PAGEPAGE6蛋白質工程的崛起(建議用時：40分鐘)考點基本目標發展目標1．蛋白質工程及其基本操作1,2,3,4,5,611,12,13,14,152．蛋白質工程與基因工程的比較7,8,9,10[基本目標]1．下列有關蛋白質工程的敘述，不正確的是()A．收集大量的蛋白質分子結構的信息，以便分析結構與功能之間的關系B．可以預料具有肯定氨基酸序列的蛋白質的空間結構和生物功能C．依據特定的生物功能，設計蛋白質的氨基酸序列和空間結構D．依據人們的須要，干脆對氨基酸的分子結構進行改造D解析蛋白質工程是依據人們的須要，通過對基因的改造從而實現對蛋白質的改造，而不是對氨基酸的分子結構進行改造。2．當前，蛋白質工程是發展較好、較快的分子工程。它將蛋白質與酶的探討推動到嶄新的時代，為蛋白質和酶在工業、農業和醫藥方面的應用開拓了迷人的前景。蛋白質工程開創了依據人類意愿改造、創建符合人類須要的蛋白質的新時期。那么，蛋白質工程中須要干脆進行操作的對象是()A．氨基酸的結構B．蛋白質的空間結構C．肽鏈的結構D．基因結構D解析蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規律及其與生物功能的關系為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿意人類的生產和生活的需求。3．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像，只是其熱穩定性較差，進入人體后簡單失效。現要將此酶開發成一種片劑，用于治療臨床消化不良，最佳方案是()A．替換此酶中的少數氨基酸，以改善其熱穩定性B．將此酶與人蛋白酶進行拼接，形成新的蛋白酶C．重新設計與創建一種蛋白酶D．削減此酶在片劑中的含量A解析要想使蛋白酶熱穩定性有所提高，就要變更蛋白質的結構，解決此類問題的方法一般是將蛋白質中的個別氨基酸進行替換。4．2008年諾貝爾化學獎授予了三位在探討綠色熒光蛋白(GFP)方面做出突出貢獻的科學家。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，采納蛋白質工程技術制造出藍色熒光蛋白過程的正確依次是()①推想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合成④表達出藍色熒光蛋白A．②①③④ B．①②③④C．②③①④ D．④②①③A解析蛋白質工程的基本途徑是：從預期的蛋白質功能動身→設計預期的蛋白質結構→推想應有的氨基酸序列→找到相對應的脫氧核苷酸序列→相應基因的修飾改造或人工合成→蛋白質的表達。因此，采納蛋白質工程技術制造出藍色熒光蛋白過程的正確依次是②①④③。5．蛋白質工程在實施中最大的難題是()A．生產的蛋白質無法應用B．發展前景太窄C．對于大多數蛋白質的高級結構不清晰D．無法人工合成目的基因C解析多數蛋白質除具有一級結構即氨基酸依次外，還具有困難的高級結構，即空間結構，而許多蛋白質的空間結構是人們目前還不清晰的，要設計出更加符合人類須要的蛋白質還需經過艱辛的探究。6．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．限制酶的改造D．性激素改造D解析蛋白質工程改造的是蛋白質，而性激素屬于脂質。7．蛋白質工程中，要對蛋白質結構進行設計改造，必需通過基因修飾或基因合成來完成，而不干脆改造蛋白質的緣由是()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．人類對大多數蛋白質的高級結構知之甚少D．蛋白質中氨基酸的排列依次千變萬化，操作難度大B解析蛋白質工程是通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿意人類的生產和生活的需求。蛋白質工程的干脆操作對象是基因，并且改造后能夠遺傳；若干脆改造蛋白質，其性狀則不能遺傳。8．蛋白質工程與基因工程相比，其突出的特點是()A．基因工程原則上能生產任何蛋白質B．蛋白質工程能對現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D．蛋白質工程是在基因工程的基礎上，延長出來的第三代基因工程B解析基因工程原則上只能生產自然界已有的蛋白質；蛋白質工程通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿意人類生產和生活的需求，是在基因工程的基礎上，延長出來的其次代基因工程。9．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自然界已存在的蛋白質，而蛋白質工程可以對現有蛋白質進行改造，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．當得到可以在－70℃條件下保存半年的干擾素后，在相關酶、氨基酸和相宜的溫度、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生的變異都是可遺傳的C解析基因工程原則上只能生產自然界已存在的蛋白質，而蛋白質工程可以通過對基因的改造實現對現有蛋白質的改造，從而制造一種新的蛋白質，A項正確；蛋白質工程是在基因工程基礎上延長出來的其次代基因工程，蛋白質工程不是干脆對蛋白質分子進行操作，而是通過修改基因或創建合成新基因來變更生物的遺傳和表達性狀，合成新的蛋白質，B項正確；干擾素的化學本質是蛋白質，不能自我復制，C項錯誤；蛋白質工程的實質是改造基因，基因工程和蛋白質工程產生的變異都是可遺傳的，D項正確。10．醫學上，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。下列關于基因工程藥物與蛋白質工程藥物的說法，正確的是()A．都與自然產物完全相同B．都與自然產物完全不相同C．基因工程藥物與自然產物完全相同，蛋白質工程藥物與自然產物可不相同D．基因工程藥物與自然產物不相同，蛋白質工程藥物與自然產物完全相同C解析基因工程合成的藥物與自然產物完全相同，而蛋白質工程可以合成出自然界不存在的蛋白質，即與自然產物可不相同。[發展目標]11．科學家將限制某藥物蛋白合成的基因轉移到白色來亨雞胚胎細胞的DNA中，發育后的雌雞就能產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，仍能產出含該藥物蛋白的雞蛋。據此分析，下列說法中不正確的是()A．這些雞是基因工程的產物B．這種變異屬于可遺傳的變異C．該過程屬于蛋白質工程技術D．該種變異屬于定向變異C解析據題意可知這些雞屬于轉基因動物，是基因工程的產物，不屬于蛋白質工程。基因工程是依據人們的愿望，通過DNA重組和轉基因技術創建出符合人們須要的新的生物類型或生物產品，依據的原理是基因重組，屬于可遺傳的定向變異。12.下列關于蛋白質工程的說法，錯誤的是()A．蛋白質工程能定向地改造蛋白質分子的結構，使之更加符合人類的須要B．蛋白質工程是在分子水平上干脆對蛋白質分子進行操作，定向變更分子的結構C．蛋白質工程能產生自然界中不存在的新型蛋白質分子D．蛋白質工程與基因工程密不行分，又稱為其次代基因工程B解析蛋白質工程是通過基因修飾或基因合成，對現有的蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，而不是干脆對蛋白質分子進行操作。13．閱讀如下資料。材料T4溶菌酶在溫度較高時易失去活性。科學家對編碼T4溶菌酶的基因進行了改造，使其表達的T4溶菌酶第3位的異亮氨酸變為半胱氨酸，在該半胱氨酸與第97位的半胱氨酸之間形成了一個二硫鍵，提高了T4溶菌酶的耐熱性。回答下列問題：(1)資料中的技術屬于________工程的范疇。(2)該工程是指以分子生物學相關理論為基礎，通過基因修飾或基因合成，對__________________進行改造，或制造一種____________的技術。(3)在該實例中，引起T4溶菌酶空間結構變更的緣由是組成該酶肽鏈的________序列發生了變更。解析蛋白質工程是以蛋白質分子的結構規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，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質的技術。該實例中，T4溶菌酶空間結構變更的緣由是該酶肽鏈的氨基酸序列發生了變更。答案(1)蛋白質(2)現有的蛋白質新的蛋白質(3)氨基酸14．在體內，人胰島素基因表達可合成出一條稱為前胰島素原的肽鏈，此肽鏈在內質網中經酶甲切割掉氨基端一段短肽后成為胰島素原，進入高爾基體的胰島素原經酶乙切割去除中間片段C后，產生A、B兩條肽鏈，再經酶丙作用生成由51個氨基酸殘基組成的胰島素。目前，利用基因工程技術可大量生產胰島素。請回答下列問題：(1)人體內合成前胰島素原的細胞是______________，合成胰高血糖素的細胞是______________。(2)可依據胰島素原的氨基酸序列，設計并合成編碼胰島素原的________________序列，用該序列與質粒表達載體構建胰島素原基因重組表達載體，再經過細菌轉化、篩選及鑒定，即可建立能穩定合成________的基因工程菌。(3)用胰島素原抗體檢測該工程菌的培育物時，培育液無抗原—抗體反應，菌體有抗原—抗體反應，則用該工程菌進行工業發酵時，應從________(填“菌體”或“培育液”)中分別、純化胰島素原。胰島素原經酶處理便可轉變為胰島素。解析(1)人體合成前胰島素原的細胞是胰島B細胞，合成胰高血糖素的細胞是胰島A細胞。(2)蛋白質工程生產胰島素時，需依據胰島素原的氨基酸序列，設計并合成編碼胰島素原的脫氧核苷酸序列(目的基因)，然后再構建胰島素原基因重組表達載體，導入細菌細胞內，再經過細菌轉化、篩選及鑒定，即可建立能穩定合成胰島素原的工程菌。(3)運用抗原—抗體法雜交檢測胰島素原時，培育液無抗原—抗體反應，菌體有抗原—抗體反應，表明胰島素原在菌體內，故應從菌體中分別、純化胰島素原。答案(1)胰島B細胞胰島A細胞(2)DNA中的脫氧核苷酸胰島素原(3)菌體15．胰島素是治療依靠型糖尿病的特效藥物，但是自然胰島素在人體內的壽命只有幾個小時，重癥病人每天需注射好幾次藥物，給患者帶來不便并增加了苦痛。通過蛋白質工程變更胰島素的空間結構，以延長胰島素的半衰期，可以得到長效胰島素，還可以在不變更胰島素活性部位結構的前提下，增加其他部位的結合強度，使之難以被酶破壞，從而增加其穩定性。如圖是用蛋白質工程設計長效胰島素的生產過程。(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__________________中才能得到精確表達。(3)若要利用大腸桿菌生產上述長效胰島素，需用到的生物工程有______________、______________和發酵工程。(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)蛋白質工程首先要依據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是胰島素的預期功能，即長效胰島素。(2)合成的目的基因應與載體結合，構建基因表達載體后導入受體細胞中才能表達。(3)利用蛋白質工程生產長效胰島素，需合成新的胰島素