高中生物選擇性必修3同步系列（新教材）講義第3章 第4節(jié) 蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用

第4節(jié)蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用1．蛋白質(zhì)工程(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(guò)改造或合成基因，來(lái)改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)。(3)目的：獲得滿(mǎn)足人類(lèi)生產(chǎn)和生活需求的蛋白質(zhì)。(4)困難：蛋白質(zhì)發(fā)揮功能必須依賴(lài)正確的高級(jí)結(jié)構(gòu)，而蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。2．蛋白質(zhì)工程崛起的緣由(1)崛起緣由①基因工程的實(shí)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生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(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(lèi)生產(chǎn)和生活的需要。(2)實(shí)例：提高玉米賴(lài)氨酸含量eq\x(天冬氨酸激酶第352位的蘇氨酸)eq\o(→,\s\up7(改造))eq\x(天冬氨酸激酶異亮氨酸)eq\x(二氫吡啶二羧酸合成酶第104位的天冬酰胺)eq\o(→,\s\up7(改造))eq\x(二氫吡啶二羧酸合成酶異亮氨酸)改造后玉米葉片和種子中游離賴(lài)氨酸含量分別提高5倍和2倍。3．蛋白質(zhì)工程的基本原理蛋白質(zhì)工程的基本思路：預(yù)期的蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。4．蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用(1)醫(yī)藥工業(yè)方面①科學(xué)家通過(guò)對(duì)胰島素基因的改造，研發(fā)出速效胰島素類(lèi)似物產(chǎn)品。②eq\x(干擾素半胱氨酸)eq\o(→,\s\up7(改造))eq\x(干擾素絲氨酸)體外很難保存體外－70℃下可以保存半年③人－鼠嵌合抗體：降低免疫反應(yīng)強(qiáng)度。(2)其他工業(yè)方面利用蛋白質(zhì)工程獲得枯草桿菌蛋白酶的突變體，篩選出符合工業(yè)化生產(chǎn)需求的突變體，提高該酶的使用價(jià)值。(3)農(nóng)業(yè)方面①科學(xué)家嘗試改造某些參與調(diào)控光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率，增加糧食的產(chǎn)量。②科學(xué)家利用蛋白質(zhì)工程的思路設(shè)計(jì)優(yōu)良微生物農(nóng)藥，通過(guò)改造微生物蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)微生物防治病蟲(chóng)害的效果。(1)蛋白質(zhì)工程的目的是改造或合成人類(lèi)需要的蛋白質(zhì)()(2)對(duì)蛋白質(zhì)的改造是通過(guò)直接改造相應(yīng)的mRNA來(lái)實(shí)現(xiàn)的()(3)由于蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序千變?nèi)f化，空間結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別，蛋白質(zhì)工程操作難度很大()(4)蛋白質(zhì)工程不能改變蛋白質(zhì)的活性()(5)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，定向改變蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)()答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×1．蛋白質(zhì)工程需直接改造基因，而不直接改造蛋白質(zhì)的原因有：(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)法遺傳的。(2)對(duì)基因進(jìn)行改造比對(duì)蛋白質(zhì)直接改造更容易操作，難度要小得多。2．基因工程和蛋白質(zhì)工程的區(qū)別(1)通過(guò)基因判斷：若基因的編碼蛋白序列未經(jīng)改造，則為基因工程，反之，則為蛋白質(zhì)工程。(2)通過(guò)蛋白質(zhì)判斷：若生產(chǎn)出的蛋白質(zhì)是天然蛋白質(zhì)，則為基因工程，反之，則為蛋白質(zhì)工程。3．基因工程和蛋白質(zhì)工程的聯(lián)系：兩種工程都是在分子水平上對(duì)基因進(jìn)行操作，目的都是合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程是以基因工程為基礎(chǔ)的。蛋白質(zhì)工程eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(目標(biāo)：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),操作對(duì)象：蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)改造和基因直接操作對(duì)象,基本思路：預(yù)期的蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié),構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對(duì)應(yīng),的脫氧核苷酸序列基因或合成新的基因→獲得,所需要的蛋白質(zhì)))1．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(guò)改造或合成基因，來(lái)改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿(mǎn)足人類(lèi)生產(chǎn)和生活的需求。2．蛋白質(zhì)工程直接操作的對(duì)象是基因，而不是蛋白質(zhì)。3．基因工程只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)。4．基因工程和蛋白質(zhì)工程都是在分子水平上操作，目的都是合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。1．下列不是蛋白質(zhì)工程的研究?jī)?nèi)容的一項(xiàng)是()A．分析蛋白質(zhì)分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)B．對(duì)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)答案C解析蛋白質(zhì)工程是根據(jù)預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)，A項(xiàng)正確；蛋白質(zhì)工程通過(guò)改造或合成基因來(lái)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行有目的的改造，B項(xiàng)正確；蛋白質(zhì)工程分析、設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)分子，不分析氨基酸的化學(xué)組成，C項(xiàng)錯(cuò)誤。2．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(duì)GI基因進(jìn)行體外定點(diǎn)誘變，以脯氨酸(Pro138)替代甘氨酸(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10～12℃。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．酶工程答案B解析題中是對(duì)基因進(jìn)行改造，以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造，屬于蛋白質(zhì)工程。3．中華鱘是地球上最古老的脊椎動(dòng)物，被稱(chēng)為“活化石”。研究者試圖通過(guò)蛋白質(zhì)工程改造中華鱘體內(nèi)的某些蛋白質(zhì)，使其更加適應(yīng)現(xiàn)在的水域環(huán)境，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．該工程可以定向改變蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)B．改造蛋白質(zhì)是通過(guò)改造基因結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的C．改造后的中華鱘和現(xiàn)有中華鱘仍是同一物種D．改造后的中華鱘的后代不具有改造的蛋白質(zhì)答案D解析改造后的中華鱘具有新的性狀，但其和現(xiàn)有中華鱘仍是同一物種，C正確；蛋白質(zhì)工程改造的是基因，可以遺傳給子代，因此改造后的中華鱘的后代也具有改造的蛋白質(zhì)，D錯(cuò)誤。4．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(gè)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(jì)的最佳方案是()A．對(duì)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)制造一種全新的胰島素答案A解析由于豬胰島素分子中只有一個(gè)氨基酸與人的胰島素不同，所以只需替換這一個(gè)不同的氨基酸即可。雖然根據(jù)人胰島素分子設(shè)計(jì)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(jì)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。5．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)改造或合成基因來(lái)完成，而不直接改造蛋白質(zhì)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(lèi)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)行改造或合成來(lái)完成，且改造后的基因能夠遺傳給子代。6．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。(2)以P的基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1的基因的途徑有改造________基因或合成________基因，所獲得的基因表達(dá)時(shí)是遵循中心法則的，中心法則的全部?jī)?nèi)容包括______________的復(fù)制，以及遺傳信息在不同分子之間的流動(dòng)，即：__________________________________________。(3)蛋白質(zhì)工程也被稱(chēng)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(guò)________________________________________________________和____________________，進(jìn)而確定相對(duì)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(duì)蛋白質(zhì)的生物________進(jìn)行鑒定。答案(1)氨基酸序列(或結(jié)構(gòu))(其他答案合理也可)(2)PP1DNA和RNADNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、反轉(zhuǎn)錄、翻譯)(3)設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列功能解析(1)對(duì)蛋白質(zhì)的氨基酸序列(或結(jié)構(gòu))進(jìn)行改造，可達(dá)到改變蛋白質(zhì)的功能的目的。(2)以P的基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1的基因，可以對(duì)P的基因進(jìn)行改造，也可以用人工方法合成P1的基因；中心法則的全部?jī)?nèi)容包括，即DNA、RNA的復(fù)制、DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、反轉(zhuǎn)錄、翻譯)。(3)蛋白質(zhì)工程的基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過(guò)設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列，找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列，并獲取基因。經(jīng)表達(dá)的蛋白質(zhì)，要對(duì)其進(jìn)行生物功能鑒定。A組基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練題組一蛋白質(zhì)工程1．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(lèi)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)，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造是通過(guò)改造或合成基因來(lái)完成的，而不是直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作。2．科學(xué)家將β-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β-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不再是原來(lái)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(guò)改造的，是具有人類(lèi)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。3．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答案C解析由題可知，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)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(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)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。4．蛋白質(zhì)工程在實(shí)施過(guò)程中最大的難題是()A．生產(chǎn)的蛋白質(zhì)無(wú)法應(yīng)用B．發(fā)展前景太窄C．對(duì)大多數(shù)蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)了解不清楚D．無(wú)法人工合成目的基因答案C解析蛋白質(zhì)工程實(shí)施的最大難題是對(duì)于大多數(shù)蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)了解不清楚，所以很難改造其基因。5．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，合成速效胰島素類(lèi)似物答案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)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。題組二蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較6．基因工程與蛋白質(zhì)工程的區(qū)別是()A．基因工程需對(duì)基因進(jìn)行分子水平操作，蛋白質(zhì)工程不需對(duì)基因進(jìn)行操作B．基因工程中基因的編碼蛋白序列未經(jīng)改造，而蛋白質(zhì)工程中基因的編碼蛋白序列經(jīng)過(guò)改造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)工程答案B解析蛋白質(zhì)工程是從分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)相應(yīng)的基因進(jìn)行改造，甚至人工進(jìn)行基因合成，從而對(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(mǎn)足人類(lèi)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(lèi)所需的性狀，或者獲取所需的產(chǎn)品。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，或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)基因改造或基因合成來(lái)完成C．當(dāng)?shù)玫娇梢栽冢?0℃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、pH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解析干擾素是動(dòng)物體內(nèi)的一種蛋白質(zhì)，不能自我合成。8．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(gè)由堅(jiān)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(guò)破解蛛絲蛋白的結(jié)構(gòu)從而推測(cè)出其相應(yīng)的基因結(jié)構(gòu)，以指導(dǎo)對(duì)蠶絲蛋白的修改，從而讓蠶也吐出像蛛絲蛋白一樣堅(jiān)韌的絲。此過(guò)程運(yùn)用的技術(shù)及流程分別是()A．基因突變：DNA→RNA→蛋白質(zhì)B．基因工程：RNA→RNA→蛋白質(zhì)C．基因工程：DNA→RNA→蛋白質(zhì)D．蛋白質(zhì)工程：蛋白質(zhì)→氨基酸序列→DNA→RNA→多肽鏈→蛋白質(zhì)答案D解析該過(guò)程運(yùn)用的是蛋白質(zhì)工程。從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，對(duì)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。9．當(dāng)前醫(yī)學(xué)上，蛋白質(zhì)工程藥物正逐步取代第一代基因工程多肽或蛋白質(zhì)類(lèi)替代治療劑，則基因工程藥物與蛋白質(zhì)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(zhì)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(zhì)工程藥物與天然產(chǎn)物完全相同答案C解析基因工程合成的是自然界已存在的蛋白質(zhì)，與相應(yīng)天然產(chǎn)物完全相同；蛋白質(zhì)工程可以合成自然界不存在的蛋白質(zhì)，與天然產(chǎn)物不相同。10．如圖是某種動(dòng)物蛋白質(zhì)工程的示意圖，請(qǐng)分析回答：(1)目前，蛋白質(zhì)工程中難度最大的是圖中編號(hào)________所示的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)③過(guò)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)中獲取的，則④過(guò)程表示________________。(3)⑤過(guò)程中對(duì)核苷酸序列有嚴(yán)格要求的工具酶是______，進(jìn)行⑤過(guò)程的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)①氨基酸對(duì)應(yīng)的密碼子、mRNA與DNA間的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則(2)逆轉(zhuǎn)錄(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(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用解析③過(guò)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，④過(guò)程為逆轉(zhuǎn)錄法合成目的基因。B組綜合強(qiáng)化練11．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述，正確的是()A．將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，使生物表現(xiàn)出新的性狀B．干擾素是動(dòng)物體內(nèi)的一種蛋白質(zhì)，可用于治療病毒的感染和癌癥C．運(yùn)用蛋白質(zhì)工程，改變天冬氨酸激酶、二氫吡啶二羧酸合成酶中的某個(gè)氨基酸，可使玉米葉片和種子中的游離賴(lài)氨酸的含量提高D．蛋白質(zhì)工程只能產(chǎn)生自然界已有的蛋白質(zhì)答案C解析蛋白質(zhì)工程崛起的緣由是為了得到符合人類(lèi)生產(chǎn)和生活需要的特定的蛋白質(zhì)。如玉米生產(chǎn)過(guò)程中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，就可以使玉米葉片和種子中的游離賴(lài)氨酸的含量分別提高5倍和2倍。12．T4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(gè)位點(diǎn)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(gè)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)榘腚装彼岽鸢窤解析T4溶菌酶是一種蛋白質(zhì)，其穩(wěn)定性提高的原因是其分子結(jié)構(gòu)的改變。蛋白質(zhì)的合成受基因控制，所以蛋白質(zhì)改變的根本原因是基因的改變。選項(xiàng)B、C、D的內(nèi)容雖都是T4溶菌酶改變的原因，但都不是根本原因。13．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—人嵌合抗體C．將tPA分子中的天門(mén)冬酰胺替換為谷氨酰胺D．將牛凝乳酶的基因?qū)氪竽c桿菌中，批量生產(chǎn)凝乳酶答案D解析D項(xiàng)所述內(nèi)容屬于基因工程的成果，D錯(cuò)誤。14．科學(xué)家將控制某藥物蛋白合成的基因轉(zhuǎn)移到白色來(lái)亨雞胚胎細(xì)胞的DNA中，發(fā)育成的雌雞就能產(chǎn)出含該藥物蛋白的雞蛋，在每一只雞蛋的蛋清中都含有大量的藥物蛋白；而且這些含該藥物蛋白的雞蛋孵出的雞，仍能產(chǎn)出含該藥物蛋白的雞蛋。據(jù)此分析不正確的一項(xiàng)是()A．這些雞是基因工程的產(chǎn)物B．這種變異屬于可遺傳的變異C．該過(guò)程屬于蛋白質(zhì)工程技術(shù)D．該種變異屬于定向變異答案C解析根據(jù)題干信息分析，將目的基因(控制某藥物蛋白合成的基因)導(dǎo)入了來(lái)亨雞胚胎細(xì)胞的DNA中，發(fā)育成的雞產(chǎn)生了含有該藥物蛋白的雞蛋，說(shuō)明目的基因在這些雞中進(jìn)行了表達(dá)，A正確；這些含該藥物蛋白的雞蛋孵出的雞，仍能產(chǎn)出含該藥物蛋白的雞蛋，說(shuō)明這種變異屬于可遺傳的變異，B正確；該技術(shù)為基因工程技術(shù)，并沒(méi)有利用蛋白質(zhì)工程對(duì)控制蛋白質(zhì)合成的基因的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，C錯(cuò)誤；基因工程的原理是基因重組，且是對(duì)生物性狀的定向改造，即這種變異是定向的，D正確。15．蛋白質(zhì)工程中對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要包括(不定項(xiàng))()A．進(jìn)行少數(shù)氨基酸的替換B．對(duì)不同來(lái)源的蛋白質(zhì)進(jìn)行拼接C．從氨基酸的排列順序出發(fā)設(shè)計(jì)全新的蛋白質(zhì)D．直接改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)答案ABC解析蛋白質(zhì)工程中對(duì)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(duì)不同來(lái)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)。16．干擾素是動(dòng)物體內(nèi)的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒的感染和癌癥，但在體外保存相當(dāng)困難。下圖是利用蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)保存干擾素的生產(chǎn)流程圖，據(jù)圖分析下列敘述錯(cuò)誤的是(不定項(xiàng))()A．圖中構(gòu)建新的干擾素模型的主要依據(jù)是蛋白質(zhì)的預(yù)期功能B．圖中新的干擾素基因必須加上啟動(dòng)子和終止子才能表達(dá)C．圖中改造干擾素結(jié)構(gòu)的實(shí)質(zhì)是改造干擾素mRNA的結(jié)構(gòu)D．圖中各項(xiàng)技術(shù)并沒(méi)有涉及基因工程技術(shù)答案CD17．糖尿病是近年來(lái)高發(fā)的“富貴病”，常見(jiàn)類(lèi)型有Ⅰ型糖尿病即遺傳性糖尿病和Ⅱ型糖尿病。遺傳性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(jì)：取糖尿病患者的細(xì)胞，將人的正常胰島素基因?qū)肫渲?，然后做?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。Ⅱ型糖尿病需要注射胰島素治療。目前臨床使用胰島素制劑注射后120min才出現(xiàn)高峰，與人體生理狀態(tài)不符。科研人員通過(guò)一定的工程技術(shù)手段，將胰島素B鏈的28號(hào)和29號(hào)氨基酸互換，獲得了速效胰島素，已在臨床上廣泛應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)對(duì)遺傳性糖尿病進(jìn)行基因治療的方案中，胰島素基因?yàn)開(kāi)_________，實(shí)驗(yàn)室中要先對(duì)該基因利用__________技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。將該基因?qū)肴梭w細(xì)胞所用的方法是________________。(2)對(duì)遺傳性糖尿病患者進(jìn)行治療的基因工程步驟中的核心步驟是________________。(3)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(shí)驗(yàn)流程為：eq\x(A)eq\o(→,\s\up7(