人教版選修3專題一第四節(jié)蛋白質(zhì)工程的崛起(共52張PPT)分析

1、基因工程產(chǎn)物基因工程產(chǎn)物： 基因工程在原則上只能生產(chǎn)基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在自然界已存在的的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)。 這些這些天然蛋白質(zhì)天然蛋白質(zhì)是生物在長期進化過程中形是生物在長期進化過程中形成的成的, ,它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要需要, ,卻卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。要?；蚬こ痰膶嵸|(zhì)基因工程的實質(zhì)：將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到 另一種生物體內(nèi)，后者可以產(chǎn)生它本不能產(chǎn)另一種生物體內(nèi)，后者可以產(chǎn)生它本不能產(chǎn) 生的蛋白質(zhì)，進而生的蛋白質(zhì)，進而 表現(xiàn)出新的形狀表現(xiàn)出新的形狀一、蛋白質(zhì)工程

2、的崛起的緣由一、蛋白質(zhì)工程的崛起的緣由例如：例如：改造改造干擾素（半胱氨酸）干擾素（半胱氨酸）體外很難保存體外很難保存干擾素（絲氨酸）干擾素（絲氨酸）體外可以保存半年體外可以保存半年玉米中賴氨酸含量比較低玉米中賴氨酸含量比較低天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶（352位的蘇氨酸）位的蘇氨酸）二氫吡啶二羧酸合成酶二氫吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺）位的天冬酰胺）改造改造改造改造天冬氨酸激酶（異亮氨酸）天冬氨酸激酶（異亮氨酸）二氫吡啶二羧酸合成酶二氫吡啶二羧酸合成酶（異亮氨酸）（異亮氨酸）玉米中賴氨酸含量可提高數(shù)倍玉米中賴氨酸含量可提高數(shù)倍許多許多工業(yè)用酶工業(yè)用酶是在改變天然酶的特性后，才使之適應(yīng)生產(chǎn)

3、和使是在改變天然酶的特性后，才使之適應(yīng)生產(chǎn)和使用需要的。用需要的。蛋白質(zhì)工程就是為了生產(chǎn)出符合人蛋白質(zhì)工程就是為了生產(chǎn)出符合人類生產(chǎn)和生活需要的蛋白質(zhì)，甚至是類生產(chǎn)和生活需要的蛋白質(zhì)，甚至是自然界不存在的蛋白質(zhì)。自然界不存在的蛋白質(zhì)。二、蛋白質(zhì)工程的基本原理二、蛋白質(zhì)工程的基本原理1 1、蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)、蛋白質(zhì)工程的目標(biāo) 根據(jù)人們對根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋的特定需求，對蛋白質(zhì)的白質(zhì)的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計。進行分子設(shè)計。2 2、天然蛋白質(zhì)的合成過程、天然蛋白質(zhì)的合成過程( (中心法則）中心法則）DNADNA（基因）（基因）轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄mRNAmRNA翻譯翻譯蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)基因基

4、因表達（轉(zhuǎn)錄和翻譯）表達（轉(zhuǎn)錄和翻譯）形成氨基酸序列的多肽鏈形成氨基酸序列的多肽鏈形形成具有高級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)成具有高級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)行使生物功能行使生物功能由于基因決定蛋白質(zhì)，要對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進由于基因決定蛋白質(zhì)，要對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改造，最終還必須通過基因來完成行設(shè)計改造，最終還必須通過基因來完成基因基因DNA氨基酸序列氨基酸序列多肽鏈多肽鏈蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)預(yù)期功能預(yù)期功能生物功能生物功能mRNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯折疊折疊DNA合成合成分子設(shè)計分子設(shè)計 蛋白質(zhì)的功能是蛋白質(zhì)的功能是DNA決定的，那么要制決定的，那么要制造出新的蛋白質(zhì)，就要改造造出新的蛋白質(zhì)，就要改造DNA，所以蛋

5、，所以蛋白質(zhì)工程的原理應(yīng)該是中心法則的逆推。白質(zhì)工程的原理應(yīng)該是中心法則的逆推。思考思考：對天然蛋白質(zhì)進行改造，你認(rèn)為應(yīng)該直接對：對天然蛋白質(zhì)進行改造，你認(rèn)為應(yīng)該直接對蛋白質(zhì)分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？蛋白質(zhì)分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？應(yīng)該應(yīng)該從對基因的操作來實現(xiàn)從對基因的操作來實現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)改造，對天然蛋白質(zhì)改造，主要原因如下：主要原因如下：（1 1）任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，）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)進行了改造，而且改造了基因即對蛋白質(zhì)進行了改造，而且改造過改造過的蛋白質(zhì)可以遺傳下去的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果對蛋白質(zhì)直

6、接改造，。如果對蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)分子還是無法即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)分子還是無法遺傳的。遺傳的。（2 2）對基因進行改造比對蛋白質(zhì)直接改造要）對基因進行改造比對蛋白質(zhì)直接改造要容容易操作，難度要小得多易操作，難度要小得多。 、蛋白質(zhì)工程的基本途徑、蛋白質(zhì)工程的基本途徑預(yù)期的蛋白質(zhì)功能預(yù)期的蛋白質(zhì)功能設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列推測應(yīng)有的氨基酸序列找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）（基因）蛋白質(zhì)工程流程圖蛋白質(zhì)工程流程圖從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

7、推測應(yīng)有的氨基酸序列推測應(yīng)有的氨基酸序列找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列討論：討論：1、怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？、怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？ 請把相應(yīng)的堿基序列寫出來。請把相應(yīng)的堿基序列寫出來。 討論：討論：某多肽鏈的一段氨基酸序列是：某多肽鏈的一段氨基酸序列是：-丙氨酸丙氨酸-色氨酸色氨酸-賴氨酸賴氨酸-甲硫氨酸甲硫氨酸-苯丙氨酸苯丙氨酸-丙氨酸：丙氨酸：GCU、GCC、GCA、GCG 色氨酸：色氨酸：UGG 賴氨酸：賴氨酸：AAA、AAG 甲硫氨酸：甲硫氨酸：AUG 苯丙氨酸：苯丙氨酸：UUU、UUC 每種氨基酸都有對應(yīng)的三聯(lián)密碼子每種氨基酸都

8、有對應(yīng)的三聯(lián)密碼子,只要查一下遺傳只要查一下遺傳密碼子表密碼子表,就可以將上述氨基酸序列的編碼序列查出就可以將上述氨基酸序列的編碼序列查出來。但是由于上述氨基酸序列中來。但是由于上述氨基酸序列中有幾個氨基酸是由有幾個氨基酸是由多個三聯(lián)密碼子編碼多個三聯(lián)密碼子編碼,因此其堿基排列組合起來就比因此其堿基排列組合起來就比較復(fù)雜較復(fù)雜,至少可以排列出至少可以排列出16種。同學(xué)們可以根據(jù)學(xué)過種。同學(xué)們可以根據(jù)學(xué)過的排列組合知識自己排列一下。首先應(yīng)該根據(jù)三聯(lián)的排列組合知識自己排列一下。首先應(yīng)該根據(jù)三聯(lián)密碼子推出密碼子推出mRNA序列為序列為GCU（或（或C或或A或或G）UGGAAA（或（或G）AUGUUU

9、（或（或C），再根據(jù)堿基），再根據(jù)堿基互補配對規(guī)律推出脫氧核苷酸序列：互補配對規(guī)律推出脫氧核苷酸序列：CGA（或（或G或或T或或C）ACCTTT（或（或C）TACAAA（或（或G）。）?；蚨c誘變技術(shù)的常用方法是基因定點誘變技術(shù)的常用方法是PCR法。法。突變點：突變點：人工合成的引物上人工合成的引物上手段：手段：PCRPCR技術(shù)（定點突變試劑盒）技術(shù)（定點突變試劑盒）目的：目的：獲得定點突變的基因獲得定點突變的基因2、確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合、確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合 成或改造目的基因（成或改造目的基因（DNA）？）？可以通過人工合成的方法獲取或基因的定可以通過人工合

10、成的方法獲取或基因的定點誘變技術(shù)來改變。點誘變技術(shù)來改變?；驎l(fā)生突變，突變可以自發(fā)，也可以誘發(fā)，這是每個稍基因會發(fā)生突變，突變可以自發(fā)，也可以誘發(fā)，這是每個稍有生物學(xué)知識的人都知道的常識。但在加拿大生物化學(xué)家有生物學(xué)知識的人都知道的常識。但在加拿大生物化學(xué)家M史密斯（史密斯（19322000）發(fā)明定點突變法之前，突變株的）發(fā)明定點突變法之前，突變株的產(chǎn)生必須經(jīng)由自然界或用化學(xué)等方法誘使基因體突變。這類產(chǎn)生必須經(jīng)由自然界或用化學(xué)等方法誘使基因體突變。這類方法屬于隨機突變，突變株必須在生物性狀上有所改變，才方法屬于隨機突變，突變株必須在生物性狀上有所改變，才能確定有突變發(fā)生，但除非用分子生物方

11、法或遺傳方法找到能確定有突變發(fā)生，但除非用分子生物方法或遺傳方法找到此突變處，否則無法確定突變位置。也就是說，這種突變是此突變處，否則無法確定突變位置。也就是說，這種突變是盲目的。而史密斯發(fā)明的定點突變法卻是有目的的，該法可盲目的。而史密斯發(fā)明的定點突變法卻是有目的的，該法可經(jīng)由設(shè)計好的寡核苷酸，在任何一個基因片段上進行隨意或經(jīng)由設(shè)計好的寡核苷酸，在任何一個基因片段上進行隨意或設(shè)計好的突變，也就是說，這種突變是預(yù)先設(shè)定好的，所以設(shè)計好的突變，也就是說，這種突變是預(yù)先設(shè)定好的，所以也有人將該法稱為也有人將該法稱為“反遺傳法反遺傳法”。有意思的是這一給生命科學(xué)研究及應(yīng)用領(lǐng)域帶來革命性有意思的是這一

12、給生命科學(xué)研究及應(yīng)用領(lǐng)域帶來革命性突破的方法竟然是史密斯和其同事在喝咖啡時閑聊出來的。突破的方法竟然是史密斯和其同事在喝咖啡時閑聊出來的?，F(xiàn)在，幾乎每個生物實驗室都會用定點突變法來研究基因或現(xiàn)在，幾乎每個生物實驗室都會用定點突變法來研究基因或蛋白質(zhì)的功能。蛋白質(zhì)的功能。蛋白質(zhì)工程的概念蛋白質(zhì)工程的概念 蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律蛋白質(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)系作為基礎(chǔ)，通過基及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類對造或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類對生產(chǎn)和生

13、活的需求。生產(chǎn)和生活的需求。前提前提：了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能原理原理：改造基因（基因修飾或基因合成）改造基因（基因修飾或基因合成）目的：目的： 定向改造或制造蛋白質(zhì)定向改造或制造蛋白質(zhì)（1 1）從生物體中）從生物體中分離純化分離純化目的目的蛋白蛋白；（2 2）借助核磁共振和）借助核磁共振和X X射線晶體衍射等手段，盡可能射線晶體衍射等手段，盡可能地地了解了解蛋白質(zhì)的二維重組和三維晶體蛋白質(zhì)的二維重組和三維晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu); ; （3 3）設(shè)計設(shè)計各種各種處理條件處理條件，了解了解蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化結(jié)構(gòu)變化，包括折疊與去折疊等對其包括折疊與去折疊等對其活性與功能活性與功能

14、的影響；的影響；（4 4）測定測定其氨基酸其氨基酸序列序列；（5 5）設(shè)計設(shè)計編碼該蛋白的編碼該蛋白的基因改造方案基因改造方案，如定點突變；，如定點突變；（6 6）分離、純化新蛋白分離、純化新蛋白，功能檢測功能檢測后投入實際使用。后投入實際使用。 蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)：對編碼蛋白質(zhì)的基因進行改造對編碼蛋白質(zhì)的基因進行改造項目項目基因工程基因工程蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程操作起點操作起點操作核心操作核心過程過程目標(biāo)目標(biāo)結(jié)果結(jié)果聯(lián)系聯(lián)系目的基因目的基因 預(yù)期的蛋白質(zhì)功能預(yù)期的蛋白質(zhì)功能 基因表達載體基因表達載體基因基因獲取目的基因獲取目的基因構(gòu)建表達載體構(gòu)建表達載體導(dǎo)入受體細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞目的基因的檢測與表

15、達目的基因的檢測與表達預(yù)期蛋白質(zhì)功能預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測氨基酸序列推測氨基酸序列推測核苷酸序列推測核苷酸序列合成合成DNA 表達出蛋白質(zhì)表達出蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特定向改造生物的遺傳特性，獲得人類所需的生性，獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品物類型或生物產(chǎn)品定向定向改造或生產(chǎn)改造或生產(chǎn)人類所人類所需的蛋白質(zhì)需的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中已有的蛋生產(chǎn)自然界中已有的蛋白質(zhì)白質(zhì)蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上,延伸出來的第延伸出來的第二代基因工程二代基因工程。因為對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造。因為對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，必須通過基因的修飾或基因

16、的合成。新的蛋白質(zhì)，必須通過基因的修飾或基因的合成。生產(chǎn)自然界沒有的蛋生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)白質(zhì)比較基因工程和蛋白質(zhì)工程比較基因工程和蛋白質(zhì)工程比較基因工程和蛋白質(zhì)工程比較基因工程和蛋白質(zhì)工程基因工程基因工程蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程相同點相同點都要改造基因，都屬于分子水平都要改造基因，都屬于分子水平產(chǎn)生新的產(chǎn)生新的基因型，無新基因基因型，無新基因基因（型）基因（型）產(chǎn)生的蛋白質(zhì)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)原有的原有的新的新的聯(lián)系聯(lián)系蛋白質(zhì)工程以基因工程為基礎(chǔ)，蛋白質(zhì)工程以基因工程為基礎(chǔ)，是基因工程的應(yīng)用和延伸是基因工程的應(yīng)用和延伸（二）蛋白質(zhì)改造工程舉例（二）蛋白質(zhì)改造工程舉例1水蛭素改造水蛭素改造水蛭素是水蛭唾

17、液腺分泌的凝血酶特異抑制劑，水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特異抑制劑，它有多種變異體，由它有多種變異體，由65或或66個氨基酸殘基組成。水個氨基酸殘基組成。水蛭素在臨床上可作為抗栓藥物用于治療血栓疾病。蛭素在臨床上可作為抗栓藥物用于治療血栓疾病。為提高水蛭素活性，在綜合各變異體結(jié)構(gòu)特點的基為提高水蛭素活性，在綜合各變異體結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上提出改造水蛭素主要變異體礎(chǔ)上提出改造水蛭素主要變異體HV2的設(shè)計方案，的設(shè)計方案，將將47位的位的Asn（天冬酰胺）變成（天冬酰胺）變成Lys（賴氨酸），（賴氨酸），使其與分子內(nèi)第使其與分子內(nèi)第4或第或第5位位Thr（蘇氨酸）間形成氫（蘇氨酸）間形成氫鍵來幫助水

18、蛭素鍵來幫助水蛭素N端肽段的正確取向，從而提高抗端肽段的正確取向，從而提高抗凝血效率，試管試驗活性提高了凝血效率，試管試驗活性提高了4倍，在動物模型倍，在動物模型上檢驗抗血栓形成的效果，提高上檢驗抗血栓形成的效果，提高20倍。倍。2 2生長激素改造生長激素改造生長激素通過對它特異受體的作用促進細(xì)胞和機體的生生長激素通過對它特異受體的作用促進細(xì)胞和機體的生長發(fā)育，然而它不僅可以結(jié)合生長激素受體，還可以結(jié)合長發(fā)育，然而它不僅可以結(jié)合生長激素受體，還可以結(jié)合許多種不同類型細(xì)胞的催乳激素受體，引發(fā)其他生理過程。許多種不同類型細(xì)胞的催乳激素受體，引發(fā)其他生理過程。在治療過程中為減少副作用，需使人的重組生

19、長激素只與在治療過程中為減少副作用，需使人的重組生長激素只與生長激素受體結(jié)合，盡可能減少與其他激素受體的結(jié)合。生長激素受體結(jié)合，盡可能減少與其他激素受體的結(jié)合。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，二者受體結(jié)合區(qū)有一部分重疊，但并不完全經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，二者受體結(jié)合區(qū)有一部分重疊，但并不完全相同，有可能通過改造加以區(qū)別。由于人的生長激素和催相同，有可能通過改造加以區(qū)別。由于人的生長激素和催乳激素受體結(jié)合需要鋅離子參與作用，而它與生長激素受乳激素受體結(jié)合需要鋅離子參與作用，而它與生長激素受體結(jié)合則無需鋅離子參與，于是考慮取代充當(dāng)鋅離子配基體結(jié)合則無需鋅離子參與，于是考慮取代充當(dāng)鋅離子配基的氨基酸側(cè)鏈，如第的氨基酸側(cè)鏈，如第18

20、18和第和第2121位位HisHis（組氨酸）和第（組氨酸）和第1717位位GluGlu（谷氨酸）。實驗結(jié)果與預(yù)先設(shè)想一致，但要開發(fā)作（谷氨酸）。實驗結(jié)果與預(yù)先設(shè)想一致，但要開發(fā)作為臨床用藥還有大量的工作要做。為臨床用藥還有大量的工作要做。3胰島素改造胰島素改造天然胰島素制劑在儲存中易形成二聚體和六聚天然胰島素制劑在儲存中易形成二聚體和六聚體，延緩胰島素從注射部位進入血液，從而延緩體，延緩胰島素從注射部位進入血液，從而延緩了其降血糖作用，也增加了抗原性，這是胰島素了其降血糖作用，也增加了抗原性，這是胰島素B23-B28氨基酸殘基結(jié)構(gòu)所致。利用蛋白質(zhì)工程氨基酸殘基結(jié)構(gòu)所致。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改變

21、這些殘基，則可降低其聚合作用，使胰技術(shù)改變這些殘基，則可降低其聚合作用，使胰島素快速起作用。該速效胰島素已通過臨床實驗。島素快速起作用。該速效胰島素已通過臨床實驗。4治癌酶的改造治癌酶的改造 癌癥的基因治療分二個方面：藥物作用于癌癥的基因治療分二個方面：藥物作用于癌細(xì)胞，特異性地抑制或殺死癌細(xì)胞；藥物保癌細(xì)胞，特異性地抑制或殺死癌細(xì)胞；藥物保護正常細(xì)胞免受化學(xué)藥物的侵害，可以提高化護正常細(xì)胞免受化學(xué)藥物的侵害，可以提高化學(xué)治療的劑量。皰疹病毒（學(xué)治療的劑量。皰疹病毒（HSV）胸腺嘧啶激）胸腺嘧啶激酶（酶（TK）可以催化胸腺嘧啶和其它結(jié)構(gòu)類似）可以催化胸腺嘧啶和其它結(jié)構(gòu)類似物磷酸化而使這些堿基物

22、磷酸化而使這些堿基3-OH缺乏缺乏,從而阻斷從而阻斷DNA的合成，殺死癌細(xì)胞。的合成，殺死癌細(xì)胞。HSVTK催化能催化能力可以通過基因突變來提高。從大量的隨機突力可以通過基因突變來提高。從大量的隨機突變中進行篩選出一種酶變中進行篩選出一種酶,在酶活性部位附近有在酶活性部位附近有6個氨基酸被替換，催化能力個氨基酸被替換，催化能力20倍以上。倍以上。蛋白質(zhì)工程的發(fā)展很快，研究工作很蛋白質(zhì)工程的發(fā)展很快，研究工作很多，以上僅介紹了幾個例子。蛋白質(zhì)工多，以上僅介紹了幾個例子。蛋白質(zhì)工程除了用于改造天然蛋白質(zhì)或設(shè)計制造程除了用于改造天然蛋白質(zhì)或設(shè)計制造新的蛋白質(zhì)外，其本身還是研究蛋白質(zhì)新的蛋白質(zhì)外，其本

23、身還是研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能的一種強有力的工具，它在解結(jié)構(gòu)功能的一種強有力的工具，它在解決生物理論方面所起的作用，可以和任決生物理論方面所起的作用，可以和任何重大的生物研究方法相提并論。何重大的生物研究方法相提并論。三、蛋白質(zhì)工程的進展和前景三、蛋白質(zhì)工程的進展和前景蛋白質(zhì)工程匯集了當(dāng)代分子生物學(xué)等學(xué)科的蛋白質(zhì)工程匯集了當(dāng)代分子生物學(xué)等學(xué)科的一些前沿領(lǐng)域的最新成就，它把核酸與蛋白質(zhì)一些前沿領(lǐng)域的最新成就，它把核酸與蛋白質(zhì)結(jié)合、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與生物功能結(jié)合起來研結(jié)合、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與生物功能結(jié)合起來研究。蛋白質(zhì)工程將蛋白質(zhì)與酶的研究推進到嶄究。蛋白質(zhì)工程將蛋白質(zhì)與酶的研究推進到嶄新的時代，為蛋白質(zhì)和

24、酶在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥新的時代，為蛋白質(zhì)和酶在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥方面的應(yīng)用開拓了誘人的前景。蛋白質(zhì)工程開方面的應(yīng)用開拓了誘人的前景。蛋白質(zhì)工程開創(chuàng)了按照人類意愿改造、創(chuàng)造符合人類需要的創(chuàng)了按照人類意愿改造、創(chuàng)造符合人類需要的蛋白質(zhì)的新時期。蛋白質(zhì)的新時期。1、前景誘人：如用此技術(shù)制成的、前景誘人：如用此技術(shù)制成的 ，具有具有 、耗電少和、耗電少和 的特點。的特點。2、難度很大：主要是目前科學(xué)家對大多數(shù)、難度很大：主要是目前科學(xué)家對大多數(shù)蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的 的了解還很不夠。的了解還很不夠。電子元件電子元件體積小體積小效率高效率高高級結(jié)構(gòu)高級結(jié)構(gòu)旁欄思考題旁欄思考題 你知道人類蛋白質(zhì)組計劃嗎？它與蛋白質(zhì)

25、工程有什么你知道人類蛋白質(zhì)組計劃嗎？它與蛋白質(zhì)工程有什么關(guān)系？我國科學(xué)家承擔(dān)了什么任務(wù)？關(guān)系？我國科學(xué)家承擔(dān)了什么任務(wù)？人類蛋白質(zhì)組計劃是繼人類基因組計劃之后，人類蛋白質(zhì)組計劃是繼人類基因組計劃之后，生命科學(xué)乃至自然科學(xué)領(lǐng)域一項重大的科學(xué)生命科學(xué)乃至自然科學(xué)領(lǐng)域一項重大的科學(xué)命題。命題。20012001年，國際人類蛋白質(zhì)組組織宣告年，國際人類蛋白質(zhì)組組織宣告成立。之后，該組織正式提出啟動了兩項重成立。之后，該組織正式提出啟動了兩項重大國際合作行動：一項是由大國際合作行動：一項是由中國科學(xué)家中國科學(xué)家牽頭牽頭執(zhí)行的執(zhí)行的“人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃”；另一項；另一項是以美國科學(xué)家牽

26、頭執(zhí)行的是以美國科學(xué)家牽頭執(zhí)行的“人類血漿蛋白人類血漿蛋白質(zhì)組計劃質(zhì)組計劃”，由此拉開了人類蛋白質(zhì)組計劃，由此拉開了人類蛋白質(zhì)組計劃的帷幕。的帷幕?！叭祟惛闻K蛋白質(zhì)組計劃人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃”是國際上第一個人是國際上第一個人類組織器官的蛋白質(zhì)組計劃，由我國賀福類組織器官的蛋白質(zhì)組計劃，由我國賀福初院士牽頭，這是中國科學(xué)家第一次領(lǐng)銜的初院士牽頭，這是中國科學(xué)家第一次領(lǐng)銜的重大國際科研協(xié)作計劃，總部設(shè)在北京，目重大國際科研協(xié)作計劃，總部設(shè)在北京，目前有前有1616個國家和地區(qū)的個國家和地區(qū)的8080多個實驗室報名參多個實驗室報名參加。它的科學(xué)目標(biāo)是揭示并確認(rèn)肝臟的蛋白加。它的科學(xué)目標(biāo)是揭示并確認(rèn)肝

27、臟的蛋白質(zhì)，為重大肝病預(yù)防、診斷、治療和新藥研質(zhì)，為重大肝病預(yù)防、診斷、治療和新藥研發(fā)的突破提供重要的科學(xué)基礎(chǔ)。發(fā)的突破提供重要的科學(xué)基礎(chǔ)。人類蛋白質(zhì)組計劃的深入研究將人類蛋白質(zhì)組計劃的深入研究將是對蛋白質(zhì)是對蛋白質(zhì)工程的有力推動和理論支持工程的有力推動和理論支持。 隨堂基礎(chǔ)鞏固隨堂基礎(chǔ)鞏固1蛋白質(zhì)工程中需要直接進行操作的對象是蛋白質(zhì)工程中需要直接進行操作的對象是()A氨基酸結(jié)構(gòu)氨基酸結(jié)構(gòu)B蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)C肽鏈結(jié)構(gòu)肽鏈結(jié)構(gòu) D基因結(jié)構(gòu)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)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基

28、因合成，對現(xiàn)有蛋功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過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)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)和生活需求。因此，歸根到底，還是要對基因進行改造。和生活需求。因此，歸根到底，還是要對基因進行改造。答案：答案：D2蛋白質(zhì)工程在設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)時依據(jù)的是蛋白質(zhì)工程在設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)時依據(jù)的是()A基因功能基因功能 B蛋白質(zhì)功能蛋白質(zhì)功能C氨基酸序列氨基酸序列 DmRNA密碼子序列密碼子序列解析：蛋白質(zhì)工程在設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)時依據(jù)蛋白質(zhì)功能，設(shè)解析：蛋白質(zhì)工程在設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)時依據(jù)蛋白質(zhì)功能，設(shè)計了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)后再推測并合成相應(yīng)的基

29、因。計了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)后再推測并合成相應(yīng)的基因。答案：答案：B3蛋白質(zhì)工程的基本操作程序正確的是蛋白質(zhì)工程的基本操作程序正確的是()蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)合成蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)合成DNA合成合成mRNA合成合成蛋白質(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酸的序列ABCD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)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)設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列推測應(yīng)有的氨基酸序列找到相找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列。對應(yīng)的脫氧核苷酸序列。答案：答案：C4下圖為蛋白質(zhì)工程操作的基本思路，請據(jù)圖

30、回答下列問題：下圖為蛋白質(zhì)工程操作的基本思路，請據(jù)圖回答下列問題：(1)代表蛋白質(zhì)工程操作思路的過程是代表蛋白質(zhì)工程操作思路的過程是_；代表中心法；代表中心法則內(nèi)容的是則內(nèi)容的是_。(填寫數(shù)字填寫數(shù)字)(2)寫出圖中各數(shù)字代表的生物學(xué)過程的名稱或內(nèi)容：寫出圖中各數(shù)字代表的生物學(xué)過程的名稱或內(nèi)容：_；_；_；_；_。 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 折疊折疊(加工加工) 翻譯翻譯 分子設(shè)計分子設(shè)計 DNA合成合成 4下圖為蛋白質(zhì)工程操作的基本思路，請據(jù)圖回答下列問題：下圖為蛋白質(zhì)工程操作的基本思路，請據(jù)圖回答下列問題：對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計 (3)蛋白質(zhì)工程的目的是蛋白質(zhì)工程的目的是_，

31、通過通過_實現(xiàn)。實現(xiàn)。(4)從圖中可以看出蛋白質(zhì)工程的基本途徑與中心法則是從圖中可以看出蛋白質(zhì)工程的基本途徑與中心法則是_的。的?；蚝铣苫蚋脑旎蚝铣苫蚋脑?相反相反 1下列說法不正確的是下列說法不正確的是()A天然蛋白質(zhì)是生物在長期進化過程中形成的天然蛋白質(zhì)是生物在長期進化過程中形成的B天然蛋白質(zhì)都能符合人類生產(chǎn)和生活的需要天然蛋白質(zhì)都能符合人類生產(chǎn)和生活的需要C天然干擾素在體外保存相當(dāng)困難天然干擾素在體外保存相當(dāng)困難D許多工業(yè)用酶是由天然酶改造而來的許多工業(yè)用酶是由天然酶改造而來的解析：天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，解析：天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，但不

32、一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。但不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。答案：答案：B課時跟蹤訓(xùn)練課時跟蹤訓(xùn)練2下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的設(shè)計思路中，說法不正確的是下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的設(shè)計思路中，說法不正確的是()A從蛋白質(zhì)的功能推測蛋白質(zhì)應(yīng)有的結(jié)構(gòu)從蛋白質(zhì)的功能推測蛋白質(zhì)應(yīng)有的結(jié)構(gòu)B從蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測氨基酸的排列順序從蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測氨基酸的排列順序C從氨基酸的排列順序推測基因中脫氧核苷酸的排列順序從氨基酸的排列順序推測基因中脫氧核苷酸的排列順序D蛋白質(zhì)工程完全不遵循中心法則蛋白質(zhì)工程完全不遵循中心法則解析：蛋白質(zhì)工程的基本途徑是根據(jù)中心法則反推出來的。解析：蛋白質(zhì)工程的基本途徑是根據(jù)中心法則反推

33、出來的。答案：答案：D3科學(xué)家將科學(xué)家將-干擾素基因進行定點突變導(dǎo)入大腸桿菌中表干擾素基因進行定點突變導(dǎo)入大腸桿菌中表達，使干擾素第十七位的半胱氨酸改變成絲氨酸，結(jié)果大達，使干擾素第十七位的半胱氨酸改變成絲氨酸，結(jié)果大大提高了大提高了-干擾素的抗病活性，并且提高了儲存穩(wěn)定性。干擾素的抗病活性，并且提高了儲存穩(wěn)定性。該生物技術(shù)為該生物技術(shù)為()A基因工程基因工程B蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程C基因突變基因突變 D組織培養(yǎng)組織培養(yǎng)解析：題目中的操作中涉及的基因顯然不再是原來的基因，解析：題目中的操作中涉及的基因顯然不再是原來的基因，其合成的其合成的-干擾素也不是天然干擾素也不是天然-干擾素，而是經(jīng)過改造的

34、、干擾素，而是經(jīng)過改造的、具人類所需優(yōu)點的蛋白質(zhì)，因而整個過程利用的生物技術(shù)應(yīng)具人類所需優(yōu)點的蛋白質(zhì)，因而整個過程利用的生物技術(shù)應(yīng)為蛋白質(zhì)工程。為蛋白質(zhì)工程。答案：答案：B4下列哪項不是蛋白質(zhì)工程的研究內(nèi)容下列哪項不是蛋白質(zhì)工程的研究內(nèi)容()A分析蛋白質(zhì)分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)分析蛋白質(zhì)分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)B對蛋白質(zhì)進行有目的的改造對蛋白質(zhì)進行有目的的改造C分析氨基酸的化學(xué)組成分析氨基酸的化學(xué)組成D按照人的意愿將天然蛋白質(zhì)改造成新的蛋白質(zhì)按照人的意愿將天然蛋白質(zhì)改造成新的蛋白質(zhì)解析：蛋白質(zhì)工程就是指根據(jù)蛋白質(zhì)的精細(xì)結(jié)構(gòu)和功能之間解析：蛋白質(zhì)工程就是指根據(jù)蛋白質(zhì)的精細(xì)結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系，按照人的意愿改造蛋白質(zhì)

35、分子，形成自然界中不存的關(guān)系，按照人的意愿改造蛋白質(zhì)分子，形成自然界中不存在的蛋白質(zhì)分子，對蛋白質(zhì)的改造包括氨基酸的種類、數(shù)量在的蛋白質(zhì)分子，對蛋白質(zhì)的改造包括氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序，但不包括氨基酸的化學(xué)組成。和排列順序，但不包括氨基酸的化學(xué)組成。答案：答案：C5下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述中，不正確的是下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述中，不正確的是()A蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，使之更加符合蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類的需要人類的需要B蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進行操作，蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)定向改變

36、分子的結(jié)構(gòu)C蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子D蛋白質(zhì)工程的操作起點是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計出蛋白質(zhì)工程的操作起點是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計出相應(yīng)的基因，并借助基因工程實現(xiàn)的相應(yīng)的基因，并借助基因工程實現(xiàn)的解析：蛋白質(zhì)工程實際操作還是對基因進行操作，而不是對解析：蛋白質(zhì)工程實際操作還是對基因進行操作，而不是對蛋白質(zhì)進行操作。蛋白質(zhì)進行操作。答案：答案：B6科學(xué)家為提高玉米中賴氨酸含量，將天冬氨酸激酶的科學(xué)家為提高玉米中賴氨酸含量，將天冬氨酸激酶的第第352位的蘇氨酸變成異亮氨酸，將二氫吡啶二羧酸合成位的蘇氨酸變成異亮氨酸，

37、將二氫吡啶二羧酸合成酶中酶中104位的氨基酸由天冬酰胺變成異亮氨酸，就可以使位的氨基酸由天冬酰胺變成異亮氨酸，就可以使玉米葉片和種子中的游離賴氨酸含量分別提高玉米葉片和種子中的游離賴氨酸含量分別提高5倍和倍和2倍，倍，下列對蛋白質(zhì)的改造，操作正確的是下列對蛋白質(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)直接通過分子水平改造蛋白質(zhì)B直接改造相應(yīng)的直接改造相應(yīng)的mRNAC對相應(yīng)的基因進行操作對相應(yīng)的基因進行操作D重新合成新的基因重新合成新的基因 解析：蛋白質(zhì)工程的直接操作對象是基因。解析：蛋白質(zhì)工程的直接操作對象是基因。答案：答案：C7豬的胰島素用于人體降低血糖濃度效果不明顯，原因是豬的

38、胰島素用于人體降低血糖濃度效果不明顯，原因是豬的胰島素分子中有一個氨基酸與人的不同。為了使豬的胰豬的胰島素分子中有一個氨基酸與人的不同。為了使豬的胰島素用于臨床治療人的糖尿病，用蛋白質(zhì)工程對蛋白質(zhì)分子島素用于臨床治療人的糖尿病，用蛋白質(zhì)工程對蛋白質(zhì)分子進行設(shè)計的最佳方案是進行設(shè)計的最佳方案是()A對豬的胰島素進行一個不同氨基酸的替換對豬的胰島素進行一個不同氨基酸的替換B將豬的胰島素和人的胰島素進行拼接，組成新的胰島素將豬的胰島素和人的胰島素進行拼接，組成新的胰島素C將豬和人的胰島素混合在一起治療人的糖尿病將豬和人的胰島素混合在一起治療人的糖尿病D根據(jù)人的胰島素設(shè)計制造一種新的胰島素根據(jù)人的胰島

39、素設(shè)計制造一種新的胰島素解析：要使豬的胰島素臨床用于治療人的糖尿病，需要對豬解析：要使豬的胰島素臨床用于治療人的糖尿病，需要對豬的胰島素進行蛋白質(zhì)改造，制造一種新的胰島素。蛋白質(zhì)工的胰島素進行蛋白質(zhì)改造，制造一種新的胰島素。蛋白質(zhì)工程實質(zhì)是對基因的改造。程實質(zhì)是對基因的改造。答案：答案：D8下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程和基因工程的比較，不合理的是下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程和基因工程的比較，不合理的是()A基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)，而蛋基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程可以對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，從而制造一種新的蛋白白質(zhì)工程可以對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，從而制造一種新的蛋白質(zhì)

40、質(zhì)B蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，蛋白質(zhì)工蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，蛋白質(zhì)工程最終還是要通過基因修飾或基因合成來完成程最終還是要通過基因修飾或基因合成來完成C當(dāng)?shù)玫娇梢栽诋?dāng)?shù)玫娇梢栽?0 條件下保存半年的干擾素后，在相關(guān)條件下保存半年的干擾素后，在相關(guān)酶、氨基酸和適宜的溫度、酶、氨基酸和適宜的溫度、pH條件下，干擾素可以大量自我合條件下，干擾素可以大量自我合成成D基因工程和蛋白質(zhì)工程產(chǎn)生的變異都是可遺傳的基因工程和蛋白質(zhì)工程產(chǎn)生的變異都是可遺傳的解析：利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)蛋白質(zhì)產(chǎn)品應(yīng)通過改造相應(yīng)基因解析：利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)蛋白質(zhì)產(chǎn)品應(yīng)通過改造相應(yīng)基因后，再經(jīng)基因表達大

41、量產(chǎn)生。后，再經(jīng)基因表達大量產(chǎn)生。答案：答案：C9某種微生物合成的蛋白酶與人體消化液中的蛋白酶的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，只是其熱穩(wěn)定性較差，進入人體后容結(jié)構(gòu)和功能很相似，只是其熱穩(wěn)定性較差，進入人體后容易失效?，F(xiàn)要將此酶開發(fā)成一種片劑，臨床治療食物消化易失效?，F(xiàn)要將此酶開發(fā)成一種片劑，臨床治療食物消化不良，最佳方案是不良，最佳方案是()A替換此酶中的少數(shù)氨基酸，以改善其功能替換此酶中的少數(shù)氨基酸，以改善其功能B將此酶與人蛋白酶進行拼接，形成新的蛋白酶將此酶與人蛋白酶進行拼接，形成新的蛋白酶C重新設(shè)計與創(chuàng)造一種蛋白酶重新設(shè)計與創(chuàng)造一種蛋白酶D減少此酶在片劑

42、中的含量減少此酶在片劑中的含量解析：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)包括一級結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)，一級結(jié)構(gòu)是解析：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)包括一級結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)，一級結(jié)構(gòu)是指組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序，蛋白質(zhì)的指組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序，蛋白質(zhì)的功能是由一級結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)共同決定的，特別是空間結(jié)構(gòu)功能是由一級結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)共同決定的，特別是空間結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)的功能關(guān)系更密切。要想使蛋白酶熱穩(wěn)定性有所提與蛋白質(zhì)的功能關(guān)系更密切。要想使蛋白酶熱穩(wěn)定性有所提高，就要改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，此類問題一般是對蛋白質(zhì)中的高，就要改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，此類問題一般是對蛋白質(zhì)中的個別氨基酸進行替換。個別氨基酸進行替換。答案：答案

43、：A10蛋白質(zhì)工程中最早成功實現(xiàn)的是蛋白質(zhì)工程中最早成功實現(xiàn)的是()A對胰島素進行改造，生產(chǎn)速效型藥品對胰島素進行改造，生產(chǎn)速效型藥品B蛋白質(zhì)工程應(yīng)用于微電子方面蛋白質(zhì)工程應(yīng)用于微電子方面C體外耐保存的干擾素體外耐保存的干擾素D用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)高產(chǎn)賴氨酸玉米用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)高產(chǎn)賴氨酸玉米解析：解析：1981年，用基因工程菌生產(chǎn)出胰島素產(chǎn)品，隨后進入年，用基因工程菌生產(chǎn)出胰島素產(chǎn)品，隨后進入商品化生產(chǎn)，結(jié)束了完全依賴動物臟器生產(chǎn)胰島素的歷史。商品化生產(chǎn)，結(jié)束了完全依賴動物臟器生產(chǎn)胰島素的歷史。答案：答案：A11(14分分)干擾素是動物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，可以用于治干擾素是動物體內(nèi)合成的一種蛋白

44、質(zhì)，可以用于治療病毒感染和癌癥，但體外保存相當(dāng)困難，如果將其分子上的療病毒感染和癌癥，但體外保存相當(dāng)困難，如果將其分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可在一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可在70 條件下保存半年，條件下保存半年，給廣大患者帶來福音。給廣大患者帶來福音。(1)蛋白質(zhì)的合成是受基因控制的，因此獲得能夠控制合成蛋白質(zhì)的合成是受基因控制的，因此獲得能夠控制合成“可可以保存的干擾素以保存的干擾素”的基因是生產(chǎn)的關(guān)鍵，依據(jù)蛋白質(zhì)工程原理，的基因是生產(chǎn)的關(guān)鍵，依據(jù)蛋白質(zhì)工程原理，設(shè)計實驗流程，讓動物生產(chǎn)設(shè)計實驗流程，讓動物生產(chǎn)“可以保存的干擾素可以保存的干擾素”：預(yù)期的蛋預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)白質(zhì)結(jié)構(gòu) 應(yīng)

45、有的氨應(yīng)有的氨基酸序列基酸序列 相對應(yīng)的脫相對應(yīng)的脫氧核苷酸序氧核苷酸序列列(基因基因) 預(yù)期蛋白預(yù)期蛋白質(zhì)的功能質(zhì)的功能 11(14分分)干擾素是動物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，可以用于治干擾素是動物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒感染和癌癥，但體外保存相當(dāng)困難，如果將其分子上的療病毒感染和癌癥，但體外保存相當(dāng)困難，如果將其分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可在一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可在70 條件下保存半年，條件下保存半年，給廣大患者帶來福音。給廣大患者帶來福音。自然界已存在自然界已存在 (2)基因工程和蛋白質(zhì)工程相比較，基因工程在原則上只能生產(chǎn)基因工程和蛋白質(zhì)工程相比較，基因工程在原則

46、上只能生產(chǎn)_ 的蛋白質(zhì)，不一定符合的蛋白質(zhì)，不一定符合_需要。需要。而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過系作為基礎(chǔ)，通過_或或_，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行_或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。需要。人類生產(chǎn)和生活人類生產(chǎn)和生活 基因修飾基因修飾 基因合成基因合成 改造改造 11(14分分)干擾素是動物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，可以用于治干擾素是動物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒感染和癌癥，但體外保存相當(dāng)困難，如果將其分子上的療病毒感染和

47、癌癥，但體外保存相當(dāng)困難，如果將其分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可在一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可在70 條件下保存半年，條件下保存半年，給廣大患者帶來福音。給廣大患者帶來福音。空間空間(或高級或高級) (3)蛋白質(zhì)工程實施的難度很大，原因是蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的蛋白質(zhì)工程實施的難度很大，原因是蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的_ 結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。(4)對天然蛋白質(zhì)進行改造，應(yīng)該直接對蛋白質(zhì)分子進行操作，對天然蛋白質(zhì)進行改造，應(yīng)該直接對蛋白質(zhì)分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？其原因是什么？還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？其原因是什么？應(yīng)該通過對基因的操作來實現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)的改造。首先，任何應(yīng)該通過對基因的操

48、作來實現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)的改造。首先，任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因也就是對蛋白質(zhì)一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因也就是對蛋白質(zhì)進行了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以通過改造過的基因遺傳下進行了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以通過改造過的基因遺傳下去；如果對蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)去；如果對蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)分子也無法遺傳。其次，對基因進行改造比對蛋白質(zhì)直接進行改分子也無法遺傳。其次，對基因進行改造比對蛋白質(zhì)直接進行改造要容易操作，難度要小得多造要容易操作，難度要小得多 12綠色熒光蛋白綠色熒光蛋白(GFP)能在藍(lán)光或紫外光的激發(fā)下發(fā)出熒光，能在藍(lán)光或紫外光的激發(fā)下發(fā)出熒光，這樣借助這樣借助GFP發(fā)生的熒光就可以跟蹤蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)部的移發(fā)生的熒光就可以跟蹤蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)部的移動情況，幫助推斷蛋白質(zhì)的功能。下圖為我國首例綠色熒光蛋動情況，幫助推斷蛋白質(zhì)的功能。下圖為我國首例綠色熒光蛋白白(GFP)轉(zhuǎn)基因克隆豬的培育過程示意圖，據(jù)圖回答：轉(zhuǎn)基因克隆豬的培育過程示意圖，據(jù)圖回答：(1)圖中通過過程、形成重組質(zhì)粒，需要限制酶切取目的基因、切割質(zhì)圖中通過過程、形成重組質(zhì)粒，需要限制酶切取目的基因、切割質(zhì)粒。限制酶粒。限制酶的識別序列和切點是的識別序列和切點是GGATCC，限制酶，限制