛋白質(zhì)工程可通過基因工程這一手段實(shí)現(xiàn)對蛋白質(zhì)的改造目的?！敬鸢浮?B課堂小結(jié)：10網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建笫構(gòu)畫測與設(shè)計(jì)sip蛍QMI.畀功甘折翳觀宜咬中改一小改.廠定點(diǎn)誘變非宦點(diǎn)曲變r(jià)l程用瀟戰(zhàn)迭牌的站梅，攝商廨聞購誕性改彥抗悴尊拓物* ferttflm療牧呂ARS桁應(yīng)的憐期j常斯11#核心回扣1. 蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因

20、工程。2. 任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。3. 只能生產(chǎn)出自然界中已存在的蛋白質(zhì)種類是基因工程的“缺點(diǎn)”，能夠生產(chǎn)出自然界中不存在的蛋白質(zhì)種類則是蛋白質(zhì)工程的“優(yōu)點(diǎn)”。4. 蛋白質(zhì)工程中不對蛋白質(zhì)進(jìn)行直接改造的原因是對基因進(jìn)行改造比對蛋白質(zhì)直接改造容易操作，難度小得多。學(xué)業(yè)分層測評（四）（建議用時(shí)：45分鐘）學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1 下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法正確的是（）A. 蛋白質(zhì)工程無需構(gòu)建基因的表達(dá)載體B. 通過蛋白質(zhì)工程改造后的蛋白質(zhì)有的仍是天然的蛋白質(zhì)C. 蛋白質(zhì)工程是在蛋白質(zhì)分子水平上改造蛋白質(zhì)D. 蛋白質(zhì)工程需要限制性核酸內(nèi)切

21、酶和DNA連接酶【解析】蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的，最終改造的對象仍是DNA分子。需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶?！敬鸢浮緿2. （2016 南京高二期末）關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法，正確的是 （）A. 蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作B. 蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子C. 對蛋白質(zhì)的改造是通過直接改造相應(yīng)的mRNA來實(shí)現(xiàn)的D. 蛋白質(zhì)工程的流程和天然蛋白質(zhì)合成的過程是相同的解析】 所謂的蛋白質(zhì)工程， 就是利用基因工程手段， 包括基因的定點(diǎn)突變和基因表 達(dá)對蛋白質(zhì)進(jìn)行改造， 以期獲得性質(zhì)和功能更加完善的蛋白質(zhì)分子， 能產(chǎn)生出自然界中不曾 存在

22、過的新型蛋白質(zhì)分子。【答案】 B 3下列關(guān)于基因定點(diǎn)誘變技術(shù)的說法，正確的是( )A 對任何蛋白質(zhì)的改造都可以用基因定點(diǎn)誘變技術(shù)B. 對于已知空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)的改造可以采用基因定點(diǎn)誘變技術(shù)C. 基因定點(diǎn)誘變技術(shù)是蛋白質(zhì)工程中必須用到的技術(shù)D. 采用基因定點(diǎn)誘變技術(shù)通常可以改變蛋白質(zhì)中多種氨基酸【解析】 基因定點(diǎn)誘變技術(shù)是“小改”時(shí)所用的一項(xiàng)技術(shù)， 是有目的地改造蛋白質(zhì)分 子中某活性部位的 1個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基， 是改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的核心技術(shù)之一， 主要應(yīng)用于 空間結(jié)構(gòu)已知的蛋白質(zhì)。對于空間結(jié)構(gòu)未知的蛋白質(zhì)用非定點(diǎn)誘變技術(shù)來進(jìn)行蛋白質(zhì)的改 造?！敬鸢浮?B4合成鼠人嵌合抗體屬于蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)中的(

23、)A. 對已知蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行少數(shù)氨基酸替換B. 對不同來源的蛋白質(zhì)進(jìn)行拼接組裝C. 設(shè)計(jì)制造自然界中全新的蛋白質(zhì)D. 把兩種不同的蛋白質(zhì)組裝成一種蛋白質(zhì)分子【解析】 鼠人嵌合抗體是由鼠抗體中的可變區(qū)與人抗體中的恒定區(qū)組裝拼接而成 的，是將兩種不同來源的蛋白質(zhì)分子進(jìn)行拼接后形成的嵌合抗體。 由于形成的融合蛋白質(zhì)具 有兩種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，所以能表現(xiàn)兩種蛋白質(zhì)的特性?！敬鸢浮?B5以下有關(guān)蛋白質(zhì)工程的敘述，不正確的是()A 蛋白質(zhì)工程發(fā)展的基礎(chǔ)是基因工程B. 蛋白質(zhì)工程的原理是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)最終找到脫氧核苷酸序列的過程C. T4溶菌酶中引入二硫鍵提高了它的熱穩(wěn)定性是蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的體現(xiàn)D

24、蛋白質(zhì)工程只能改造現(xiàn)有的蛋白質(zhì)而不能制造新的蛋白質(zhì)【解析】 蛋白質(zhì)工程從預(yù)期蛋白質(zhì)的功能出發(fā)， 通過基因工程實(shí)現(xiàn)對基因的改造， 通 過中心法則實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的合成。 二硫鍵引入到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中， 提高了蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性。 蛋 白質(zhì)工程不僅能改造現(xiàn)有的蛋白質(zhì)也能制造新的蛋白質(zhì)?！敬鸢浮?D6 蛋白質(zhì)工程的研究將對生命科學(xué)產(chǎn)生重大影響。下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述，不正 確的是 ()A. 實(shí)施蛋白質(zhì)工程的前提條件是了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系B. 基因工程是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵技術(shù)C. 蛋白質(zhì)工程是對蛋白質(zhì)分子的直接改造D. 蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程【解析】 蛋白質(zhì)工程通過基因修飾

25、或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造。【答案】 C7基因工程與蛋白質(zhì)工程的區(qū)別是()A. 基因工程需對基因進(jìn)行分子水平操作，蛋白質(zhì)工程不對基因進(jìn)行操作B. 基因工程合成的是天然存在的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程合成的可以是自然界不存在的蛋白質(zhì)C. 基因工程是分子水平操作，蛋白質(zhì)工程是細(xì)胞水平(或性狀水平)操作D. 基因工程完全不同于蛋白質(zhì)工程【解析】 蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程。 蛋白質(zhì)工程 從分子水平對蛋白質(zhì)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，通過對相應(yīng)的基因進(jìn)行修飾加工甚至人工進(jìn)行基因合 成，從而對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活需求。而 基因工程只是將外源基因?qū)肓?/p>

26、一生物體內(nèi)并使之表達(dá)，體現(xiàn)人類所需的性狀， 或者獲取所需的產(chǎn)品。因此，基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)?！敬鸢浮?B8 科學(xué)家想提高玉米中賴氨酸的含量，計(jì)劃將天冬氨酸激酶的第352位的蘇氨酸變成異亮氨酸， 將二氫吡啶二羧酸合成酶中第 104 位的天冬酰胺變成異亮氨酸， 這樣就可以使玉 米葉片和種子中的游離賴氨酸分別提高 5 倍和 2 倍。下列對蛋白質(zhì)的改造，操作正確的是( )A 直接通過分子水平改造蛋白質(zhì)B 直接改造相應(yīng)的 mRNAC 對相應(yīng)的基因進(jìn)行操作D 重新合成新的基因【解析】 蛋白質(zhì)功能與其高級結(jié)構(gòu)密切相關(guān)， 因蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜， 所以直接 對蛋白質(zhì)進(jìn)行改造非常困難。

27、而蛋白質(zhì)是由基因控制合成的，對基因進(jìn)行操作卻容易得多； 另外，通過改造基因?qū)Φ鞍踪|(zhì)的修改可以遺傳， 如對蛋白質(zhì)直接改造， 即使成功也不能遺傳。【答案】 C9 蛋白質(zhì)工程的基本操作程序正確的是 ()蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)合成DNA合成 mRNA合成 蛋白質(zhì)的預(yù)期功能根據(jù)氨 基酸的序列推出脫氧核苷酸的序列A.tttttB. 宀宀宀宀宀C. tttttD. ttttt【解析】 蛋白質(zhì)工程的操作流程為：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)t設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)T推測應(yīng)有的氨基酸序列T找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列。【答案】C10. 下圖為蛋白質(zhì)的定點(diǎn)誘變技術(shù)的部分過程圖解，請據(jù)圖解回答下列問題:克隆載體質(zhì)程CTGGAC插人正常

28、甚因15GCC 人工合戍的引物中習(xí) 啟所U的笑變H序 J era、GCC 用I假I字聚含成完樓的苗.再用DIVA連接底理接-1 CTG GCC犬I人細(xì)胞中址制和增砸圖中的質(zhì)粒的本質(zhì)是 。(2) 將定點(diǎn)誘變過的質(zhì)粒引入細(xì)胞進(jìn)行復(fù)制后，可得到 種結(jié)果，圖示的三對堿基的組成分別是、。(3) 圖示的這種對遺傳物質(zhì)的改造和人工誘變的區(qū)別是(4) 通過圖示技術(shù)實(shí)現(xiàn)對蛋白質(zhì)的改造屬于 ?！窘馕觥炕蚨c(diǎn)誘變技術(shù)是實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)工程“小改”的操作技術(shù)，與人工誘變和自然突變相比，是一種定向的基因改造，而一般的基因突變是不定向的?！敬鸢浮緿NACTG CGG兩 =AC=疋(3)人工誘變是遺傳物質(zhì)不定向的變異，而圖示的

29、這種對遺傳物質(zhì)的改造是對遺傳物質(zhì) 的定向改變小改能力提升11. (2013 廣東高考)從某海洋動(dòng)物中獲得一基因，其表達(dá)產(chǎn)物為一種抗菌性和溶血性均較強(qiáng)的多肽P1。目前在P1的基礎(chǔ)上研發(fā)抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的多肽藥物，首先要做的是 ( )A. 合成編碼目的肽的 DNA片段B. 構(gòu)建含目的肽 DNA片段的表達(dá)載體C. 依據(jù)P1氨基酸序列設(shè)計(jì)多條模擬肽D. 篩選出具有優(yōu)良活性的模擬肽作為目的肽【解析】緊扣蛋白質(zhì)工程的流程（基本途徑）進(jìn)行分析。由題可知，多肽 P1為抗菌性和溶血性均較強(qiáng)的多肽，要設(shè)計(jì)出抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的多肽，即在P1的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出自然界原本不存在的蛋白質(zhì)，用蛋白質(zhì)工程技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)。蛋白質(zhì)

30、工程的基本途徑是：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)t設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)t推測應(yīng)有的氨基酸序列t找到相對應(yīng)的脫氧 核苷酸序列。故要想在 P1的基礎(chǔ)上研發(fā)抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的多肽藥物，首先要做的是依 據(jù)P1的氨基酸序列設(shè)計(jì)出多條模擬肽，然后進(jìn)行改造，從而確定抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的多 肽的氨基酸序列?！敬鸢浮緾12. 蛋白質(zhì)工程是新崛起的一項(xiàng)生物工程又稱第二代基因工程。如圖表示蛋白質(zhì)工程流程，圖中A、B在遺傳學(xué)上依次表示（）A. 轉(zhuǎn)錄和翻譯B .翻譯和轉(zhuǎn)錄C. 復(fù)制和轉(zhuǎn)錄D.傳遞和表達(dá)【解析】 蛋白質(zhì)工程需要從根本上設(shè)計(jì)基因， 首先預(yù)期蛋白質(zhì)功能，后預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié) 構(gòu)，后推斷控制新蛋白質(zhì)合成的基因的堿基序列，后進(jìn)行人工合成DNA合成后的DNA通過轉(zhuǎn)錄得到mRNA經(jīng)過翻譯得到多肽鏈。【答案】A13. 豬的胰島素用于降低人體血糖濃度效果不明顯， 原因是豬胰島素分子中有一個(gè)氨基 酸與人的不同。為了使豬胰島素用于臨床治療糖尿病， 用蛋白質(zhì)工程對蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)的最 佳方案是（ ）A. 對豬胰島素進(jìn)行一個(gè)不同氨基酸的替換B. 將豬胰島素和人胰島素進(jìn)行拼接組成新的胰島素C. 將豬和人的胰島素混合在一起治療糖尿病D. 根據(jù)人的胰島素設(shè)計(jì)制造一