《蛋白質工程的崛起》試題庫2

《蛋白質工程的崛起》試題庫題組11．蛋白質工程的實質是()A．改造蛋白質 B．改造mRNAC．改造基因 D．改變氨基酸解析：蛋白質工程的目標是根據(jù)人們對蛋白質功能的特殊要求，對蛋白質的結構進行分子設計，由于基因決定蛋白質，因此要對蛋白質結構進行設計改造，必須從基因入手。答案：C2．葡萄糖異構酶(GⅠ)在工業(yè)上應用廣泛，為提高其熱穩(wěn)定性，科學家對GⅠ基因進行體外定點誘變，以脯氨酸(Prol38)替代Gly138，含突變體的重組質粒在大腸桿菌中表達，結果最適反應溫度提高10～12℃A．基因工程 B．蛋白質工程C．發(fā)酵工程 D．酶工程解析：酶工程的重點在于對已存在的酶合理充分利用(如：加酶洗衣粉、嫩肉粉等)，而蛋白質工程的重點則在于對已存在的蛋白質分子的改造。通常所說的酶工程是用工程菌生產(chǎn)酶制劑，而沒有經(jīng)過由酶的功能來設計酶的分子結構，然后由酶的分子結構來確定相應基因的堿基序列等步驟。答案：B3．下列哪項不是蛋白質工程中的蛋白質分子設計()A．對已知結構的蛋白質進行少數(shù)氨基酸的替換B．對不同來源的蛋白質分子進行拼接組裝C．從氨基酸的排列順序開始設計全新蛋白質D．設計控制蛋白質合成的基因中的核苷酸序列解析：蛋白質工程的重要方面是蛋白質的分子設計，它可以分為三類：一是對已知蛋白質進行少數(shù)氨基酸的替換，二是對不同來源的蛋白質進行拼接組裝，三是設計制造自然界中全新的蛋白質。D項中的內容是合成基因，屬于基因工程。答案：D4．下列不屬于蛋白質工程成果的是()A．改造酶的結構，提高酶的熱穩(wěn)定性B．生產(chǎn)出鼠—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．蛋白酶洗衣粉容易洗掉奶漬、血漬解析：A、B、C三項所述都是對現(xiàn)存的蛋白質分子進行改造，屬于蛋白質工程的成果。而加酶洗衣粉屬于酶制劑的應用，屬于酶工程的成果。答案：D5．下列關于蛋白質工程應用的敘述錯誤的是()A．蛋白質工程可以改造酶的結構，提高酶的熱穩(wěn)定性B．通過蛋白質工程可以改變蛋白質的活性C．利用蛋白質工程可以在大腸桿菌細胞中得到人的胰島素D．蛋白質工程可以對胰島素進行改造和修飾，合成速效型胰島素制劑解析：蛋白質工程是依據(jù)人們設計的蛋白質分子結構來改造基因，進而控制合成或改變自然界中的蛋白質，而在大腸桿菌中生產(chǎn)人胰島素利用基因工程技術便可達到。答案：C6．下列哪項不是蛋白質工程的研究內容()A.分析蛋白質分子的精細結構B.對蛋白質進行有目的的改造C.分析氨基酸的化學組成D.按照人們的意愿將天然蛋白質改造成新的蛋白質解析：蛋白質工程就是根據(jù)蛋白質的精細結構和生物活性之間的關系，按照人的意愿改造蛋白質分子，形成自然界不存在的蛋白質分子。為了改造某種蛋白質分子，必須對其精細結構進行分析，但不包括組成蛋白質的氨基酸的化學成分的分析。答案：C7．干擾素是動物體內的一種蛋白質，可用于治療病毒的感染和癌癥，但很難在體外保存?？茖W家通過改變其分子上的一個氨基酸來延長它的保存期限。科學家是如何改變的()A.將半胱氨酸變成絲氨酸B.將絲氨酸變成半胱氨酸C.將半胱氨酸變成蘇氨酸D.將蘇氨酸變成半胱氨酸解析：如果將干擾素分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，在－70℃答案：A8．蛋白質工程中，對蛋白質的結構進行分子設計的根據(jù)是()A．人們對蛋白質功能的特定需求B．蛋白質中氨基酸序列C．信使RNA中核糖核苷酸序列D．基因中脫氧核苷酸序列解析：蛋白質工程操作程序的基本思路與基因工程相反，由蛋白質功能入手，設計蛋白質結構，再對基因進行改造。答案：A9．下列關于蛋白質工程的敘述中，錯誤的是()A．蛋白質工程的實現(xiàn)需要許多科學技術參與B．蛋白質工程創(chuàng)造了新的基因C．蛋白質工程又稱為第二代基因工程D．定點誘變技術用于蛋白質的“中改”解析：蛋白質工程的實現(xiàn)需要許多科學技術參與，結構生物學對大量蛋白質分子的精確立體結構及其復雜的生物功能的分析結果，為設計改造天然蛋白質提供了藍圖。分子遺傳學的以定點突變?yōu)橹行牡幕虿僮骷夹g為蛋白質工程提供了手段。蛋白質工程一般先創(chuàng)造出適合人類需求的新基因，然后表達出特定的蛋白質。基因工程是其中的關鍵技術，因此，蛋白質工程又被稱為第二代基因工程。定點誘變技術用于蛋白質的“小改”。答案：D10．有關基因工程與蛋白質工程的說法，正確的是()A．通過基因工程產(chǎn)生的蛋白質都符合人類需要B．通過基因工程能得到自然界不存在的蛋白質C．蛋白質工程通常是對蛋白質的結構進行直接改造D．蛋白質工程可以創(chuàng)造新的、自然界不存在的蛋白質解析：基因工程得到的蛋白質是自然界原來就具有的蛋白質，產(chǎn)生的蛋白質不一定都符合人類需要，蛋白質工程的直接操作對象是基因。答案：D11．蛋白質工程中，直接進行操作的對象是()A．氨基酸結構 B．肽鏈結構C．蛋白質空間結構 D．基因結構解析：蛋白質工程中，直接改造蛋白質分子結構難度大，并且獲得的性狀不能遺傳給下一代。因此，直接操作的對象是基因，對基因進行相應的操作，設計或改變其結構，進而合成出自然界中不存在的蛋白質類型。答案：D12．已知氨基酸序列如何確定mRNA堿基序列()A．氨基酸的密碼子 B．基因堿基對序列C．mRNA上U的位置 D．轉運RNA序列解析：因為每個氨基酸都是由三個堿基組成的密碼子決定的，所以根據(jù)組成氨基酸的密碼子再來反推mRNA上的堿基序列，進而確定基因的結構。答案：A13．在當前醫(yī)學上，第二代生物技術藥物正逐漸取代第一代多肽蛋白質類藥物作為治療劑，則第一代藥物與第二代重組藥物分別是()A．都與天然產(chǎn)物完全相同B．都與天然產(chǎn)物不相同C．第一代藥物與天然產(chǎn)物相同，第二代藥物與天然產(chǎn)物不同D．第一代藥物與天然產(chǎn)物不同，第二代藥物與天然產(chǎn)物相同解析：此題重點考查蛋白質工程的應用。蛋白質工程是延伸出來的第二代基因工程，它通過對天然蛋白質的基因進行改造來實現(xiàn)對其編碼的蛋白質的改造。它的產(chǎn)品已不再是天然的蛋白質，而是經(jīng)過改造的具有人類所需優(yōu)點的與天然產(chǎn)物不同的蛋白質。答案：C14．蛋白質工程與基因工程相比，其突出特點是()A．基因工程原則上能生產(chǎn)任何蛋白質B．蛋白質工程能對現(xiàn)有的蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質C．蛋白質工程可以不通過轉錄和翻譯來實現(xiàn)D．蛋白質工程是在基因工程的基礎上，延伸出來的第三代基因工程解析：蛋白質工程通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求，是延伸出來的第二代基因工程。答案：B15．“蛋白質工程”的研究，將對生命科學產(chǎn)生重大影響。下列關于蛋白質工程的敘述，不正確的是()A．實施蛋白質工程的前提條件是了解蛋白質結構和功能的關系B．基因工程是蛋白質工程的關鍵技術C．蛋白質工程是對蛋白質分子的直接改造D．蛋白質工程是在基因工程的基礎上，延伸出來的第二代基因工程解析：蛋白質工程通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質進行改造，是在基因水平上改造蛋白質。答案：C16．胰島素可以用于治療糖尿病，但是胰島素被注射到人體后，會堆積在皮下，要經(jīng)過較長的時間才能進入血液，而進入血液的胰島素又容易分解，因此，治療效果受到影響。下圖表示用蛋白質工程設計速效胰島素的生產(chǎn)過程，請據(jù)圖回答有關問題：(1)構建新的蛋白質模型是蛋白質工程的關鍵，圖中構建新的胰島素模型的主要依據(jù)是：________________。(2)通過人工合成DNA形成的新基因應與________________結合后轉移到________________中才能得到準確表達。(3)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什么？解析：(1)蛋白質工程的目的是根據(jù)人們對蛋白質功能的特定需求，對蛋白質結構進行分子設計，因此，圖中構建新的胰島素模型的依據(jù)是胰島素的預期功能，即速效胰島素。(2)合成的目的基因應與載體形成重組DNA分子后導入受體細胞中才能得以表達。(3)利用蛋白質工程生產(chǎn)自然界原本不存在的蛋白質，需對原有的胰島素進行改造，根據(jù)新的胰島素中氨基酸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，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，所以還需要進行發(fā)酵，因此該過程涉及蛋白質工程、基因工程和發(fā)酵工程。答案：(1)蛋白質的預期功能(2)載體大腸桿菌等受體細胞(3)蛋白質工程基因工程(4)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，然后利用DNA合成儀來合成出新的胰島素基因。17．干擾素是動物體內合成的一種蛋白質，可以用于治療病毒感染和癌癥，但體外保存相當困難，如果將其分子中的一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可在－70℃(1)蛋白質的合成是受基因控制的，因此獲得能夠控制合成“可以保存的干擾素”的基因是生產(chǎn)的關鍵，依據(jù)蛋白質工程原理，設計實驗流程，讓動物生產(chǎn)“可以保存的干擾素”：(2)基因工程和蛋白質工程相比較，基因工程在原則上只能生產(chǎn)________________的蛋白質，不一定符合________________的需要。而蛋白質工程是以蛋白質分子的結構規(guī)律及其與生物功能的關系為基礎，通過________________或________________，對現(xiàn)有蛋白質進行________________，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。(3)蛋白質工程實施的難度很大，原因是蛋白質具有十分復雜的________________結構。(4)對天然蛋白質進行改造，應該直接對蛋白質分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？______________________________。原因是：______________________________________________。答案：(1)預期的蛋白質功能預期的蛋白質結構應有的氨基酸序列相對應的脫氧核苷酸序列(基因)(2)自然界已存在的人類生產(chǎn)和生活基因修飾基因合成改造(3)空間(或高級)(4)應該從對基因的操作來實現(xiàn)對天然蛋白質進行改造首先，任何一種天然蛋白質都是由基因編碼的，改造了基因也就是改造了蛋白質，并且改造過的蛋白質可以通過改造過的基因遺傳給下一代。如果對蛋白質直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質分子還是無法遺傳；其次，對基因進行改造比對蛋白質直接進行改造要容易操作，難度要小得多18．[2014·江蘇徐州聯(lián)考]科學家對鼠雜交瘤細胞(雜交瘤細胞是既能無限增殖又能分泌特異性抗體的一種雜交細胞)獲得鼠源抗體進行改造，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—人嵌合抗體的過程。請據(jù)圖回答：(1)改造鼠源抗體，生產(chǎn)鼠—人嵌合抗體，屬于________(生物工程)的范疇。圖示該過程中，根據(jù)預期的嵌合抗體功能，設計嵌合抗體的結構，最終必須對________進行操作。(2)從鼠雜交瘤細胞中獲得可變區(qū)的特定基因，然后與人的抗體恒定區(qū)基因連接，需要的工具酶是________。重組基因是否翻譯成蛋白質，需要從轉基因鼠中分離、提取________，利用相應的抗體進行抗原—抗體雜交。(3)在鼠—人嵌合抗體進入人體內后，識別抗原的區(qū)域是________區(qū)，引起人體免疫反應的主要是________區(qū)；經(jīng)過改造的鼠—人嵌合抗體，與鼠源雜交瘤抗體相比較，突出的優(yōu)點是________________。解析：根據(jù)題目的圖示，可以看到是對蛋白質進行了改造，將鼠抗體的可變區(qū)與人的恒定區(qū)進行了組合，這種操作屬于蛋白質工程。蛋白質工程最終要通過對基因的改造、合成來對蛋白質進行改造。抗原具有特異性，不同的抗原需要不同的抗體來特異性的識別，所以識別不同抗原的區(qū)域應該是可變的。答案：(1)蛋白質工程基因(2)限制性核酸內切酶、DNA連接酶蛋白質(3)可變恒定對人體的不良反應(或過敏反應等副作用)減少題組21．(2014·山東濟寧高二檢測)下列不是蛋白質工程的研究內容的是()A．分析蛋白質分子的精細結構B．對蛋白質進行有目的的改造C．分析氨基酸的化學組成D．按照人們的意愿將天然蛋白質改造成新的蛋白質解析：選C。蛋白質工程就是根據(jù)蛋白質的精細結構和生物活性之間的關系，按照人們的意愿改造蛋白質分子，形成自然界不存在的蛋白質分子。為了改造某種蛋白質分子，必須對其精細結構進行分析，但不包括對組成蛋白質的氨基酸的化學成分的分析。2．科學家將β-干擾素基因進行定點突變，然后導入大腸桿菌表達，使干擾素第17位的半胱氨酸改變成絲氨酸，結果大大提高β-干擾素的抗病活性，并且提高了儲存穩(wěn)定性。該生物技術為()A．基因工程 B．蛋白質工程C．基因突變 D．細胞工程解析：選B。從題干敘述分析蛋白質通過氨基酸替換被改造，利用的技術應是蛋白質工程。3．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。如果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．蛋白質工程C．誘變 D．細胞工程解析：選B。蛋白質工程可以改造酶的結構，通過改造蛋白質分子中某些活性部位的一個或幾個氨基酸殘基，有目的地提高酶適應低溫的能力，進而提高洗衣粉在低溫時的洗滌效果。4．增加玉米細胞中賴氨酸含量最有效的途徑是()A．將富含賴氨酸的蛋白質編碼基因導入玉米細胞B．切除玉米細胞中天冬氨酸激酶基因和二氫吡啶二羧酸合成酶基因的個別堿基C．更換天冬氨酸激酶基因和二氫吡啶二羧酸合成酶基因的個別堿基D．將根瘤菌的固氮基因導入玉米細胞解析：選C。玉米中賴氨酸的含量比較低，原因是賴氨酸合成過程中的兩個關鍵酶——天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶的活性，受細胞內賴氨酸濃度的影響較大，當賴氨酸濃度達到一定量時，就會抑制這兩個酶的活性。通過更換控制合成這兩種酶基因的個別堿基，可大大提高玉米葉片和種子中的游離賴氨酸的含量。5．關于蛋白質工程的說法，正確的是()A．蛋白質工程是在分子水平上對蛋白質分子直接進行操作B．蛋白質工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質分子C．對蛋白質的改造是通過直接改造相應的mRNA來實現(xiàn)的D．蛋白質工程的流程和天然蛋白質合成的過程是相同的解析：選B。所謂蛋白質工程，應是利用基因工程手段，包括基因的定點突變和基因表達對蛋白質進行改造，以期獲得性質和功能更加完善的蛋白質分子。蛋白質工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質分子。6．下列不屬于蛋白質工程成果的是()A．改造酶的結構，提高酶的熱穩(wěn)定性B．生產(chǎn)出鼠—人嵌合抗體C．將t-PA分子中的天門冬酰胺替換為谷氨酰胺D．蛋白酶洗衣粉容易洗掉或除去奶漬、血漬解析：選D。A、B、C三項所述都是對現(xiàn)存的蛋白質進行改造，屬于蛋白質工程的成分。而加酶洗衣粉屬于酶制劑的應用，屬于酶工程的成果。7．下列關于蛋白質工程應用的敘述不正確的是()A．蛋白質工程是包含多學科的綜合科技工程領域B．通過蛋白質工程可以改變蛋白質的活性C．利用蛋白質工程可以在酵母菌細胞中得到人的干擾素D．蛋白質工程是一項難度很大的工程，目前成功的例子并不多解析：選C。蛋白質工程是依據(jù)人們設計的蛋白質分子結構，來改造基因，進而控制合成新的蛋白質或改變自然界中的蛋白質，而在酵母菌中生產(chǎn)人干擾素利用基因工程技術便可達到。8．溶菌酶的穩(wěn)定性大大提高的根本原因是()A．控制T4溶菌酶合成的基因的一個位點發(fā)生突變B．控制T4溶菌酶合成的mRNA上的密碼子發(fā)生變化C．T4溶菌酶中一個氨基酸發(fā)生了替換D．T4溶菌酶中的第3位氨基酸由異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼峤馕觯哼xA。T4溶菌酶是一種蛋白質，其穩(wěn)定性提高的原因是其分子結構的改變。蛋白質的合成受基因控制，所以蛋白質改變的根本原因是基因的改變。選項B、C、D的內容都是T4溶菌酶改變的原因，但都不是根本原因。9．(2014·河北石家莊高二檢測)某種微生物合成的蛋白酶與人體消化液中的蛋白酶的結構和功能很相似，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B．將此酶與人蛋白酶進行拼接，形成新的蛋白酶C．重新設計與創(chuàng)造一種蛋白酶D．減少此酶在片劑中的含量解析：選A。蛋白質的結構包括一級結構和空間結構，一級結構是指組成蛋白質的氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序，蛋白質的功能是由一級結構和空間結構共同決定的，特別是空間結構與蛋白質的功能關系更密切。要想使蛋白酶熱穩(wěn)定性有所提高，就要改變蛋白質的結構，此類問題一般是對蛋白質中的個別氨基酸進行替換。10．當前醫(yī)學上，蛋白質工程藥物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白質類替代治療劑，則基因工程藥物與蛋白質工程藥物的區(qū)別是()A．都與天然產(chǎn)物完全相同B．都與天然產(chǎn)物不相同C．基因工程藥物與天然產(chǎn)物完全相同，蛋白質工程藥物與天然產(chǎn)物不相同D．基因工程藥物與天然產(chǎn)物不相同，蛋白質工程藥物與天然產(chǎn)物完全相同解析：選C?；蚬こ毯铣傻氖亲匀唤缫汛嬖诘牡鞍踪|，與相應天然產(chǎn)物完全相同。蛋白質工程可以合成自然界不存在的蛋白質，與天然產(chǎn)物不相同。11．(2014·德州高二檢測)如圖為蛋白質工程操作的基本思路，請據(jù)圖回答下列問題：(1)代表蛋白質工程操作思路的過程是________，代表中心法則內容的是____________。(填寫數(shù)字)(2)寫出圖中各數(shù)字代表的生物學過程的名稱或內容：①______，②________，③________，④________，⑤________。(3)蛋白質工程的目的是__________________________________，通過__________________________________________實現(xiàn)。(4)從圖中可以看出蛋白質工程的基本途徑與中心法則是________的。解析：從分析蛋白質的結構開始，推出氨基酸的序列，合成基因，再通過基因的改造而合成新的蛋白質屬于蛋白質工程，圖中蛋白質工程的基本途徑與中心法則是相反的。答案：(1)④⑤①②③(2)轉錄翻譯折疊分子設計DNA合成(3)對蛋白質的結構進行分子設計基因合成或改造(4)相反12．枯草桿菌產(chǎn)生的蛋白酶具有催化分解蛋白質的特性，但極易被氧化而失效。1985年，美國的埃斯特爾將枯草桿菌蛋白酶分子中的第222位氨基酸替換后，雖然其水解活性有所下降，但抗氧化能力大大提高。用這種水解酶作為洗滌劑的添加劑，可以有效地除去血漬、奶漬等蛋白質污漬。(1)改造枯草桿菌蛋白酶的生物技術是________。(2)改造后的枯草桿菌中的控制合成蛋白酶的基因與原來相比，至少有________個堿基對發(fā)生變化。(3)利用生物技術改造蛋白質，提高了蛋白質的______性，埃斯特爾所做的工作是對已知蛋白質進行____________________。解析：本題考查蛋白質工程的有關問題。基因中的3個堿基對決定mRNA上3個堿基，mRNA上3個堿基決定一個氨基酸。利用生物技術改造蛋白質能夠提高蛋白質的穩(wěn)定性。答案：(1)蛋白質工程(2)1(3)穩(wěn)定少數(shù)氨基酸的替換13．(2014·菏澤高二檢測)干擾素是動物體內合成的一種蛋白質，可以用于治療病毒的感染和癌癥，但在體外保存相當困難，如果將其分子上的一個氨基酸變成另一個氨基酸，就可在－70℃條件下保存半年，給廣大患者帶來福音。(1)蛋白質的合成是受基因控制的，因此獲得能夠控制合成“可以保存的干擾素”的基因是生產(chǎn)的關鍵，依據(jù)蛋白質工程原理，設計實驗流程，讓動物生產(chǎn)“可以保存的干擾素”：eq\x()eq\o(――→,\s\up7(設計))eq\x()eq\o(――→,\s\up7(推測))eq\x()eq\o(――→,\s\up7(找到))eq\x()(2)基因工程和蛋白質工程相比較，基因工程在原則上只能生產(chǎn)________________的蛋白質，不一定符合________________需要。而蛋白質工程是以蛋白質分子的結構規(guī)律及其與生物功能的關系作為基礎，通過________________或________________，對現(xiàn)在蛋白質進行______________，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。(3)蛋白質工程實施的難度很大，原因是蛋白質具有十分復雜的________________結構。(4)對天然蛋白質進行改造，應該直接對蛋白質分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？其原因是什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)預期蛋白質的功能預期的蛋白質結構應有的氨基酸序列相對應的脫氧核苷酸序列(基因)(2)自然界已存在人類生產(chǎn)和生活基因修飾基因合成改造(3)空間(4)應該通過對基因的操作來實現(xiàn)對天然蛋白質的改造。原因：①任何一種天然蛋白質都是由基因編碼的，改造了基因也就是對蛋白質進行了改造；②改造過的蛋白質可以通過改造過的基因遺傳下去，如果對蛋白質直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質分子也無法遺傳；③對基因進行改造比對蛋白質直接進行改造要容易操作，難度要小得多14．如圖表示形成鼠—人嵌合抗體的過程。請據(jù)圖回答下列問題。(1)改造鼠源抗體，生產(chǎn)鼠—人嵌合抗體，屬于________________(生物工程)的范疇。圖示該過程中，根據(jù)預期的嵌合抗體功能，設計嵌合抗體的結構，最終必須對________進行操作。(2)從鼠雜交瘤細胞中獲得可變區(qū)的特定基因，然后與人的抗體恒定區(qū)基因連接，需要的工具酶是________________、________________。重組基因是否翻譯成蛋白質，需要從轉基因鼠中分離、提取________，利用相應的抗體進行抗原—抗體雜交。(3)在鼠—人嵌合抗體進入人體內后，識別抗原的區(qū)域是________區(qū)，引起人體免疫反應的主要是________區(qū)；經(jīng)過改造的鼠—人嵌合抗體，與鼠源雜交瘤抗體相比較，突出的優(yōu)點是_______________________________________。解析：根據(jù)題目的圖示，可以看到是對蛋白質進行了改造，將鼠抗體的可變區(qū)與人的恒定區(qū)進行了組合，這種操作屬于蛋白質工程。蛋白質工程最終要通過對基因的改造、合成來對蛋白質進行改造。抗原具有特異性，不同的抗原需要不同的抗體來特異性地識別，所以識別不同抗原的區(qū)域應該是可變的。答案：(1)蛋白質工程基因(2)限制性核酸內切酶DNA連接酶蛋白質(3)可變恒定對人體的不良反應(或過敏反應等副作用)減少題組31．蛋白質工程的基本流程正確的是()①蛋白質分子結構設計②DNA合成③預期蛋白質功能④據(jù)根氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列A．①②③④ B．④②①③C．③①④② D．③④①②解析：選C。蛋白質工程的基本流程為：預期蛋白質功能→蛋白質分子結構設計→根據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列→DNA合成。2．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，用蛋白質工程對蛋白質分子進行設計的最佳方案是()A．對豬的胰島素進行一個不同氨基酸的替換B．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D．根據(jù)人的胰島素設計制造一種新的胰島素解析：選D。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改造，制造一種新的胰島素。蛋白質工程實質是對基因的改造。3．以下關于蛋白質工程的說法正確的是()A．蛋白質工程以基因工程為基礎B．蛋白質工程就是酶工程的延伸C．蛋白質工程就是用蛋白酶對蛋白質進行改造D．蛋白質工程只能生產(chǎn)天然的蛋白質解析：選A。蛋白質工程是以基因工程為基礎，又稱為第二代基因工程。蛋白質工程可以根據(jù)需要改造控制蛋白質合成的相應基因中脫氧核苷酸序列或人工合成所需要的自然界原本不存在的基因片段，從而合成自然界中本來不存在的蛋白質。4．關于基因工程和蛋白質工程的說法正確的是()A．都是分子水平上的操作B．基因工程就是改造基因的分子結構C．蛋白質工程就是改造蛋白質的分子結構D．基因工程能產(chǎn)生自然界根本不存在的基因，蛋白質工程能產(chǎn)生自然界根本不存在的蛋白質解析：選A?；蚬こ毯偷鞍踪|工程的操作對象都是基因，都屬于分子水平。5．以下蛋白質工程中目前已成功的是()A．對胰島素進行改造，生產(chǎn)速效型藥品B．蛋白質工程應用于微電子方面C．生產(chǎn)體外耐保存的干擾素D．用蛋白質工程生產(chǎn)高產(chǎn)賴氨酸玉米解析：選A。科學家通過對胰島素的改造，已使其成為速效型藥品。其他三項所述內容目前尚未實現(xiàn)，只是蛋白質工程的發(fā)展前景，有待于進一步研究和設計。6．胰島素可以用于治療糖尿病，但是胰島素被注射到人體后，會堆積在皮下，要經(jīng)過較長的時間才能進入血液，而進入血液的胰島素又容易分解，因此，治療效果受到影響。如圖是用蛋白質工程設計的速效胰島素的生產(chǎn)過程，請據(jù)圖回答下列有關問題：(1)構建新的蛋白質模型是蛋白質工程的關鍵，圖中構建新的胰島素模型的主要依據(jù)是____________________________________________________。(2)通過DNA合成形成的新基因應與________結合后轉移到________________________中才能得到準確表達。(3)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合成的基本思路是什么？_________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)蛋白質工程首先要根據(jù)人們對蛋白質功能的特定需求，對蛋白質的結構進行分子設計。因此，圖中構建新的胰島素模型的主要依據(jù)是胰島素的預期功能。(2)合成的目的基因應與載體結合，構建基因表達載體后，將其導入受體細胞中才能表達。(3)利用蛋白質工程生產(chǎn)速效胰島素，需合成新的胰島素基因，改造好的目的基因需要通過基因工程來生產(chǎn)基因產(chǎn)物，并且在生產(chǎn)中要借助工程菌，所以還要用到發(fā)酵工程。因此，此過程涉及蛋白質工程、基因工程、發(fā)酵工程。(4)由新的胰島素模型到構建新的胰島素基因，其基本思路是根據(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，然后利用DNA合成儀來合成出新的胰島素基因。答案：(1)胰島素的預期功能(2)載體大腸桿菌等受體細胞(3)蛋白質工程基因工程(4)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，然后利用DNA合成儀合成出新的胰島素基因1．基因工程只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質。2．蛋白質工程的主要目的是對現(xiàn)有蛋白質進行改造或生產(chǎn)新的蛋白質，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需要。3．蛋白質工程直接操作的對象是基因，而不是蛋白質。4．蛋白質工程的基本途徑是：從預期的蛋白質功能出發(fā)設計預期的蛋白質結構推測應有的氨基酸序列找到相應的脫氧核苷酸序列。5．蛋白質工程是在基因工程的基礎上，延伸出來的第二代基因工程。題組4一、蛋白質工程崛起的緣由1．基因工程的實質：將一種生物的________轉移到另一種生物體內，后者產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的________，進而表現(xiàn)出新的性狀。2．蛋白質工程的目的：生產(chǎn)符合人們生活需要的并非自然界已存在的________。1．基因蛋白質2．蛋白質二、蛋白質工程的基本原理1．蛋白質工程的概念：蛋白質工程是指以___________________作為基礎，通過________或________，對現(xiàn)有蛋白質進行________，或___________，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。2．目標：根據(jù)人們對________功能的特定需求，對________的結構進行分子設計。3．原理：中心法則的逆推。4．過程：預期蛋白質功能→設計預期的________結構→推測應有的________序列→找到相應的____________序列(基因)。1．蛋白質分子的結構規(guī)律及其與生物功能的關系基因修飾基因合成改造制造一種新的蛋白質2．蛋白質蛋白質4．蛋白質氨基酸脫氧核苷酸三、蛋白質工程的進展和前景1．前景誘人。如用此技術制成的電子元件，具有________、________和效率高的特點。2．難度很大。主要是目前科學家對大多數(shù)蛋白質的________的了解還很不夠。1．體積小耗電少2．高級結構1．蛋白質工程中，直接需要進行操作的對象是()A．氨基酸結構B．蛋白質空間結構C．肽鏈結構D．基因結構解析：蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規(guī)律及其與生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。其目標是對蛋白質進行分子設計，但因為基因決定蛋白質，因此歸根到底還需要相對應基因進行設計。答案：D2．人們發(fā)現(xiàn)蛛絲蛋白比蠶絲蛋白更細，但強度卻更大，于是有人試圖通過破解蛛絲蛋白的結構從而推出其基因結構，以指導對蠶絲蛋白基因的修改，從而讓蠶也吐出像蛛絲蛋白一樣堅韌的絲，此過程的名稱和依據(jù)的原理分別是()A．基因突變：DNA→RNA→蛋白質B．基因工程：RNA→RNA→蛋白質C．基因工程：DNA→RNA→蛋白質D．蛋白質工程：蛋白質→RNA→DNA→RNA→蛋白質解析：通過修改已知蠶絲蛋白的基因，從而創(chuàng)造出全新的蛋白質的過程叫蛋白質工程，其原理是蛋白質→RNA→DNA→RNA→蛋白質。答案：D3．蛋白質工程中，對蛋白質的結構進行分子設計的根據(jù)是()A．人們對蛋白質功能的特定需求B．蛋白質中氨基酸序列C．信使RNA中核糖核苷酸序列D．基因中脫氧核苷酸序列解析：蛋白質工程的目標是根據(jù)人們對蛋白質功能的特定需求，對蛋白質的結構進行分子設計。答案：A4．關于蛋白質工程的基本流程，正確的是()①預期蛋白質分子結構組成②合成DNA③預期蛋白質功能④據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列A．①→②→③→④B．④→②→①→③C．③→①→④→②D．③→④→①→②解析：蛋白質工程是分析已知結構和功能的蛋白質，并對其結構進行改造，主要是改變個別氨基酸，從而分析出改造后的蛋白質的氨基酸序列，據(jù)此逆推出mRNA的堿基序列，最后合成出相應的DNA。答案：C5．蛋白質工程中對蛋白質分子進行設計時，主要包括哪幾種()①進行少數(shù)氨基酸的替換②對不同來源的蛋白質進行拼接③從氨基酸的排列順序出發(fā)設計全新的蛋白質④直接改變蛋白質的空間結構A．①②B．①②③C．②③④D．①②④解析：蛋白質工程中對蛋白質分子進行設計時，不能直接改變蛋白質的空間結構。但是能進行少數(shù)氨基酸的替換，能對不同來源的蛋白質進行拼接，能夠從氨基酸的排列順序出發(fā)設計全新的蛋白質。答案：B6．關于蛋白質工程的說法，正確的是()A．蛋白質工程是在分子水平上對蛋白質分子直接進行操作B．蛋白質工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質分子C．對蛋白質的改造是通過直接改造相應的mRNA來實現(xiàn)的D．蛋白質工程的流程和天然蛋白質合成的過程是相同的解析：蛋白質工程，就是利用基因工程手段，包括基因的定點突變和基因表達對蛋白質進行改造，以獲得性質和功能更加完善的蛋白質分子。蛋白質工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質分子。答案：B7．蛋白質工程目前成功的是()A，對胰島素進行改造，生產(chǎn)速效型藥品B．蛋白質工程應用于微電子方面C．體外耐保存的干擾素D．用蛋白質工程生產(chǎn)賴氨酸玉米解析：A項已經(jīng)實現(xiàn)，B、C、D三項目前尚未實現(xiàn)，只是蛋白質工程的發(fā)展前景，有待進一步研究和設計。答案：A8．科學家為提高玉米中的賴氨酸含量，計劃將天冬氨酸激酶的第352位蘇氨酸變成異亮氨酸，將二氫吡啶二羧酸合成酶中104位的氨基酸由天冬氨酸變成異亮氨酸，就可以使玉米葉片和種子中的游離賴氨酸含量分別提高5倍和2倍，下列對蛋白質的改造，操作正確的是()A．直接通過分子水平改造蛋白質B．直接改造相應的mRNAC．對相應的基因進行操作D．重新合成新的基因解析：蛋白質工程的目的是對蛋白質進行改造，從而使蛋白質功能可以滿足人們需求。而蛋白質功能與其高級結構密切相關，蛋白質高級結構又非常復雜，所以直接對蛋白質改造非常困難，而蛋白質是由基因控制合成的，對基因進行操作卻容易得多。另外，改造后的基因可以遺傳，如對蛋白質直接改造，即使成功也不能遺傳。答案：C9．綠色熒光蛋白(GFP)能在藍光或紫外光的激發(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在細胞內部的移動情況，幫助推斷蛋白質的功能。GFP基因可作為目的基因用于培育綠色熒光小鼠，下圖表示培育綠色熒光小鼠的基本流程：請根據(jù)上述材料回答下列問題。(1)用于培育綠色熒光小鼠的基因表達載體的組成必須有啟動子、標記基因、__________和__________。圖中過程②常用的方法是__________。(2)GFP基因與目的基因一起構建到載體上不影響目的基因的表達，也不影響由目的基因控制合成的蛋白質的結構與功能，且對細胞無毒性作用，因此GFP基因可以作為基因表達載體上的________________________________________________________________________。(3)目前科學家們通過______________工程制造出了藍色熒光蛋白、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？________________________________________________________________________。請寫出該工程的基本流程。答案：(1)GFP基因終止子顯微注射法(2)標記基因(3)蛋白質改造GFP基因(綠色熒光蛋白基因)預期蛋白質功能→設計預期蛋白質結構→推測氨基酸序列→推知基因的核苷酸序列→修飾(合成)相應基因→表達出相應蛋白質10．已知有三種氨基酸的密碼子是：甲硫氨酸(AUG)、色氨酸(UGG)、苯丙氨酸(UUU或UUC)。某多肽鏈的一段氨基酸序列：…—甲硫氨酸—色氨酸—苯丙氨酸—色氨酸—…(1)怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？請把相應的堿基序列寫出來。_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)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(DNA)？_______________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：根據(jù)中心法則，DNA的脫氧核苷酸的排列順序決定mRNA中核糖核苷酸(密碼子)的排列順序，mRNA中核糖核苷酸的排列順序決定蛋白質中氨基酸的排列順序，因此根據(jù)蛋白質的氨基酸順序可以反推出DNA中堿基對的排列順序。由于一種氨基酸可能有一種或多種密碼子，所以反推出來的結果不唯一。答案：(1)根據(jù)氨基酸序列推出mRNA密碼子序列，再根據(jù)mRNA推出DNA上脫氧核苷酸序列其DNA堿基序列為：…—ATGTGGTTCTGG—……—TACACCAAGACC—…或eq\o(\s\up7(…—ATGTGGTTTTGG—…),\s\do5(…—TACACCAAAACC—…))(2)根據(jù)DNA的堿基對序列或改造后的DNA堿基序列，利用四種脫氧核苷酸進行人工合成11．下圖為蛋白質工程操作的基本思路，請據(jù)圖回答下列問題。(1)代表蛋白質工程操作思路的過程是________；代表中心法則內容的是________(填寫數(shù)字)。(2)寫出圖中各數(shù)字代表的生物學過程的名稱或內容：①__________；②__________；③____________；④__________；⑤__________。(3)蛋白質工程的目的是_________________，通過___________實現(xiàn)。(4)從圖中可以看出蛋白質工程的基本途徑與中心法則是________的。解析：天然蛋白質合成的過程是按照中心法則進行的，而蛋白質工程的基本途徑與之相反，即從預期的蛋白質功能出發(fā)→設計預期的蛋白質結構→推測應有的氨基酸序列→找到相應的脫氧核苷酸序列(基因)。答案：(1)④⑤①②③(2)轉錄翻譯折疊分子設計DNA合成(3)獲得滿足人類生產(chǎn)和生活需求的蛋白質基因合成或改造(4)相反題組51.下列選項中正確的是()A.蛋白質工程生產(chǎn)的蛋白質氨基酸的排列順序不可能改變B.蛋白質工程生產(chǎn)的蛋白質氨基酸之間的連接方式發(fā)生改變C.蛋白質工程生產(chǎn)的蛋白質仍為天然存在的蛋白質D.蛋白質工程可合成天然不存在的蛋白質解析:蛋白質工程可根據(jù)蛋白質結構與生物活性及功能的關系,利用基因工程手段,按人類需要定向改造天然存在的蛋白質,從而形成與自然界存在的蛋白質不同的蛋白質分子,甚至創(chuàng)造出自然界根本就沒有的、符合人們需求的蛋白質分子。在此過程中并未改變氨基酸之間的連接方式,氨基酸序列一般改變。答案:D2.蛋白質工程的基本流程是()①蛋白質分子結構的設計②DNA合成或改造③預期蛋白質功能④將合成或改造的基因通過基因工程流程在特定生物體內表達⑤根據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列A.①②③④⑤B.①③②⑤④C.③①⑤②④ D.③①②④⑤解析:蛋白質工程需根據(jù)預期蛋白質功能,設計相應分子結構,根據(jù)蛋白質中氨基酸序列推出相應脫氧核苷酸序列,再設計具有該序列的基因(DNA),并將其導入受體細胞表達。答案:C3.下列關于蛋白質工程的設計思路,不正確的是()A.從蛋白質的功能推測蛋白質應有的結構B.從蛋白質的結構推測氨基酸的排列順序C.從氨基酸的順序推測基因的核苷酸的排列順序D.從氨基酸的順序推測基因的核苷酸數(shù)目解析:蛋白質工程需要根據(jù)蛋白質的結構和功能,推測目的基因的堿基排列順序,而非堿基(核苷酸)數(shù)目。答案:D4.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.蛋白質工程C.誘變 D.細胞工程解析:蛋白質工程可以改造酶的結構,通過改造蛋白質分子中某些活性部位的一個或幾個氨基酸殘基,有目的地提高酶適應低溫的能力,進而提高洗衣粉在低溫時的洗衣效果。答案:B5.科學家為提高玉米中賴氨酸含量,計劃將天冬氨酸激酶的352位的蘇氨酸變成異亮氨酸,將二氫吡啶二羧酸合成酶中104位的天冬氨酸變成異亮氨酸,就可以使玉米葉片和種子中游離賴氨酸的含量分別提高5倍和2倍,下列對玉米性狀改變最可行的方法是()A.直接改變酶的結構,從而影響代謝過程,進而改變玉米的性狀B.直接對相應的基因改造,從而改造酶的結構,通過影響代謝進而改變玉米的性狀C.直接改造相應的mRNA,從而改造酶的結構,通過影響代謝進而改變玉米的性狀D.直接將其他生物的外源基因導入玉米體內,來改變玉米的性狀解析:對蛋白質進行改造,最終通過改造基因完成。答案:B6.下列對物質的改造不屬于蛋白質工程范疇的是()A.胰島素改造 B.抗體改造C.酶的改造 D.性激素改造解析:性激素的化學本質是固醇,不是蛋白質。答案:D7.當前,蛋白質工程是發(fā)展較好、較快的分子工程。它將蛋白質與酶的研究推進到嶄新的時代,為蛋白質和酶在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥方面的應用開拓了誘人的前景。蛋白質工程開創(chuàng)了按照人類意愿改造、創(chuàng)造符合人類需要的蛋白質的新時期。那么,蛋白質工程中需要直接進行操作的對象是()A.氨基酸結構B.蛋白質空間結構C.肽鏈結構D.基因結構解析:蛋白質工程直接操作的對象是基因。答案:D8.自然界里還沒發(fā)現(xiàn)有什么材料能像蛛絲的強度和柔韌度那么好。蛛絲強度和柔韌度得益于蛛絲蛋白中氨基酸的特殊布局,使它產(chǎn)生了一個由堅硬的結晶區(qū)和一個非結晶區(qū)構成的混合區(qū)域。有人試圖通過破解蛛絲蛋白的結構從而推出其基因結構,以指導對蠶絲蛋白基因的修改,從而讓蠶也吐出像蛛絲蛋白一樣堅韌的絲,此過程運用的技術及流程分別是()A.基因突變:DNA→RNA→蛋白質B.基因工程:RNA→RNA→蛋白質C.基因工程:DNA→RNA→蛋白質D.蛋白質工程:蛋白質→RNA→DNA→RNA→蛋白質解析:修改基因應通過蛋白質工程完成,技術流程可表示為:預期蛋白質功能→設計蛋白質的結構→設計mRNA→設計基因→轉錄出mRNA→翻譯出蛋白質。答案:D9.蛋白質工程的基礎是()A.基因工程 B.細胞工程C.酶工程 D.發(fā)酵工程答案:A10.下列有關蛋白質工程和基因工程的說法,正確的是()A.蛋白質工程是在基因工程的基礎上延伸出來的第二代基因工程B.基因工程生產(chǎn)的蛋白質通過轉錄、翻譯實現(xiàn),蛋白質工程則不需要C.基因工程需要“分子運輸車”載體,而蛋白質工程不需要D.基因工程能改造生物的性狀,蛋白質工程只會生產(chǎn)新的蛋白質,不能改變生物的性狀解析:基因工程和蛋白質工程都需要在分子水平上利用載體將相應基因導入受體細胞,并在相應受體細胞內經(jīng)轉錄、翻譯成相應蛋白質,既然都能表達出相應蛋白質,就都能影響生物的性狀。答案:A11.(2015課標全國Ⅱ理綜,40)已知生物體內有一種蛋白質(P),該蛋白質是一種轉運蛋白,由305個氨基酸組成。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(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉栴}。(1)從上述資料可知,若要改變蛋白質的功能,可以考慮對蛋白質的進行改造。(2)以P基因序列為基礎,獲得P1基因的途徑有修飾基因或合成基因。所獲得的基因表達時是遵循中心法則的,中心法則的全部內容包括的復制;以及遺傳信息在不同分子之間的流動,即:。(3)蛋白質工程也被稱為第二代基因工程,其基本途徑是從預期蛋白質功能出發(fā),通過和,進而確定相對應的脫氧核苷酸序列,據(jù)此獲得基因,再經(jīng)表達、純化獲得蛋白質,之后還需要對蛋白質的生物進行鑒定。解析:本題考查蛋白質工程和基因工程的原理及操作流程。(1)由題干信息可知,改造蛋白質的功能可通過改變蛋白質的結構實現(xiàn)。(2)依據(jù)蛋白質工程的定義及題中信息可知,獲得P1基因的途徑有修飾現(xiàn)有(P)基因或合成新(P1)基因。中心法則的全部內容包括DNA的復制、RNA的復制、轉錄、逆轉錄和翻譯。(3)蛋白質工程的基本途徑:從預期的蛋白質功能出發(fā)→設計預期的蛋白質結構→推測應有的氨基酸序列→找到相應的脫氧核苷酸序列。通過蛋白質工程合成的蛋白質還需要進行生物活性的鑒定即功能鑒定,看是否達到人們的需求。答案:(1)氨基酸序列(或結構)(其他合理答案也可)(2)PP1DNA和RNA(或遺傳物質)DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白質(或轉錄、逆轉錄、翻譯)(3)設計蛋白質的結構推測氨基酸序列功能12.胰島素可以用于治療糖尿病,但是胰島素被注射到人體后會堆積在皮下,要經(jīng)過較長時間才能進入血液,而進入血液的胰島素又容易分解,因此治療效果很不理想。下圖是用蛋白質工程設計的速效胰島素的生產(chǎn)過程,請據(jù)圖回答有關問題。(1)構建新的蛋白質模型是蛋白質工程的關鍵,圖中構建新的胰島素模型的主要依據(jù)是。(2)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什么?(3)新的胰島素基因與運載體(質粒)結合過程中需要限制酶和DNA連接酶。已知限制酶Ⅰ的識別序列和切點是—G↓GATCC—。請畫出質粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端的過程:。(4)若將含有新的胰島素基因的表達載體導入植物細胞,最常用的有效做法是。解析:(1)構建新的胰島素模型的主要依據(jù)是蛋白質的預期功能。(2)根據(jù)蛋白質的預期功能,推測新的胰島素中氨基酸的序列,進而推斷基因中的脫氧核苷酸序列來合成新的胰島素基因。(4)植物基因工程最常用的轉化方法是農(nóng)桿菌轉化法。答案:(1)蛋白質的預期功能(2)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,然后利用DNA合成儀來合成新的胰島素基因(3)略(4)農(nóng)桿菌轉化法13.綠色熒光蛋白(GFP)能在藍光或紫外光的激發(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在細胞內部的移動情況,幫助推斷蛋白質的功能。GFP基因可作為目的基因用于培育綠色熒光小鼠,下圖表示培育綠色熒光小鼠的基本流程。請根據(jù)上述材料回答下列問題。(1)用于培育綠色熒光小鼠的基因表達載體的組成必須有啟動子、和。圖中過程②常用的方法是。(2)GFP基因的表達產(chǎn)物GFP(綠色熒光蛋白)由于在藍光或紫外光的激發(fā)下發(fā)出熒光,因此在構建基因表達載體時,GFP這一目的基因可同時作為基因表達載體上的。(3)目前科學家們通過工程制造出了藍色熒光蛋白、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?。解析:藍色熒光蛋白、黃色熒光蛋白是不同于綠色熒光蛋白的分子,應來自蛋白質工程對綠色熒光蛋白的改造。蛋白質工程的直接改造對象是基因,而不是蛋白質分子。答案:(1)GFP基因終止子顯微注射法(2)標記基因(3)蛋白質GFP基因(綠色熒光蛋白基因)題組61．蛋白質工程中需要直接進行操作的對象是()A．氨基酸結構 B．蛋白質空間結構C．肽鏈結構 D．基因結構2．蛋白質工程在設計蛋白質結構時依據(jù)的是()A．基因功能 B．蛋白質功能C．氨基酸序列 D．mRNA密碼子序列3．下列關于蛋白質工程的設計思路中，說法不正確的是()A．從蛋白質的功能推測蛋白質應有的結構B．從蛋白質的結構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D．蛋白質工程完全不遵循中心法則4．科學家將β-干擾素基因進行定點突變導入大腸桿菌中表達，使干擾素第十七位的半胱氨酸改變成絲氨酸，結果大大提高了β-干擾素的抗病活性，并且提高了儲存穩(wěn)定性。該生物技術為()A．基因工程 B．蛋白質工程C．基因突變 D．組織培養(yǎng)5．下列說法錯誤的是()A．科學家通過對胰島素的改造已經(jīng)使其成為速效型藥品B．我們可以將蛋白質工程應用于微電子方面C．用蛋白質工程方法制成的電子元件，具有體積小、耗電少和效率高的特點D．蛋白質工程成功的例子不多，主要是因為蛋白質種類太少，原料不足6．下列關于蛋白質工程的說法，錯誤的是()A．蛋白質工程能定向改造蛋白質分子的結構，使之更加符合人類需要B．蛋白質工程是在分子水平上對蛋白質分子直接進行操作，定向改變分子的結構C．蛋白質工程能產(chǎn)生自然界中不曾存在的新型蛋白質分子D．蛋白質工程與基因工程密不可分，又稱為第二代基因工程7．某種微生物合成的蛋白酶與人體消化液中的蛋白酶的結構和功能很相似，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B．將此酶與人蛋白酶進行拼接，形成新的蛋白酶C．重新設計與創(chuàng)造一種蛋白酶D．減少此酶在片劑中的含量8．科學家為提高玉米中賴氨酸含量，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104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5倍和2倍，下列對蛋白質的改造，操作正確的是()A．直接通過分子水平改造蛋白質B．直接改造相應的mRNAC．對相應的基因進行操作D．重新合成新的基因9．下圖為蛋白質工程操作的基本思路，請據(jù)圖回答下列問題：(1)代表蛋白質工程操作思路的過程是____________，代表中心法則內容的是____________。(填寫數(shù)字)(2)寫出圖中各數(shù)字代表的生物學過程的名稱或內容：①____________，②____________，③____________，④____________，⑤____________。(3)蛋白質工程的目的是________________________________，通過__________________________________實現(xiàn)。(4)從圖中可以看出蛋白質工程的基本途徑與中心法則是________的。10．綠色熒光蛋白(GFP)能在藍光或紫外光的激發(fā)下發(fā)出熒光，這樣借助GFP發(fā)生的熒光就可以跟蹤蛋白質在細胞內部的移動情況，幫助推斷蛋白質的功能。下面為我國首例綠色熒光蛋白(GFP)轉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①、②形成重組質粒，需要限制酶切取目的基因、切割質粒。限制酶Ⅰ的識別序列和切點是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的識別序列和切點是—↓GATC—。在質粒上有酶Ⅰ的1個切點，在目的基因的兩側各有1個酶Ⅱ的切點。①請畫出質粒被限制酶Ⅰ切割后形成黏性末端的過程。___________________________________________。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？________，理由是____________________________________________________________________________________。(2)過程③將重組質粒導入豬胎兒成纖維細胞時，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的基因一起構建到載體上，GFP基因可以作為基因表達載體上的標記基因，其作用是______________。獲得的轉基因克隆豬，可以解決的醫(yī)學難題是________________________。(4)目前科學家們通過蛋白質工程制造出了藍色熒光蛋白、黃色熒光蛋白等，采用蛋白質工程技術制造出藍色熒光蛋白過程的正確順序是：________(用序號表示)。①推測藍色熒光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列②藍色熒光蛋白的功能分析和結構設計③藍色熒光蛋白基因的修飾(合成)④表達出藍色熒光蛋白答案1．選D蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規(guī)律及其與生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，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。2．選B蛋白質工程依據(jù)蛋白質功能，設計蛋白質結構，再推測并合成相應的基因。3．選D蛋白質工程的基本途徑是根據(jù)中心法則反推出來的。4．選B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β-干擾素也不是天然β-干擾素，而是經(jīng)過改造的、具有人類所需優(yōu)點的蛋白質，因而整個過程利用的生物技術應為蛋白質工程。5．選D蛋白質工程是一項難度很大的工程，目前成功的例子不多，主要是因為蛋白質發(fā)揮功能必須依賴于正確的高級結構，這種結構十分復雜，而目前科學家對大多數(shù)蛋白質的高級結構的了解還不夠。6．選B蛋白質工程被稱為第二代基因工程，是對基因結構進行相應地改造，從而產(chǎn)生新的蛋白質，對蛋白質直接改造，改造后不能夠遺傳，也不能大量生產(chǎn)。7．選A要想使蛋白酶熱穩(wěn)定性有所提高，就要改變蛋白質的結構，此類問題一般是對蛋白質中的個別氨基酸進行替換。8．選C蛋白質工程的直接操作對象是基因。9．解析：天然蛋白質合成的過程是按照中心法則進行的，而蛋白質工程的基本途徑與之相反，即從預期的蛋白質功能出發(fā)→設計預期的蛋白質結構→推測應有的氨基酸序列→找到相應的脫氧核苷酸序列(基因)。答案(1)④⑤①②③(2)轉錄翻譯折疊分子設計DNA合成(3)對蛋白質的結構進行分子設計基因修飾或基因合成(4)相反10．解析：(1)①書寫要關注DNA序列與限制酶識別序列的區(qū)別，不要遺漏了酶和黏性末端的正確表達。②由于兩種限制酶切割形成的黏性末端是相同的，可以互補配對，因此可用DNA連接酶進行相互“縫合”。(2)基因工程中目的基因導入動物細胞的方法是顯微注射法。(3)基因表達載體上標記基因的作用是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因；獲得轉基因豬，可以解決醫(yī)學上供體器官不足和免疫排斥問題。(4)蛋白質工程正確的操作過程是②①③④。答案：(1)①(只寫出切割后形成的部分即可)eq\a\vs4\al(—G↓GATCC—,—CCTAG↑G—)eq\o(→,\s\up7(用酶Ⅰ切割))eq\a\vs4\al(—GGATCC—,—CCTAGG—)②可以連接因為由兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的(或是可以互補的)(2)顯微注射法(3)鑒定受體細胞中是否含有目的基因供體器官不足和免疫排斥(4)②①③④題組71.自然界中不存在的蛋白質的合成首先應設計()。A.基因結構結構C.氨基酸序列 D.蛋白質結構解析:自然界中不存在的蛋白質的合成是根據(jù)人們對蛋白質功能的特定要求,對蛋白質的結構進行分子設計。答案:D2.蛋白質工程在實施中最大的難題是()。A.生產(chǎn)的蛋白質無法應用B.發(fā)展前景太窄C.對于大多數(shù)蛋白質的高級結構不清楚D.無法人工合成目的基因解析:多數(shù)蛋白質除具有一級結構即氨基酸順序外,還具有復雜的高級結構,即空間結構,而很多蛋白質的空間結構是人們目前還不清楚的?？臻g結構不清楚也就無法進行蛋白質合成。答案:C3.蛋白質工程制造的蛋白質是()。A.天然蛋白質B.稀有蛋白質C.自然界中不存在的蛋白質D.肌肉蛋白解析:蛋白質工程是通過基因修飾或基因合成,對現(xiàn)有蛋白質進行改造,或制造一種新的蛋白質,以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。答案:C4.自然界里還沒發(fā)現(xiàn)有什么材料能像蛛絲的強度和柔韌度那么好。蛛絲強度和柔韌度得益于蛛絲蛋白中氨基酸的特殊布局,使它產(chǎn)生了一個由堅硬的結晶區(qū)和一個非結晶區(qū)構成的混合區(qū)域。有人試圖通過破解蛛絲蛋白的結構從而推出其基因結構,以指導對蠶絲蛋白基因的修改,從而讓蠶也吐出像蛛絲蛋白一樣堅韌的絲,此過程運用的技術及流程分別是()。A.基因突變:DNA→RNA→蛋白質B.基因工程:RNA→RNA→蛋白質C.基因工程:DNA→RNA→蛋白質D.蛋白質工程:蛋白質→RNA→DNA→RNA→蛋白質答案:D5.下面關于基因工程和蛋白質工程的敘述正確的是()。A.蛋白質工程就是基因工程B.蛋白質工程利用了基因工程技術手段C.蛋白質工程生產(chǎn)的都是自然界存在的蛋白質D.基因工程和蛋白質工程之間沒有任何聯(lián)系解析:蛋白質工程就是根據(jù)蛋白質的精細結構與功能之間的關系,利用基因工程的手段,按照人類自身的需要,定向地改造天然的蛋白質,甚至創(chuàng)造新的、自然界本不存在的、具有優(yōu)良特性的蛋白質分子。蛋白質工程與基因工程密不可分。答案:B6.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,用蛋白質工程對蛋白質分子設計的最佳方案是()。A.對豬胰島素進行一個不同氨基酸的替換B.將豬胰島素和人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糖尿病D.根據(jù)人的胰島素設計制造一種全新的胰島素解析:由于豬胰島素分子中只有一個氨基酸與人胰島素不同,所以蛋白質工程中對蛋白質的分子設計,只需替換這一個不同的氨基酸即可。雖然根據(jù)人胰島素分子的結構設計一種全新的胰島素也可以用于臨床治療,但分子設計和胰島素的生產(chǎn)方面都存在很多困難,所以不是最佳方案。答案:A7.基因工程藥物與蛋白質工程藥物的區(qū)別是()。A.都與天然產(chǎn)物完全相同B.都與天然產(chǎn)物不相同C.基因工程藥物與天然產(chǎn)物相同,蛋白質工程藥物與天然產(chǎn)物不相同D.基因工程藥物與天然產(chǎn)物不相同,蛋白質工程藥物與天然產(chǎn)物完全相同答案:C8.下列不屬于蛋白質工程成果的是()。A.改造酶的結構,提高酶的熱穩(wěn)定性B.生產(chǎn)出鼠—人嵌合抗體C.將天冬氨酸激酶的第352位的蘇氨酸變成異亮氨酸D.將人的胰島素基因整合到大腸桿菌體內生產(chǎn)胰島素解析:將人的胰島素基因整合到大腸桿菌體內生產(chǎn)胰島素屬于基因工程的成果。答案:D9.枯草桿菌產(chǎn)生的蛋白酶具有催化分解蛋白質的特性,但因極易被氧化而失效。1985年,美國的埃斯特爾將枯草桿菌蛋白酶分子中的第222位氨基酸替換后,雖然其水解活性有所下降,但抗氧化能力大大提高。用這種水解酶作為洗滌劑的添加劑,可以有效地除去血漬、奶漬等蛋白質污漬。請根據(jù)以上材料回答下列問題。(1)改造枯草桿菌蛋白酶的生物技術是。(2)改造后的枯草桿菌中的控制合成蛋白酶的基因與原來相比,至少有個堿基對發(fā)生變化。(3)利用生物技術改造的枯草桿菌蛋白酶,是提高了蛋白質的性,埃斯特爾所做的工作,是對已知蛋白質進行,從而創(chuàng)造出了自然界中沒有的蛋白質。答案:(1)蛋白質工程(2)1(3)穩(wěn)定少數(shù)氨基酸的替換10.綠色熒光蛋白(GFP)能在藍光或紫外光的激發(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在細胞內部的移動情況,幫助推斷蛋白質的功能。GFP基因可作為目的基因用于培育綠色熒光小鼠,下圖表示培育綠色熒光小鼠的基本流程:請根據(jù)上述材料回答下列問題。(1)用于培育綠色熒光小鼠的基因表達載體的組成必須有啟動子、標記基因、和。圖中過程②常用的方法是。(2)GFP基因與目的基因一起構建到載體上不影響目的基因的表達,也不影響由目的基因控制合成的蛋白質的結構與功能,且對細胞無毒性作用,因此GFP基因可以作為基因表達載體上的。(3)目前科學家們通過工程制造出了藍色熒光蛋白、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?。請寫出該工程的基本流程。答案:(1)GFP基因終止子顯微注射法(2)標記基因(3)蛋白質改造GFP基因(綠色熒光蛋白基因)預期蛋白質功能→設計預期蛋白質結構→推測氨基酸序列→推知基因的核苷酸序列→修飾(合成)相應基因→表達出相應蛋白質題組81．蛋白質工程制造的蛋白質是()A．天然蛋白質B．稀有蛋白質C．自然界中不存在的蛋白質D．血紅蛋白質[答案]C2．蛋白質工程中，要對蛋白質結構進行設計改造，必須通過基因修飾或基因合成來完成，而不是直接改造蛋白質的原因是()A．缺乏改造蛋白質所必需的工具酶B．改造基因易于操作且改造后能夠遺傳C．人類對大多數(shù)蛋白質高級結構知之甚少D．蛋白質中氨基酸的排列順序千變萬化，操作難度大[答案]B[解析]蛋白質工程通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。蛋白質工程的直接操作對象是基因，并且改造后能夠遺傳；若直接改造蛋白質，其性狀不能遺傳。3．蛋白質工程的基本流程是()①蛋白質分子結構設計②DNA合成③預期蛋白質功能④據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列A．①→②→③→④ B．④→②→①→③C．③→①→④→② D．③→④→①→②[答案]C4．蛋白質工程的基礎是()A．基因工程 B．細胞工程C．發(fā)酵工程 D．酶工程[答案]A[解析]蛋白質工程是基因工程的延續(xù)，是在基因工程基礎上發(fā)展起來的。進行蛋白質分子設計后，需要應用高效的基因工程來進行蛋白質的合成。5．蛋白質工程與基因工程相比，其突出特點是()A．基因工程原則上能生產(chǎn)任何蛋白質B．蛋白質工程能對現(xiàn)有的蛋白質進行改造，則制造一種新的蛋白質C．蛋白質工程可以不通過轉錄和翻譯來實現(xiàn)D．蛋白質工程是在基因工程的基礎上延伸出來的第三代基因工程[答案]B[解析]蛋白質工程通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求，是延伸出來的第二代基因工程。6．下列關于蛋白質工程應用的敘述不正確的是()A．蛋白質工程可以改造酶的結構，提高酶的熱穩(wěn)定性B．通過蛋白質工程可以改變蛋白質的活性C．利用蛋白質工程可以在大腸桿菌細胞中得到人的胰島素D．蛋白質工程可以對胰島素進行改造和修飾，合成速效型胰島素制劑[答案]C[解析]蛋白質工程是依據(jù)人們設計的蛋白質分子結構，來改造基因，進而控制合成新的蛋白質或改變自然界中的蛋白質，而在大腸桿菌中生產(chǎn)人胰島素利用基因工程技術便可達到。7．(2015·德州檢測)下圖為蛋白質工程操作的基本思路，請據(jù)圖回答下列問題：(1)代表蛋白質工程操作思路的過程是__________________，代表中心法則內容的是__________。(填寫數(shù)字)(2)寫出圖中各數(shù)字代表的生物學過程的名稱或內容：①____________，②__________，③__________，④____________，⑤____________。(3)蛋白質工程的目的是________________，通過___________________________實現(xiàn)。(4)從圖中可以看出蛋白質工程的基本途徑與中心法則是____________的。[答案](1)④⑤①②③(2)轉錄翻譯折疊分子設計DNA合成(3)對蛋白質的結構進行分子設計基因合成或改造(4)相反8．枯草桿菌產(chǎn)生的蛋白酶具有催化分解蛋白質的特性，但極易被氧化而失效。1985年，美國的埃斯特爾將枯草桿菌蛋白酶分子中的第222位氨基酸替換后，雖然其水解活性有所下降，但抗氧化能力大大提高。用這種水解酶作為洗滌劑的添加劑，可以有效地除去血漬、奶漬等蛋白質污漬。(1)改造枯草桿菌蛋白酶的生物技術是________。(2)改造后的枯草桿菌中的控制合成蛋白酶的基因與原來相比，至少有________個堿基對發(fā)生變化。(3)利用生物技術改造蛋白質，提高了蛋白質的______性，埃斯特爾所做的工作是對已知蛋白質進行_____________________________________。[答案](1)蛋白質工程(2)1(3)穩(wěn)定少數(shù)氨基酸的替換[解析]本題考查蛋白質工程的有關問題?；蛑械?個堿基對決定mRNA上3個堿基，mRNA上3個相鄰堿基決定一個氨基酸。利用生物技術改造蛋白質能夠提高蛋白質的穩(wěn)定性。1．科學家為提高玉米中賴氨酸含量，計劃將天冬氨酸激酶的第352位蘇氨酸變成異亮氨酸，將二氫吡啶二羧酸合成酶中第104位的氨基酸由天冬氨酸變成異亮氨酸，這樣就可以使玉米葉片和種子中的游離賴氨酸含量分別提高5倍和2倍。下列對蛋白質的改造，操作正確的是()A．直接通過分子水平改造蛋白質B．直接改造相應的mRNAC．對相應的基因進行操作D．重新合成新的基因[答案]C[解析]蛋白質工程的目的是對蛋白質進行改造，從而使蛋白質的功能滿足人們的需要。而蛋白質功能與其高級結構密切相關，蛋白質高級結構又非常復雜，所以直接對蛋白質進行改造非常困難。而蛋白質是由基因控制合成的，對基因進行操作卻容易得多。另外，改造后的基因可以遺傳，如對蛋白質直接改造，即使成功也不能遺傳。2．當前醫(yī)學上，蛋白質工程藥物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白質類替代治療劑，則基因工程藥物與蛋白質工程藥物的區(qū)別是()A．都與天然產(chǎn)物完全相同B．都與天然產(chǎn)物不相同C．基因工程藥物與天然產(chǎn)物相同，蛋白質工程藥物與天然產(chǎn)物不相同D．基因工程藥物與天然產(chǎn)物不相同，蛋白質工程藥物與天然產(chǎn)物完全相同[答案]C3．(2015·濰坊檢測)下列關于蛋白質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，而蛋白質工程可以對現(xiàn)有蛋白質進行改造，從而制造一種新的蛋白質B．蛋白質工程是在基因工程的基礎上發(fā)展起來的，蛋白質工程最終還是要通過基因修飾或基因合成來完成C．當?shù)玫娇梢栽冢?0℃條件下保存半年的干擾素后，在相關酶、氨基酸和適宜的溫度、pH條件下，干擾素可以大量自我合成D．基因工程和蛋白質工程產(chǎn)生的變異都是可遺傳的[答案]C[解析]基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質，而蛋白質工程可以對現(xiàn)有蛋白質進行改造，從而制造一種新的蛋白質；蛋白質工程是在基因工程的基礎上發(fā)展起來的，蛋白質工程最終還是