2018_2019學(xué)年高中生物專題1基因工程1.4蛋白質(zhì)工程的崛起教學(xué)案含解析新人教版選修.docx

蛋白質(zhì)工程的崛起1.基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)。2蛋白質(zhì)工程并不是直接改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，而是通過基因操作來實現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)的改造。3蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：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)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。4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)和生活的需要。5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。一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由1基因工程的實質(zhì)：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)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀。2基因工程的不足：基因工程在原則上只能產(chǎn)生自然界已存在的蛋白質(zhì)。3天然蛋白質(zhì)的不足：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。二、蛋白質(zhì)工程的基本原理1概念(1)基礎(chǔ)：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。(2)手段：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)。(3)目的：獲得滿足人類的生產(chǎn)和生活需求的蛋白質(zhì)。2流程：預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)。三、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景1進(jìn)展：科學(xué)家通過對胰島素的改造，已使其成為速效型藥品。2前景：生物和材料科學(xué)家正積極探索將蛋白質(zhì)工程應(yīng)用于微電子方面，用蛋白質(zhì)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。3面臨的困難：對蛋白質(zhì)發(fā)揮功能必須依賴的高級結(jié)構(gòu)了解不夠。1合成天然不存在的蛋白質(zhì)應(yīng)首先設(shè)計()A基因結(jié)構(gòu) BRNA結(jié)構(gòu)C氨基酸序列 D蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析：選D合成天然不存在的蛋白質(zhì)屬于蛋白質(zhì)工程。實施蛋白質(zhì)工程的前提是了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，首先要從設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)入手，然后再根據(jù)基因工程的方法通過基因修飾或基因合成，合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)，從而實現(xiàn)對蛋白質(zhì)的改造。2蛋白質(zhì)工程在實施過程中最大的難題是()A生產(chǎn)的蛋白質(zhì)無法應(yīng)用B發(fā)展前景太窄C對大多數(shù)蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)了解不清楚D無法人工合成目的基因解析：選C蛋白質(zhì)工程實施的最大難題是對于大多數(shù)蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)了解不清楚，所以很難改造其基因。3蛋白質(zhì)工程的基本流程是()蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計DNA合成預(yù)期蛋白質(zhì)功能根據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列ABC D解析：選C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)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。1對蛋白質(zhì)工程內(nèi)容的理解(1)改造對象：改造蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，本質(zhì)上是改造控制該蛋白質(zhì)合成的基因的結(jié)構(gòu)。(2)產(chǎn)物：產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)。(3)原理：基因改造。由于基因決定蛋白質(zhì)，要對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，最終還必須通過改造基因來完成。(4)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。(5)蛋白質(zhì)工程的內(nèi)容主要有兩方面：一是根據(jù)需要設(shè)計具有特定氨基酸序列和空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)；二是確定蛋白質(zhì)的化學(xué)組成及空間結(jié)構(gòu)與生物功能之間的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)從氨基酸序列預(yù)測蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和生理功能，設(shè)計合成具有特定生理功能的全新蛋白質(zhì)，而氨基酸的排序由基因決定，所以還需要改造控制蛋白質(zhì)合成的相應(yīng)基因中的脫氧核苷酸序列，或人工合成所需要的自然界原本不存在的基因片段，用于蛋白質(zhì)工程。2蛋白質(zhì)工程流程圖名師點撥蛋白質(zhì)工程通過對基因的操作實現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造的原因(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)還是無法遺傳。(2)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。題組沖關(guān)1下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述，錯誤的是()A蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是改造基因B蛋白質(zhì)工程在設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)時的依據(jù)是現(xiàn)有基因的脫氧核苷酸序列C蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)是基因工程D蛋白質(zhì)工程遵循的原理包括中心法則解析：選B蛋白質(zhì)工程是根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計，然后根據(jù)設(shè)計的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，合成出特定的脫氧核苷酸序列。2糖尿病是近年來高發(fā)的“富貴病”，常見類型有遺傳型糖尿病和型糖尿病。遺傳型糖尿病的主要病因之一是胰島受損?？蒲袡C(jī)構(gòu)作出如下設(shè)計：取糖尿病患者的細(xì)胞，將人的正常胰島素基因?qū)肫渲?，然后進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，誘導(dǎo)產(chǎn)生胰島組織，重新植入患者的胰島，使胰島恢復(fù)功能。型糖尿病需要注射胰島素治療。目前臨床使用的胰島素制劑注射120 min后才出現(xiàn)高峰，與人體生理狀態(tài)不符?？蒲腥藛T通過一定的工程技術(shù)手段，將胰島素B鏈的28號和29號氨基酸互換，獲得了速效胰島素，速效胰島素已通過臨床試驗。(1)對遺傳型糖尿病進(jìn)行基因治療的方案中，胰島素基因稱為_，實驗室中要先對該基因利用_技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。將該基因?qū)胝＜?xì)胞所用的方法是_。(2)科研人員利用蛋白質(zhì)工程合成速效胰島素，該技術(shù)的實驗流程為：其中，流程A是_，流程B是_。(3)與基因工程相比，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)，通過基因_或基因_，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行_，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)生活需要。解析：(1)根據(jù)題意，在進(jìn)行基因治療時，胰島素基因是目的基因，在體外條件下可利用PCR技術(shù)對其進(jìn)行擴(kuò)增，在基因工程中將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞的常用方法是顯微注射法。(2)根據(jù)蛋白質(zhì)工程的流程示意圖，可知整個流程是根據(jù)預(yù)期蛋白質(zhì)的功能設(shè)計蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，然后推測相應(yīng)的氨基酸序列，并找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列，最后合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。(3)與基因工程相比，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)生活需要。答案：(1)目的基因PCR顯微注射法(2)預(yù)期蛋白質(zhì)的功能相應(yīng)的氨基酸序列(3)修飾合成改造1二者在操作上的基本思路(1)基因工程是遵循中心法則，從DNAmRNA蛋白質(zhì)折疊產(chǎn)生功能。基本上是生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。(2)蛋白質(zhì)工程是按照以下思路進(jìn)行的：確定蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)應(yīng)有的氨基酸序列相對應(yīng)的堿基序列?？梢詣?chuàng)造天然不存在的蛋白質(zhì)。2二者的區(qū)別與聯(lián)系比較項目蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別操作起點預(yù)期的蛋白質(zhì)功能目的基因過程預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列獲取目的基因構(gòu)建基因表達(dá)載體將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定實質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(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生物產(chǎn)品結(jié)果可生產(chǎn)天然沒有的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)聯(lián)系都在生物體外對基因進(jìn)行操作；蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程題組沖關(guān)3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)工程不需對基因進(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)工程合成的可以是天然不存在的蛋白質(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：選B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)工程是從分子水平上對蛋白質(zhì)進(jìn)行改造設(shè)計，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)肓硪簧矬w內(nèi)，并使之表達(dá)，產(chǎn)生人類所需的性狀，或者獲取所需的產(chǎn)品，基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)。4鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種單基因遺傳病，患者的血紅蛋白分子肽鏈第6位氨基酸谷氨酸被纈氨酸代替，導(dǎo)致功能異常?；卮鹣铝袉栴}：(1)異常血紅蛋白的氨基酸序列改變的根本原因是編碼血紅蛋白基因的_序列發(fā)生改變。(2)將正常的血紅蛋白基因?qū)牖颊叩墓撬柙煅杉?xì)胞中，可以合成正常的血紅蛋白達(dá)到治療的目的。此操作_(填“屬于”或“不屬于”)蛋白質(zhì)工程，理由是該操作_。(3)用基因工程方法制備血紅蛋白時，可先提取早期紅細(xì)胞中的_，以其作為模板，在_酶的作用下反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。cDNA與載體需在_酶的作用下拼接構(gòu)建基因表達(dá)載體，然后導(dǎo)入受體菌進(jìn)行表達(dá)。(4)檢測受體菌是否已合成血紅蛋白，可從受體菌中提取_，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行_雜交，若出現(xiàn)雜交帶，則表明該受體菌已合成血紅蛋白。解析：(1)基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，遺傳信息儲存在基因堿基對的排列順序中。(2)蛋白質(zhì)工程是指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)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求，題中所述不屬于蛋白質(zhì)工程。(3)利用反轉(zhuǎn)錄法獲取目的基因時，需先提取mRNA，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。cDNA與載體需在限制酶和DNA連接酶的作用下拼接構(gòu)建成基因表達(dá)載體，才可導(dǎo)入受體菌。(4)檢測目的基因是否合成蛋白質(zhì)，需要從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原抗體雜交。答案：(1)堿基對(2)不屬于沒有對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造(3)mRNA逆轉(zhuǎn)錄限制酶和DNA連接(4)蛋白質(zhì)抗原抗體方法規(guī)律“三看法”判斷基因工程和蛋白質(zhì)工程(1)一看對基因的操作方法：如果僅將基因用限制酶從DNA片段中切割下來，沒有經(jīng)過對編碼蛋白序列進(jìn)行修飾、加工，或僅對其調(diào)控序列進(jìn)行加工，則屬于基因工程；如果將目的基因經(jīng)過了一些實質(zhì)性的改造，如對編碼蛋白序列進(jìn)行了堿基替換或增添或缺失某幾個堿基，則屬于蛋白質(zhì)工程。(2)二看目的基因的合成方式：基因工程和蛋白質(zhì)工程中都可以通過反轉(zhuǎn)錄合成目的基因，或根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列先合成mRNA，再合成基因。如果合成時mRNA或氨基酸序列沒有經(jīng)過改造，則為基因工程技術(shù)；如果mRNA或氨基酸序列經(jīng)過了改造，或mRNA或氨基酸序列是根據(jù)蛋白質(zhì)預(yù)期的功能人工設(shè)計的，則為蛋白質(zhì)工程技術(shù)。(3)三看合成的蛋白質(zhì)種類：如果合成的蛋白質(zhì)是天然蛋白質(zhì)，則是基因工程；如果合成的蛋白質(zhì)和天然蛋白質(zhì)有差異，甚至是自然界中所沒有的，則為蛋白質(zhì)工程。隨堂基礎(chǔ)鞏固 1蛋白質(zhì)工程中需要直接進(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：選D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)和生活需求。因此蛋白質(zhì)工程最終還是要對基因進(jìn)行改造。2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 B蛋白質(zhì)功能C氨基酸序列 DmRNA密碼子序列解析：選B蛋白質(zhì)工程依據(jù)蛋白質(zhì)功能，設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，再推測并合成相應(yīng)的基因。3葡萄糖異構(gòu)酶(GI)在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，為提高其熱穩(wěn)定性，科學(xué)家對GI基因進(jìn)行體外定點誘變，以脯氨酸(Pro138)替代Gly138，含突變體的重組質(zhì)粒在大腸桿菌中表達(dá)，結(jié)果最適反應(yīng)溫度提高1012 。這屬于生物工程中的()A基因工程 B蛋白質(zhì)工程C發(fā)酵工程 D酶工程解析：選B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(zhì)工程的重點則在于對已存在的蛋白質(zhì)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(shè)計酶的分子結(jié)構(gòu)，然后由酶的分子結(jié)構(gòu)來確定相應(yīng)基因的堿基序列等步驟。4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)B對蛋白質(zhì)進(jìn)行有目的的改造C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)解析：選C蛋白質(zhì)工程就是根據(jù)蛋白質(zhì)的精細(xì)結(jié)構(gòu)和生物活性之間的關(guān)系，按照人的意愿改造蛋白質(zhì)分子，形成自然界不存在的蛋白質(zhì)分子。為了改造某種蛋白質(zhì)分子，必須對其精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，但不包括對組成蛋白質(zhì)的氨基酸的化學(xué)成分的分析。5豬胰島素用于降低人體血糖濃度的效果并不明顯，原因是豬胰島素分子中有一個氨基酸與人的不同。為了使豬胰島素能夠用于臨床治療糖尿病，蛋白質(zhì)工程中蛋白質(zhì)分子設(shè)計的最佳方案是()A對豬胰島素進(jìn)行一個不同氨基酸的替換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)計制造一種全新的胰島素解析：選A由于豬胰島素分子中只有一個氨基酸與人的胰島素不同，所以只需替換這一個不同的氨基酸即可。雖然根據(jù)人胰島素分子設(shè)計一種全新的胰島素也可以用于臨床治療，但是在分子設(shè)計和胰島素的生產(chǎn)方面都存在很多的困難，所以并不是最佳方案。6下列圍繞蛋白質(zhì)工程的敘述，錯誤的是()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(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)的解析：選B蛋白質(zhì)工程實際上是對基因進(jìn)行操作，而不是對蛋白質(zhì)進(jìn)行操作。7如圖為蛋白質(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_，代表中心法則內(nèi)容的過程是_。(填數(shù)字)(2)寫出圖中數(shù)字代表的生物學(xué)過程的名稱或內(nèi)容：_；_；_；_。(3)從圖中可以看出蛋白質(zhì)工程的基本途徑與中心法則_。(4)功能是由其結(jié)構(gòu)決定的，直接決定蛋白質(zhì)多樣性的因素有_，從根本上說，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是由_決定的。(5)根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測的mRNA中的堿基序列是否是唯一的？_，為什么？_。(6)將氨基酸合成為多肽鏈的場所是_。真核細(xì)胞中將多肽鏈轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢臻g結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)的場所是_。(7)蛋白質(zhì)工程中的目的基因一般通過_獲得。解析：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性由組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)四個因素共同決定；從根本上說，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是由基因(DNA)決定的；一種氨基酸可能具有多種密碼子，根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測的mRNA中的堿基序列可能有多種；蛋白質(zhì)的合成場所為核糖體，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中將多肽鏈折疊成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)；蛋白質(zhì)工程的目的基因的堿基序列已知，可以通過DNA合成儀進(jìn)行人工合成。答案：(1)(2)轉(zhuǎn)錄翻譯折疊分子設(shè)計(3)相反(4)氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)基因(DNA)(5)不唯一一種氨基酸可能具有多種密碼子(6)核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(7)人工合成課時跟蹤檢測一、選擇題1下列說法錯誤的是()A科學(xué)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(zhì)工程應(yīng)用于微電子方面C用蛋白質(zhì)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(zhì)工程成功的例子不多，主要是因為蛋白質(zhì)種類太少，原料不足解析：選D蛋白質(zhì)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(zhì)發(fā)揮功能必須依賴于正確的高級結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，而目前科學(xué)家對大多數(shù)蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)的了解還不夠。2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)，而蛋白質(zhì)工程可以對現(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C基因工程遵循中心法則，蛋白質(zhì)工程完全不遵循中心法則D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：選C蛋白質(zhì)工程的基本途徑是根據(jù)中心法則反推出來的。3蛋白質(zhì)工程中對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行設(shè)計時，主要包括()進(jìn)行少數(shù)氨基酸的替換對不同來源的蛋白質(zhì)進(jìn)行拼接從氨基酸的排列順序出發(fā)設(shè)計全新的蛋白質(zhì)直接改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)ABC D解析：選B蛋白質(zhì)工程中對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行設(shè)計時，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)計全新的蛋白質(zhì)。4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(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(jìn)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D減少此酶在片劑中的含量解析：選A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)中的個別氨基酸進(jìn)行替換。5蛛絲的強(qiáng)度和柔韌度得益于蛛絲蛋白的特殊布局，使它產(chǎn)生了一個由堅硬的結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)構(gòu)成的混合區(qū)域。有人試圖通過破解蛛絲蛋白的結(jié)構(gòu)從而推測出其相應(yīng)的基因結(jié)構(gòu)，以指導(dǎo)對蠶絲蛋白的修改，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(shù)及流程分別是()A基因突變：DNARNA蛋白質(zhì)B基因工程：RNARNA蛋白質(zhì)C基因工程：DNARNA蛋白質(zhì)D蛋白質(zhì)工程：蛋白質(zhì)RNADNARNA蛋白質(zhì)解析：選D該過程采用的是蛋白質(zhì)工程。從預(yù)期蛋白質(zhì)功能入手，對蛋白質(zhì)控制的基因進(jìn)行改造以達(dá)到改造蛋白質(zhì)的目的。6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種關(guān)鍵酶天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶，其活性受細(xì)胞內(nèi)賴氨酸濃度的影響較大，當(dāng)賴氨酸濃度達(dá)到一定量時，就會抑制這兩種酶的活性。增加玉米細(xì)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(zhì)編碼基因?qū)胗衩准?xì)胞B切除玉米細(xì)胞中天冬氨酸激酶基因和二氫吡啶二羧酸合成酶基因C修飾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?qū)胗衩准?xì)胞解析：選C如果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分別提高5倍和2倍。因此可通過修飾天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶基因的個別堿基來達(dá)到目的。7下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的說法正確的是()A蛋白質(zhì)工程無需構(gòu)建基因表達(dá)載體B蛋白質(zhì)工程就是用蛋白酶對蛋白質(zhì)進(jìn)行改造C蛋白質(zhì)工程也需要限制酶和DNA連接酶D蛋白質(zhì)工程是在蛋白質(zhì)分子水平上改造蛋白質(zhì)的解析：選C蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)之上延伸出來的，最終改造的對象仍是DNA分子，因此需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。8下列關(guān)于基因工程和蛋白質(zhì)工程的說法正確的是()A蛋白質(zhì)工程和基因工程的目的都是獲得人類需要的蛋白質(zhì)，所以二者沒有區(qū)別B基因工程是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵技術(shù)C通過蛋白質(zhì)工程改造后的蛋白質(zhì)有的仍然是天然的蛋白質(zhì)D利用蛋白質(zhì)工程可以在大腸桿菌細(xì)胞中得到人的胰島素解析：選B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)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計。其中，基因工程是關(guān)鍵技術(shù)，是蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)，因為對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改造是通過改造基因來實現(xiàn)的，所以蛋白質(zhì)工程是在基因水平上改造蛋白質(zhì)，改造后的蛋白質(zhì)不再是天然的蛋白質(zhì)。利用大腸桿菌生產(chǎn)人的胰島素屬于基因工程。9關(guān)于蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和應(yīng)用前景的說法，錯誤的是()A通過對基因結(jié)構(gòu)的定點突變實現(xiàn)玉米賴氨酸合成的關(guān)鍵酶結(jié)構(gòu)的改變屬于蛋白質(zhì)工程B將人的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌細(xì)胞內(nèi)，使大腸桿菌產(chǎn)生胰島素的技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程C對蛋白質(zhì)進(jìn)行分子設(shè)計必須從蛋白質(zhì)的功能特點入手D通過對基因結(jié)構(gòu)的改造生產(chǎn)出自然界中從來不存在的蛋白質(zhì)種類目前還很少解析：選BB項所涉及的生物工程技術(shù)為基因工程。10從某海洋動物中獲得一基因，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：選C該基因的表達(dá)產(chǎn)物多肽P1的抗菌性和溶血性均較強(qiáng)，要研發(fā)出抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的多肽藥物，首先應(yīng)根據(jù)P1的氨基酸序列設(shè)計模擬肽，再構(gòu)建相應(yīng)的DNA片段。二、非選擇題11科學(xué)家通過利用PCR定點突變技術(shù)改造Rubisco酶基因，提髙了光合作用過程中Rubisco酶對CO2的親和力，從而顯著提高了植物的光合作用速率。請回答下列問題：(1)PCR過程所依據(jù)的原理是_，該過程需要加入的酶是_。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成_。(2)該技術(shù)不直接改造Rubisco酶，而通過對Rubisco酶基因進(jìn)行改造，從而實現(xiàn)對Rubisco酶的改造，其原因是_。和傳統(tǒng)基因工程技術(shù)相比較，定點突變技術(shù)最突出的優(yōu)點是_，PCR定點突變技術(shù)屬于_的范疇。(3)可利用定點突變的DNA構(gòu)建基因表達(dá)載體，常用_將基因表達(dá)載體導(dǎo)入植物細(xì)胞，將該細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育成幼苗，從細(xì)胞水平分析所依據(jù)的原理是_。解析：(1)PCR技術(shù)是DNA擴(kuò)增的技術(shù)，所以其原理是DNA雙鏈復(fù)制，但該過程需要耐高溫的DNA聚合酶(或Taq酶)的催化。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物。(2)由于蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，改造困難，所以該技術(shù)不直接改造Rubisco酶，而通過對Rubisco酶基因進(jìn)行改造，從而實現(xiàn)對Rubisco酶的改造；和傳統(tǒng)基因工程技術(shù)相比，定點突變技術(shù)最突出的優(yōu)點是能生產(chǎn)出自然界不存在的蛋白質(zhì)，PCR定點突變技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。(3)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入植物細(xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理是植物細(xì)胞的全能性。 答案：(1)DNA雙鏈復(fù)制耐高溫的DNA聚合酶(或Taq酶)引物(2)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，改造困難能生產(chǎn)出自然界不存在的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)工程(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法植物細(xì)胞的全能性12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(zhì)(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉栴}：(1)從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對蛋白質(zhì)的_進(jìn)行改造。(2)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。所獲得的基因表達(dá)時是遵循中心法則的，中心法則的全部內(nèi)容包括_的復(fù)制，以及遺傳信息在不同分子之間的流動，即：_。(3)蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過_和_，進(jìn)而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對蛋白質(zhì)的生物_進(jìn)行鑒定。解析：(1)從題中所述資料可知，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后，該蛋白質(zhì)的功能發(fā)生了改變，此過程是通過對構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的排列順序進(jìn)行改造，進(jìn)而改變了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，從而改變了蛋白質(zhì)的功能。(2)在蛋白質(zhì)工程中，目的基因可以以P基因序列為基礎(chǔ)，對生物體內(nèi)原有P基因進(jìn)行修飾，也可以通過人工合成法合成新的P1基因。中心法則的內(nèi)容如下圖所示：由圖可知，中心法則的全部內(nèi)容包括：DNA以自身為模板進(jìn)行的復(fù)制，DNA通過轉(zhuǎn)錄將遺傳信息傳遞給RNA，最后RNA通過翻譯將遺傳信息表達(dá)成蛋白質(zhì)；在某些病毒中RNA可自我復(fù)制(如煙草花葉病毒等)，在某些病毒中能以RNA為模板逆轉(zhuǎn)錄合成DNA(如HIV)，這是對中心法則的補(bǔ)充。(3)蛋白質(zhì)工程的基本途徑是預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列合成DNA表達(dá)出蛋白質(zhì)，經(jīng)過該過程得到的蛋白質(zhì)，需要對其生物功能進(jìn)行鑒定，以保證其發(fā)揮正常作用。答案：(1)氨基酸序列(或結(jié)構(gòu))(其他合理答案也可)(2)PP1DNA和RNA(或遺傳物質(zhì))DNARNA、RNADNA、RNA蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯)(3)設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測氨基酸序列功能13如圖是某種動物蛋白質(zhì)工程的示意圖，請分析回答：(1)目前，蛋白質(zhì)工程中難度最大的是圖中編號_所示的過程，實現(xiàn)過程的依據(jù)有_。(2)若相關(guān)蛋白質(zhì)的核酸片段是從細(xì)胞質(zhì)獲取的，則過程包括_、_。(3)過程中對核苷酸序列有嚴(yán)格要求的工具酶是_，進(jìn)行過程的目的是_。解析：在蛋白質(zhì)工程中，根據(jù)預(yù)期蛋白質(zhì)的功能設(shè)計預(yù)期蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)工程的首要任務(wù)，也是難度較大的任務(wù)。過程根據(jù)蛋白質(zhì)應(yīng)有的氨基酸序列推斷mRNA上密碼子的排列順序，再根據(jù)逆轉(zhuǎn)錄原理推斷DNA的堿基排列順序。從細(xì)胞質(zhì)中提取的核酸片段應(yīng)為mRNA，因此，過程為逆轉(zhuǎn)錄法合成目的基因。由于經(jīng)過過程人工合成的目的基因與生物體內(nèi)的基因不同，所以，該過程需要誘導(dǎo)基因發(fā)生突變。答案：(1)氨基酸對應(yīng)的密碼子、mRNA與DNA間的堿基互補(bǔ)配對原則(2)逆轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)突變(3)限制酶使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用(時間：45分鐘滿分：50分)一、選擇題(每小題2分，共24分)1下列關(guān)于基因工程中有關(guān)酶的敘述錯誤的是()A限制酶水解相鄰核苷酸間的化學(xué)鍵打斷DNABDNA連接酶可將末端堿基互補(bǔ)的兩個DNA片段連接CDNA聚合酶能夠從引物末端延伸DNA或RNAD逆轉(zhuǎn)錄酶以一條RNA為模板合成互補(bǔ)的DNA解析：選CDNA聚合酶只能從引物末端延伸DNA而不能延伸RNA。2下列對基因工程中基因表達(dá)載體的敘述，錯誤的是()A基因表達(dá)載體上的標(biāo)記基因不一定是抗生素抗性基因B基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心C基因表達(dá)載體中一定不含有起始密碼子和終止密碼子D基因表達(dá)載體的構(gòu)建需要使用限制酶和DNA聚合酶等特殊工具解析：選D基因表達(dá)載體上的標(biāo)記基因一般是抗性基因，也可能是熒光基因等；基因表達(dá)載體一般包括啟動子、目的基因、標(biāo)記基因、終止子等。構(gòu)建基因表達(dá)載體時，需要使用限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。3下列關(guān)于應(yīng)用基因工程技術(shù)治療人類遺傳病的敘述，錯誤的是()A基因治療可以有效地改善患者生理狀況，其操作對象是基因B進(jìn)行基因治療時，基因的受體細(xì)胞是受精卵C基因治療并不是對患者體內(nèi)細(xì)胞的缺陷基因進(jìn)行改造D基因治療時可只向患者部分細(xì)胞內(nèi)輸入正?；蚪馕觯哼xB基因工程操作的動物受體細(xì)胞一般為受精卵，但基因治療時，不用對全部體細(xì)胞發(fā)揮作用，受體細(xì)胞不是受精卵，而是部分體細(xì)胞?；蛑委煵皇菍θ毕莼虻母脑欤话闶菍⒄；?qū)胧荏w細(xì)胞，從功能上“覆蓋”缺陷基因的表達(dá)。4我國科學(xué)家運用基因工程技術(shù)，將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因?qū)朊藁?xì)胞并成功表達(dá)，培育出了抗蟲棉。下列敘述錯誤的是()A抗蟲基因的提取和運輸都需要專用的工具和載體 B重組DNA分子中增加一個堿基對，不一定導(dǎo)致毒蛋白的毒性喪失 C抗蟲棉的抗蟲基因可通過花粉傳遞到近緣作物，從而造成基因污染 D轉(zhuǎn)基因棉花是否具有抗蟲特性是通過檢測棉花對抗生素抗性來確定的解析：選D轉(zhuǎn)基因棉花是否具有抗蟲特性是通過個體生物學(xué)水平來鑒定的，即接種相應(yīng)的害蟲，觀察棉花是否抗蟲。5科學(xué)家將來自大鼠的編碼一種離子通道蛋白的基因轉(zhuǎn)入果蠅體內(nèi)，培養(yǎng)出一種轉(zhuǎn)基因果蠅，人們可以通過照射激光來遙控它們的行為，讓懶散的果蠅活動起來。以下敘述正確的是()A獲取編碼離子通道蛋白的基因的方法有從基因文庫中提取、人工合成法 B為了保持基因的完整性，應(yīng)該將目的基因直接導(dǎo)入果蠅細(xì)胞C將該基因?qū)牍壖?xì)胞最常用的方法是基因槍法 D該轉(zhuǎn)基因果蠅有性生殖的后代能保持該性狀的穩(wěn)定遺傳解析：選A基因工程中獲取目的基因的方法有從基因文庫中提取、人工合成；將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞前需要構(gòu)建基因表達(dá)載體，其目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并表達(dá)；將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞常用的方法是顯微注射法；轉(zhuǎn)基因果蠅有性生殖的后代可能會發(fā)生性狀分離，該性狀不一定能穩(wěn)定遺傳。6我國轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展態(tài)勢良好，農(nóng)業(yè)部依法批準(zhǔn)發(fā)放了轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米、轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻的生產(chǎn)應(yīng)用安全證書。下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因玉米和轉(zhuǎn)基因水稻的敘述錯誤的是()A轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因B轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻減少了化學(xué)農(nóng)藥的使用，減輕了環(huán)境污染C轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻是否具有抗蟲性，可通過飼養(yǎng)卷葉螟進(jìn)行檢測D轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻的外源基因是幾丁質(zhì)酶基因解析：選D轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因；轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻的外源基因是Bt毒蛋白基因，而幾丁質(zhì)酶基因是抗真菌轉(zhuǎn)基因植物常用的外源基因；轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻減少了農(nóng)藥的使用，減輕了環(huán)境污染，同時降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本；檢測目的基因是否表達(dá)最簡便的方法是個體水平的檢測。7以下有關(guān)蛋白質(zhì)工程的敘述，錯誤的是()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對蛋白質(zhì)的改造是通過直接改造相應(yīng)的mRNA來實現(xiàn)的DT4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)解析：選C蛋白質(zhì)工程是通過對基因的操作來實現(xiàn)對蛋白質(zhì)改造的。8某科學(xué)家從細(xì)菌中分離出耐高溫淀粉酶(Amy)基因a，通過基因工程的方法，將基因a與載體結(jié)合后導(dǎo)入馬鈴薯植株中，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)Amy在成熟塊莖細(xì)胞中存在。下列有關(guān)這一過程的敘述錯誤的是()A獲取基因a的限制酶的作用部位是圖中的B基因a進(jìn)入馬鈴薯細(xì)胞后，可隨馬鈴薯DNA分子的復(fù)制而復(fù)制，傳給子代細(xì)胞C連接基因a與載體的DNA連接酶的作用部位是圖中的D通過該技術(shù)人類實現(xiàn)了定向改造馬鈴薯的遺傳性狀 解析：選CDNA連接酶和限制酶的作用部位都是磷酸二酯鍵，即圖中部位。9下列關(guān)于目的基因的檢測與鑒定的敘述，錯誤的是()A目的基因在真核細(xì)胞中能否穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是目的基因是否插入質(zhì)DNA中B檢測受體細(xì)胞是否含有目的基因及其是否成功轉(zhuǎn)錄的方法都是分子雜交法C目的基因的鑒定通常是在個體水平上進(jìn)行的 D如在受體細(xì)胞內(nèi)檢測到目的基因表達(dá)的蛋白質(zhì)，可確定目的基因首端含有啟動子解析：選A目的基因在真核細(xì)胞中能否穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是目的基因是否插入到核DNA中；檢測受體細(xì)胞是否含有目的基因的方法是DNA分子雜交法，檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA可用DNARNA分子雜交法；基因能成功表達(dá)，說明其首端含有啟動子。10人們試圖利用基因工程的方法，用乙種生物生產(chǎn)甲種生物的一種蛋白質(zhì)。生產(chǎn)流程：甲生物的蛋白質(zhì)mRNA目的基因與質(zhì)粒DNA重組導(dǎo)入乙細(xì)胞獲得甲生物的蛋白質(zhì)下列說法正確的是()A過程需要的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶，原料是A、U、G、CB要用限制酶切斷質(zhì)粒DNA，再用DNA連接酶將目的基因與質(zhì)粒連接在一起C如果受體細(xì)胞是動物細(xì)胞，過程可以用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法D參與過程的物質(zhì)不含有A、U、G、C解析：選B過程是逆轉(zhuǎn)錄，利用逆轉(zhuǎn)錄酶，合成DNA片段，所以需要的原料是A、T、G、C；過程是目的基因與質(zhì)粒DNA的重組，需要用限制酶切斷質(zhì)粒DNA，再用DNA連接酶將目的基因與質(zhì)粒連接在一起；如果受體細(xì)胞是動物細(xì)胞，重組基因的導(dǎo)入常用顯微注射法，農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法多用于植物細(xì)胞；過程是基因的表達(dá)過程，此過程中的mRNA和tRNA都含有A、U、G、C。11基因工程利用某目的基因(圖甲)和Pl噬菌體載體(圖乙)構(gòu)建重組DNA。限制酶的酶切位點分別是Bgl、EcoR和Sau3A。下列分析錯誤的是()A構(gòu)建重組DNA時，可用Bgl和Sau3A切割目的基因所在片段和Pl噬菌體載體B構(gòu)建重組DNA時，可用EcoR和Sau3A切割目的基因所在片段和Pl噬菌體載體C圖乙中的Pl噬菌體載體只用EcoR切割后，含有2個游離的磷酸基團(tuán)D用EcoR切割目的基因所在片段和Pl噬菌體載體，再用DNA連接酶連接，只能產(chǎn)生一種重組DNA解析：選D由題圖可知，Bgl、Sau3A及EcoR三種酶在目的基因和Pl噬菌體上都有切口，故可用Bgl和Sau3A或EcoR和Sau3A切割目的基因所在片段和Pl噬菌體載體；從圖乙知Pl噬菌體載體為環(huán)狀DNA，只用EcoR切割后產(chǎn)生兩條反向雙螺旋鏈狀DNA，有2個游離的磷酸基團(tuán)；用EcoR切割目的基因所在片段和Pl噬菌體載體，再用DNA連接酶連接，能產(chǎn)生不止一種重組DNA。12chlL基因是藍(lán)藻擬核DNA上控制葉綠素合成的基因。為了研究該基因?qū)θ~綠素合成的控制，需要構(gòu)建缺失chlL基因的藍(lán)藻細(xì)胞。技術(shù)路線如下圖所示，對此技術(shù)的以下描述，正確的是()A.過程共形成2個磷酸二酯鍵 B過程都需要使用限制酶和DNA連接酶 C該項技術(shù)操作成功的標(biāo)志是目的基因的表達(dá) D紅霉素抗性基因是標(biāo)記基因，用于篩選含有 chlL基因的受體細(xì)胞解析：選B過程為紅霉素抗性基因與重組質(zhì)粒1結(jié)合，該過程中重組質(zhì)粒1與紅霉素抗性基因有兩個切口需要連接，故會形成4個磷酸二酯鍵。過程需要用限制酶切割質(zhì)粒和chlL基因，然后用DNA連接酶連接chlL基因和質(zhì)粒。該技術(shù)是為了獲得缺失chlL基因的藍(lán)藻細(xì)胞，故該技術(shù)成功的標(biāo)志是藍(lán)藻細(xì)胞無chlL基因控制的性狀，即藍(lán)藻不能合成葉綠素。紅霉素抗性基因可插入藍(lán)藻擬核DNA中，從而破壞藍(lán)藻擬核DNA上的chlL基因，因此可用于篩選缺失chlL基因的藍(lán)藻細(xì)胞。二、非選擇題(除注明外，每空1分，共26分)13(8分)科學(xué)家運用基因工程技術(shù)將結(jié)核桿菌MPT64基因(能控制合成MPT64蛋白)成功導(dǎo)入胡蘿卜細(xì)胞，最終表達(dá)出肺結(jié)核疫苗。請回答下列問題：(1)為獲取MPT64基因，可從結(jié)核桿菌的細(xì)胞中提取對應(yīng)mRNA，在_的作用下合成雙鏈cDNA片段，獲得的cDNA片段與結(jié)核桿菌中該基因堿基序列_(填“相同”或“不同”)。(2)通常采用PCR技術(shù)擴(kuò)增MPT64基因，前提是要有一段已知MPT64基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成_，在操作步驟中需要加熱至9095 的目的是_。(3)根據(jù)農(nóng)桿菌的特點，如果將MPT64基因插入到_上，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以使目的基因進(jìn)入胡蘿卜細(xì)胞，并將其插入到植物細(xì)胞中的_上。(4)研究發(fā)現(xiàn)，如果將MPT64蛋白第20位和24位的氨基酸改變?yōu)榘腚装彼幔浔４鏁r間將大大延長，科學(xué)家可以生產(chǎn)上述耐儲存的MPT64蛋白的現(xiàn)代生物工程技術(shù)是_。解析：(1)以mRNA模板，合成cDNA的過程是逆轉(zhuǎn)錄，需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化。由于DNA轉(zhuǎn)錄形成mRNA的過程中非編碼序列不轉(zhuǎn)錄，所以形成的cDNA與結(jié)核桿菌中該基因堿基序列不同。(2)在PCR技術(shù)中，以已知MPT64基因的核苷酸序列為模板合成引物。在操作步驟中需要加熱至9095 ，以打開DNA的雙鏈。(3)在農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中，將MPT64基因插入到農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒的TDNA上，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以使目的基因進(jìn)入胡蘿卜細(xì)胞，并將其插入到植物細(xì)胞的染色體DNA上?；虻谋磉_(dá)產(chǎn)物是蛋白質(zhì)，要確認(rèn)MPT64基因是否在胡蘿卜植株中表達(dá)，應(yīng)檢測胡蘿卜植株中是否含有MPT64蛋白。(4)蛋白質(zhì)工程又叫第二代基因工程，可以通過設(shè)計改造原有蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄酶不同(2)引物目的基因DNA受熱變性解鏈為單鏈(2分)(3)Ti質(zhì)粒的TDNA染色體DNA(4)蛋白質(zhì)工程14(9分)蟲草中的超氧化物歧化酶(SOD)具有抗衰老作用。研究人員培育了能合成SOD的轉(zhuǎn)基因酵母菌。據(jù)圖回答下列問題：注：Hind 和ApaL是兩種