高中生物第一章基因工程第三節(jié)蛋白質(zhì)工程同步備課教學(xué)案浙科版

1、- 1 - / 14第三節(jié)蛋白質(zhì)工程學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.結(jié)合教材P35，概述蛋白質(zhì)工程的概念和基本原理。2.結(jié)合教材P3537，說(shuō)出蛋白質(zhì)工程的基本過(guò)程。3.結(jié)合教材P3839,舉例描述蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用和發(fā)展。重難點(diǎn)擊蛋白質(zhì)工程的概念和基本原理。課堂導(dǎo)入-方式一 人類可以創(chuàng)造出自然界不存在的蛋白質(zhì)嗎？答案是肯定的。例如：科學(xué)家已生產(chǎn)出 一種以前必須從南極魚類身體中提取的抗凍蛋白質(zhì)。這一技術(shù)可用于儲(chǔ)存大量新鮮的動(dòng)植物 和人類的組織細(xì)胞，防止形成冰晶，破壞脆弱的細(xì)胞膜和細(xì)胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。你想了解這方面 的知識(shí)嗎？請(qǐng)跟著我一起學(xué)習(xí)：蛋白質(zhì)工程。方式二基因工程的誕生，為克服遠(yuǎn)緣雜交的障礙問(wèn)題，帶來(lái)了新的希望，并

2、取得了豐碩成 果：大腸桿菌為人類生產(chǎn)出了胰島素，牛的乳腺生物反應(yīng)器為人類制造出了蛋白 質(zhì)類藥物，煙草植物體內(nèi)含有了某種藥物蛋白至此，人們也只是實(shí)現(xiàn)了自然界現(xiàn)有基因 在轉(zhuǎn)基因生物中的表達(dá)。但一個(gè)新問(wèn)題出現(xiàn)了，生物產(chǎn)生的天然蛋白質(zhì)是在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中 形成的，它的結(jié)構(gòu)、性能不能完全滿足人類生產(chǎn)和生活的需要。于是要對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，制造出目前從天然蛋白質(zhì)中找不到的蛋白質(zhì)。這樣人們又開 始了新一輪的探索，蛋白質(zhì)工程應(yīng)運(yùn)而生了。一、蛋白質(zhì)工程概述基礎(chǔ)梳理1蛋白質(zhì)工程的概念 基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能之間的關(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。- 2 - / 14(3

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)。關(guān)鍵技術(shù)：基因工程。2蛋白質(zhì)工程的流程3蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵技術(shù)蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵技術(shù)是基因工程。蛋白質(zhì)工程又被稱為第二代基因工程。4對(duì)蛋白質(zhì)改進(jìn)的三種類型改造類型操作程序大改根據(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)期功能中改改變蛋白質(zhì)分子中某一個(gè)多肽鏈片段或一個(gè)特定的結(jié)構(gòu)小改通過(guò)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5.兩種改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的技術(shù)(1)定點(diǎn)誘變技術(shù)：適用于已知空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。(2)非定點(diǎn)誘變技

4、術(shù)：適用于不能預(yù)先確定誘變位點(diǎn)的蛋白質(zhì)。對(duì)照下面蛋白質(zhì)工程的基本過(guò)程，分析回答問(wèn)題:/ 結(jié)構(gòu)楔吩“/i-|蚩門住址牝卜L _ _ 1請(qǐng)寫出中心法則，并說(shuō)明蛋白質(zhì)工程中獲取目的基因的方法。答案(1)中心法則如下:(2)獲取目的基因的方法是人工合成法。2基因工程合成的蛋白質(zhì)有哪些不足?答案 在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)。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，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。3對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為應(yīng)該直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過(guò)對(duì)基因的操作 來(lái)實(shí)現(xiàn)？答案 應(yīng)該通過(guò)對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)天然蛋白質(zhì)的改造，主要原因如下：預(yù)期功能蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)-氨基酸序

5、列D合成基因問(wèn)題探究理驟升華理驟升華車車莊透析莊透析- 3 - / 14(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(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過(guò) 的蛋白質(zhì)可能會(huì)遺傳下去。如果對(duì)蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，但被改造過(guò)的蛋白質(zhì)分 子也是無(wú)法遺傳的。(2)對(duì)基因進(jìn)行改造比對(duì)蛋白質(zhì)直接改造要容易操作，難度要小得多。4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，試從以下各項(xiàng)分析此技術(shù)。項(xiàng)目?jī)?nèi)容條件原料脫氧核苷酸酶DNA聚合酶和DNA連接酶引物含突變位點(diǎn)的DNA分子片段操作方法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)有目的性和針對(duì)性

6、5.非定點(diǎn)誘變技術(shù)的適用對(duì)象和特點(diǎn)是什么？答案(1)適用對(duì)象：對(duì)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(lái)進(jìn)行蛋 白質(zhì)的改造。(2)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。歸納總結(jié) 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(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過(guò) 的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果對(duì)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(wú)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)，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(guò)處理得到的新基因與基因突變得到的新基因

7、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(méi)有。拓展應(yīng)用剖析題型提煉方法剖析題型提煉方法- 4 - / 141.科學(xué)家將3-干擾素基因進(jìn)行定點(diǎn)突變導(dǎo)入大腸桿菌表達(dá)，使干擾素分子上的半胱氨酸變 成絲氨酸，結(jié)果大大提高了3-干擾素的抗病毒活性，并且提高了儲(chǔ)存穩(wěn)定性。該生物技術(shù)為( )A.蛋白質(zhì)工程B基因工程C.基因突變D.細(xì)胞工程答案A解析 題干中的操作涉及的基因顯然不再是原來(lái)的基因，其合成的3-干擾素也不是天然3-干擾素，而是經(jīng)過(guò)改造的，是具有人類所需優(yōu)點(diǎn)的蛋白質(zhì)，因而整個(gè)過(guò)程利用的生物技術(shù)為 蛋白質(zhì)工程。2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

8、玉米中的賴氨酸含量；更換賴氨 酸形成過(guò)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。以上兩種技術(shù)分別屬于( )A.基因工程、基因工程B.蛋白質(zhì)工程、蛋白質(zhì)工程C.基因工程、蛋白質(zhì)工程D.蛋白質(zhì)工程、基因工程答案C解析 富含賴氨酸的蛋白質(zhì)是自然界中已有的蛋白質(zhì)，基因工程只是把該蛋白質(zhì)基因轉(zhuǎn)入玉 米細(xì)胞，并使之合成該蛋白質(zhì)，屬于基因工程；更換賴氨酸合成過(guò)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，是對(duì)自然界中已有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，屬于蛋白質(zhì)工程?！疽活}多變1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？答案 不相同。蛋

9、白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)是定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì)，基因工程的實(shí)質(zhì)是將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，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)品二、蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用夯實(shí)基礎(chǔ)突破愛點(diǎn)夯實(shí)基礎(chǔ)突破愛點(diǎn)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。1改造方法：在基因水平上對(duì)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?；A(chǔ)梳理- 5 - / 142結(jié)果：對(duì)人體的不良反應(yīng)減少。實(shí)例2:對(duì)t-PA的改造。1t-PA功能：溶解血栓塊，醫(yī)治心肌梗死等疾病。2改造方法：將t-PA分子中的天冬酰胺替換為谷氨酰胺。3結(jié)果：t-PA在血液循環(huán)中停留時(shí)間延長(zhǎng)，

10、療效更加顯著。3.疾病診斷方法：蛋白質(zhì)芯片法。(2)原理：抗原一抗體的特異性結(jié)合。實(shí)例：SARS病毒的檢測(cè)與診斷。4基因工程和蛋白質(zhì)工程的優(yōu)缺點(diǎn)(1)基因工程：原則上只能生產(chǎn)自然界中已經(jīng)存在的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程1能更充分地利用自然界中存在的蛋白質(zhì)。2能在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行再設(shè)計(jì)和改造，進(jìn)而創(chuàng)造出自然界中不存在的蛋白質(zhì)。冋題探究理解升華重堆誘析1從理論上分析，蛋白質(zhì)工程的最基本原理就是中心法則的逆推，但是由某一氨基酸序列推 導(dǎo)出的目的基因?yàn)槭裁从卸喾N？答案 一種氨基酸可以由一種或幾種不同的密碼子決定，這樣推導(dǎo)出的基因也就有多種。2為什么說(shuō)蛋白質(zhì)工程是第二代基因工程？答案 蛋白質(zhì)工程離不開基因

11、工程，改造基因后，要通過(guò)基因工程生產(chǎn)人類需要的蛋白質(zhì)。3蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是什么？答案 依據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)和改造，進(jìn)而創(chuàng)造 出自然界中不存在的蛋白質(zhì)。歸納總結(jié)基因工程和蛋白質(zhì)工程的對(duì)比比較項(xiàng)目基因工程蛋白質(zhì)工程操作對(duì)象天然基因改造基因操作水平DNA分子水平- 6 - / 14基本過(guò)程獲取目的基因T構(gòu)建基因表達(dá) 載體T將目的基因?qū)胧荏w細(xì) 胞T檢測(cè)和鑒定目的基因預(yù)期的蛋白質(zhì)功能T設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié) 構(gòu)T推測(cè)蛋白質(zhì)應(yīng)有的氨基酸序列T找到 相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列T合成DNT表達(dá)出蛋白質(zhì)結(jié)果生產(chǎn)人類需要的基因產(chǎn)物(自可以生產(chǎn)自然界沒(méi)有的、不存在的新蛋白質(zhì)- 7 -

12、 / 14然界已有的蛋白質(zhì)）聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是以基因工程為基礎(chǔ)的3下圖為蛋白質(zhì)工程操作的基本思路，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題:（1）代表蛋白質(zhì)工程操作思路的過(guò)程是代表中心法則內(nèi)容的是（2）寫出圖中各數(shù)字代表的生物學(xué)過(guò)程的名稱或內(nèi)容：_ _ _ _ _。蛋白質(zhì)工程的目的是_通過(guò)_實(shí)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 _ 的。答案（1）（2）轉(zhuǎn)錄翻譯折疊分子設(shè)計(jì)DNA合成（3）根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)基因合成或改造（4）相反4.科學(xué)家通過(guò)對(duì)胰島素的改造， 已使其成為速效型藥品，閱讀教材，結(jié)合資料完成下述分析。如圖是用蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)速效胰島素的生產(chǎn)過(guò)程，

13、請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問(wèn)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）通過(guò)人工合成DNA形成的新基因應(yīng)與 _ 結(jié)合后轉(zhuǎn)移到 _ 中才能得到準(zhǔn)確表達(dá)。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。（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拓展應(yīng)用剖析題型提煉方法剖析題型提煉方法（填寫數(shù)字）。預(yù)期功能- 8 - / 14答案（1）蛋白質(zhì)的預(yù)期功能（2）載體 大腸桿菌等受體細(xì)胞（3）蛋白質(zhì)工程 基因工程根據(jù)新的胰島素模型中氨基酸的序列，推測(cè)出其基因中的脫氧核苷酸序列，然后利用DNA- 9 - / 14合成儀來(lái)合成出新的胰島素基因醐課

14、堂小結(jié)丨向用i蛋白質(zhì)工程的基本流程正確的是（）蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DNA合成預(yù)期蛋白質(zhì)功能據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列A.TTTB.TTTC.TTTD.TTT答案C解析蛋白質(zhì)工程是根據(jù)人們的需要首先要預(yù)期相應(yīng)功能，然后對(duì)其空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，目前這一步是科學(xué)家們?nèi)晕赐耆莆盏模鶕?jù)相應(yīng)的氨基酸序列推導(dǎo)出基因中的堿基序列，再 利用人工合成法合成相應(yīng)的目的基因。2.蛋白質(zhì)工程與基因工程相比，其突出特點(diǎn)是（）A.蛋白質(zhì)工程能生產(chǎn)人類需要的基因產(chǎn)物B.蛋白質(zhì)工程能對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)C.蛋白質(zhì)工程可以不通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯來(lái)實(shí)現(xiàn)D.蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來(lái)的第三代基因工

15、程答案B解析 蛋白質(zhì)工程通過(guò)基因修飾或基因合成，對(duì)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，是延伸出來(lái)的第二代基因工程。3.以下蛋白質(zhì)工程中，目前已成功的是（）A.對(duì)胰島素進(jìn)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- T 繪構(gòu)分析一結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)與設(shè)計(jì) T臺(tái)因丄思.-|亦阪死優(yōu)-I功能分析- 10 - / 14C.生產(chǎn)體外耐儲(chǔ)存的干擾素D.用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)血紅蛋白答案A解析A已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，B、C D三項(xiàng)目前尚未實(shí)現(xiàn)，只是蛋白質(zhì)工程的發(fā)展前景，有待于進(jìn)一步 研究和設(shè)計(jì)。4蛋白質(zhì)工程中，要對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，必須通過(guò)基因修飾或基因合成來(lái)完成，而不直接改造蛋白質(zhì)

16、的原因是（）A.缺乏改造蛋白質(zhì)所必需的工具酶B.改造基因易于操作且改造后能夠遺傳C.人類對(duì)大多數(shù)蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)知之甚少D.蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序千變?nèi)f化，操作難度大答案B解析 由于基因控制蛋白質(zhì)的合成，所以對(duì)蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)改造可通過(guò)對(duì)基因進(jìn)行修飾或合成來(lái)完成，且改造后的基因能夠遺傳給子代。5. 2008年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了三位在研究綠色熒光蛋白（GFP）方面作出突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家。綠色熒光蛋白能在藍(lán)光或紫外光的激發(fā)下發(fā)出熒光，這樣借助GFP發(fā)出的熒光就可以跟蹤蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)部的移動(dòng)情況，幫助推斷蛋白質(zhì)的功能。GFP基因可作為目的基因用于培育綠色熒光小鼠，如圖表示培育綠色熒光小鼠的基本流程：GFP基

17、同菇訊花乙小亂生早期代孕2塚色董請(qǐng)根據(jù)上述材料回答下列問(wèn)題：（1）用于培育綠色熒光小鼠的基因表達(dá)載體的組成必須有啟動(dòng)子、標(biāo)記基因、_和圖中過(guò)程常用的方法是 _。（2）GFP基因與目的基因一起構(gòu)建到載體上不影響目的基因的表達(dá)，也不影響由目的基因控制 合成的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能，且對(duì)細(xì)胞無(wú)毒害作用，因此GFP基因可以作為基因表達(dá)載體上的_。目前科學(xué)家們通過(guò) _工程制造出了藍(lán)色熒光蛋白、黃色熒光蛋白等，該工程是直接改造GFP分子，還是改造GFP基因？ _。答案（1）GFP基因 終止子 顯微注射法（2）標(biāo)記基因（3）蛋白質(zhì) 改造GFF基因（綠色熒光蛋白基因）課時(shí)作業(yè)學(xué)考達(dá)標(biāo)- 11 - / 141.蛋白

18、質(zhì)工程制造的蛋白質(zhì)是（ ）A.天然蛋白質(zhì)B.稀有蛋白質(zhì)C.自然界中不存在的蛋白質(zhì)D.尚沒(méi)有制造出來(lái)答案C解析 蛋白質(zhì)工程是對(duì)基因進(jìn)行改造進(jìn)而產(chǎn)生符合人們需要的蛋白質(zhì)，因此不再是天然的蛋白質(zhì)。2.下列說(shuō)法不正確的是()A天然蛋白質(zhì)是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)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C.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出來(lái)的答案B3.添加在洗衣粉中的某種酶在低溫下活性較低，影響了洗衣粉的洗滌效果。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)胞工程答案B解析 可通過(guò)蛋白質(zhì)工程實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)改造的目的。4.蛋白

19、質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)是()A.改造蛋白質(zhì)B.改造mRNAC.改造基因D.改造氨基酸答案C解析 蛋白質(zhì)工程的目的是獲取人類需要的蛋白質(zhì)，由于蛋白質(zhì)的合成是受基因控制的，所 以要從根本上對(duì)基因進(jìn)行改造。5.下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是()A.蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類需要B.蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)C.蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生自然界中不曾存在的新型蛋白質(zhì)分子D.蛋白質(zhì)工程的操作起點(diǎn)是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的基因，并借助基因工程實(shí)現(xiàn)答案B解析 基因的結(jié)構(gòu)決定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，因此，要對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，最終還必須 通過(guò)改造

20、基因來(lái)完成，- 12 - / 14而不是直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作。-13- / 146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。下圖為蛋白質(zhì)工程流程圖, 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)答案A高考提能7.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)自然界已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程可以對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改 造，從而制造一種新的蛋白質(zhì)B.蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，蛋白質(zhì)工程最終還是要通過(guò)基因修飾或基 因合成來(lái)完成C.當(dāng)?shù)玫娇梢栽?70C條件下保存半年的干擾素后，在相關(guān)酶、氨基酸和適宜

21、的溫度、 條件下，干擾素可以大量自我合成D.基因工程和蛋白質(zhì)工程產(chǎn)生的變異都是可遺傳的答案C&豬的胰島素用于人體降低血糖濃度效果不明顯，原因是豬的胰島素分子中有一個(gè)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(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行設(shè) 計(jì)的最佳方案是（ ）A.對(duì)豬的胰島素進(jìn)行一個(gè)不同氨基酸的替換B.將豬的胰島素和人的胰島素進(jìn)行拼接，組成新的胰島素C.將豬的胰島素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(jì)制造一種新的胰島素答案A解析 由于豬的胰島素分子中只有一個(gè)氨基酸與人的胰島素不同，所以可通過(guò)蛋白質(zhì)工程中 蛋白質(zhì)的分子設(shè)計(jì)，只需替換這一個(gè)不同的氨基酸

22、即可。雖然根據(jù)人胰島素分子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一種全新的胰島素也可以用于臨床治療，但在分子設(shè)計(jì)和胰島素的生產(chǎn)方面都存在著很多困 難，所以不是最佳方案。9.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.將人的胰島素基因整合到大腸桿菌體內(nèi)生產(chǎn)胰島素pH- 14 - / 14答案D解析 將人的胰島素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。10.下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的敘述，不正確的是（）A.蛋白質(zhì)工程可以改造酶的結(jié)構(gòu)，提高酶的熱穩(wěn)定性B.通過(guò)蛋白質(zhì)工程可以改變蛋白質(zhì)的活性C.利用蛋白質(zhì)工程可以從大腸桿菌

23、細(xì)胞中得到人的胰島素D.蛋白質(zhì)工程可以對(duì)胰島素進(jìn)行改造和修飾，合成速效型胰島素制劑答案C解析 從大腸桿菌中得到人的胰島素利用的是基因工程技術(shù)。11蛋白質(zhì)工程是指根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)、生 產(chǎn)的過(guò)程。下圖是蛋白質(zhì)工程的基本途徑，試回答下列有關(guān)問(wèn)題：預(yù)期蛋白質(zhì)功能 |設(shè)計(jì)預(yù)期蛋白質(zhì)結(jié)百-|推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列| 推測(cè)相應(yīng)基因中脫氧核苷酸序列生產(chǎn)相應(yīng)蛋白質(zhì)（1）_圖中過(guò)程的主要依據(jù)是每種氨基酸都有其對(duì)應(yīng)的 _，其位于 _ 分子上，其上的核苷酸序列與基因中的脫氧核苷酸序列之間存在著 _ 關(guān)系。（2）通過(guò)過(guò)程獲得的脫氧核苷酸序列不是完整的基因，要使這一序列能夠表達(dá)、發(fā)

24、揮作用，還必須在序列的上、下游加上 _和_ ，在這個(gè)過(guò)程中需要 _ 酶的參與。（3）_完成過(guò)程需要涉及_技術(shù)。答案（1）密碼子mRNA堿基互補(bǔ)配對(duì)（2）啟動(dòng)子 終止子DNA連接（3）基因工程解析（1）由氨基酸可推知mRNA中堿基序列，進(jìn)而能推知相應(yīng)基因中的脫氧核苷酸序列。（2）經(jīng)過(guò)程獲得的脫氧核苷酸序列并非完整的基因，它還必須加入啟動(dòng)子、終止子等，在這個(gè)過(guò)程中需要DNA連接酶參與。（3）完成過(guò)程需基因工程技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)改造的目的基因的表 達(dá)。12.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，這樣借助GFP發(fā)出的熒光就可以跟蹤蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)部的移動(dòng)情況，幫助推斷蛋白質(zhì)的功能。下圖為我

25、國(guó)首例綠色熒光- 15 - / 14蛋白（GFP）轉(zhuǎn)基因克隆豬的培育過(guò)程示意圖，據(jù)圖回答下列問(wèn)題:別序列和切點(diǎn)是&GATC&，限制酶n的識(shí)別序列和切點(diǎn)是GATC。在質(zhì)粒上有酶I的一個(gè)切點(diǎn)，在目的基因的兩側(cè)各有1個(gè)酶n的切點(diǎn)。1請(qǐng)畫出質(zhì)粒被限制酶I切割后形成黏性末端的過(guò)程。2在DNA連接酶的作用下，上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連接起來(lái)理由是_。過(guò)程將重組質(zhì)粒導(dǎo)入豬胎兒成纖維細(xì)胞時(shí)，采用最多也最有效的方法是（3）如果將切取的GFP基因與抑制小豬抗原表達(dá)的基因一起構(gòu)建到載體上，GFP基因可以作為基因表達(dá)載體上的標(biāo)記基因，其作用是 _。（4）目前科學(xué)家們通過(guò)蛋白質(zhì)工程制造

26、出了藍(lán)色熒光蛋白、黃色熒光蛋白等，采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)制造出藍(lán)色熒光蛋白過(guò)程的正確順序是： _（用序號(hào)表示）。1推測(cè)藍(lán)色熒光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列2藍(lán)色熒光蛋白的功能分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3藍(lán)色熒光蛋白基因的修飾（合成）4表達(dá)出藍(lán)色熒光蛋白答案（1）（只寫出切割后形成的部分即可）G* GATC C用酶切割G GATCCC CTAGf GCCTAG G可以連接 因?yàn)橛蓛煞N不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的（或是可以互補(bǔ)的）顯微注射法（3）鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因（4）解析（1）由于兩種限制酶切割形成的黏性末端是相同的，可以互補(bǔ)配對(duì)，因此可用DNA連（1）圖中通過(guò)過(guò)程、形成重組質(zhì)粒,需

27、要限制酶切取目的基因、切割質(zhì)粒。限制酶I的識(shí)_h I rutirn常常兒魅怖.訥烈啣*tim船孔組招惟rrW- 16 - / 14接酶進(jìn)行相互“縫合”。（2）基因工程中目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞的方法是顯微注射法。（3）基因表達(dá)載體上標(biāo)記基因的作用是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因。13科學(xué)家對(duì)鼠源雜交瘤抗體進(jìn)行改造，生產(chǎn)出效果更好的鼠-人嵌合抗體，用于癌癥治療。下圖表示形成鼠一人嵌合抗體的過(guò)程，據(jù)圖回答下面的問(wèn)題：- 17 - / 14（1）_改造鼠源雜交瘤抗體，生產(chǎn)鼠人嵌合抗體，屬于 _（生物工程）的范疇。（2）_圖示過(guò)程是根據(jù)預(yù)期的 _ ，設(shè)計(jì)，最終必須對(duì)_ 進(jìn)行操作，此操作中改變的是 _

28、。經(jīng)過(guò)改造的鼠-人嵌合抗體，與鼠源雜交瘤抗體相比較，突出的優(yōu)點(diǎn)是_（從免疫角度考慮）。（4）上述過(guò)程中對(duì)科學(xué)家來(lái)說(shuō)難度最大的是 _答案（1）蛋白質(zhì)工程（2）嵌合抗體功能嵌合抗體的結(jié)構(gòu)基因 堿基序列（3）對(duì)人體的不良反應(yīng)減少（4）設(shè)計(jì)嵌合抗體的空間結(jié)構(gòu)解析（1）通過(guò)圖示可知鼠-人嵌合抗體是通過(guò)人工設(shè)計(jì)而形成的特定功能蛋白質(zhì)，其生產(chǎn)過(guò) 程應(yīng)屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。（2）蛋白質(zhì)工程的流程：預(yù)期蛋白質(zhì)的功能T設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)T推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列T找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）T通過(guò)基因工程操作生產(chǎn)預(yù)期的蛋白質(zhì)。（3）從免疫的角度考慮，對(duì)人體來(lái)說(shuō)鼠源抗體為抗原，若利用人的抗體與之 嵌合，則排斥作用會(huì)減輕，對(duì)人體的副作用會(huì)減少。（4）由于蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不易確定，所以成為蛋白質(zhì)工程中最大的障礙。真題體驗(yàn)14. （2015全國(guó)H,40）已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)（P），該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，由305個(gè)氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸， 改變后的蛋白質(zhì)（P1）不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對(duì)蛋白質(zhì)的_進(jìn)行改造。以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1基因的途徑有修飾 _ 基因或合成 _基因，所獲恒定區(qū)-可變鳳；非詐-