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(guò)基因操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(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。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(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)和生活的需要。5蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來(lái)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(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(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)。(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(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(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(guò)對(duì)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(diǎn)。3面臨的困難：對(duì)蛋白質(zhì)發(fā)揮功能必須依賴的高級(jí)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(jì)()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(shí)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(jì)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(guò)基因修飾或基因合成，合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)的改造。2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解析：選C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。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(jì)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(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。1對(duì)蛋白質(zhì)工程內(nèi)容的理解(1)改造對(duì)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(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，最終還必須通過(guò)改造基因來(lái)完成。(4)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。(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(jì)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(shí)現(xiàn)從氨基酸序列預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和生理功能，設(shè)計(jì)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(diǎn)撥蛋白質(zhì)工程通過(guò)對(duì)基因的操作實(shí)現(xiàn)對(duì)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(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)還是無(wú)法遺傳。(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。題組沖關(guān)1下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述，錯(cuò)誤的是()A蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)是改造基因B蛋白質(zhì)工程在設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)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(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)，然后根據(jù)設(shè)計(jì)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(lái)高發(fā)的“富貴病”，常見(jiàn)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(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(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，速效胰島素已通過(guò)臨床試驗(yàn)。(1)對(duì)遺傳型糖尿病進(jìn)行基因治療的方案中，胰島素基因稱為_(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)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(shí)驗(yàn)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(guò)基因_或基因_，對(duì)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(shí)，胰島素基因是目的基因，在體外條件下可利用PCR技術(shù)對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)增，在基因工程中將目的基因?qū)雱?dòng)物細(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(gè)流程是根據(jù)預(yù)期蛋白質(zhì)的功能設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，然后推測(cè)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(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)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(jí)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(duì)應(yīng)的堿基序列。可以創(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(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別操作起點(diǎn)預(yù)期的蛋白質(zhì)功能目的基因過(guò)程預(yù)期蛋白質(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相對(duì)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(cè)與鑒定實(shí)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(méi)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(duì)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(lái)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(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(lái)的第二代基因工程。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)行修飾、加工，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。回答下列問(wèn)題：(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(shí)，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(cè)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(chǔ)存在基因堿基對(duì)的排列順序中。(2)蛋白質(zhì)工程是指通過(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(shí)，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(cè)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(duì)(2)不屬于沒(méi)有對(duì)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(duì)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(lái)，沒(méi)有經(jīng)過(guò)對(duì)編碼蛋白序列進(jìn)行修飾、加工，或僅對(duì)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(guò)了一些實(shí)質(zhì)性的改造，如對(duì)編碼蛋白序列進(jìn)行了堿基替換或增添或缺失某幾個(gè)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(guò)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(shí)mRNA或氨基酸序列沒(méi)有經(jīng)過(guò)改造，則為基因工程技術(shù)；如果mRNA或氨基酸序列經(jīng)過(guò)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(jì)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(méi)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(duì)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(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)和生活需求。因此蛋白質(zhì)工程最終還是要對(duì)基因進(jìn)行改造。2蛋白質(zhì)工程在設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)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(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，再推測(cè)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(duì)GI基因進(jìn)行體外定點(diǎn)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(diǎn)在于對(duì)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(diǎn)則在于對(duì)已存在的蛋白質(zhì)分子的改造。通常所說(shuō)的酶工程是用工程菌生產(chǎn)酶制劑，而沒(méi)有經(jīng)過(guò)由酶的功能來(lái)設(shè)計(jì)酶的分子結(jié)構(gòu)，然后由酶的分子結(jié)構(gòu)來(lái)確定相應(yīng)基因的堿基序列等步驟。4下列哪項(xiàng)不是蛋白質(zhì)工程的研究?jī)?nèi)容()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)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(duì)其精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，但不包括對(duì)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(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解析：選A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。6下列圍繞蛋白質(zhì)工程的敘述，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)，使之更加符合人類的需要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)的解析：選B蛋白質(zhì)工程實(shí)際上是對(duì)基因進(jìn)行操作，而不是對(duì)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(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)容的過(guò)程是_。(填數(shù)字)(2)寫出圖中數(shù)字代表的生物學(xué)過(guò)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(shuō)，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(cè)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(chǎng)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(chǎng)所是_。(7)蛋白質(zhì)工程中的目的基因一般通過(guò)_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(gè)因素共同決定；從根本上說(shuō)，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(cè)的mRNA中的堿基序列可能有多種；蛋白質(zhì)的合成場(chǎng)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(guò)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(jì)(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(shí)跟蹤檢測(cè)一、選擇題1下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A科學(xué)家通過(guò)對(duì)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(diǎn)D蛋白質(zhì)工程成功的例子不多，主要是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)種類太少，原料不足解析：選D蛋白質(zhì)工程是一項(xiàng)難度很大的工程，目前成功的例子不多，主要是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)發(fā)揮功能必須依賴于正確的高級(jí)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，而目前科學(xué)家對(duì)大多數(shù)蛋白質(zhì)的高級(jí)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(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(lái)的。3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()進(jìn)行少數(shù)氨基酸的替換對(duì)不同來(lái)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(jì)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(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)。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(kāi)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(jì)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(wèn)題一般是對(duì)蛋白質(zhì)中的個(gè)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(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：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(guò)程采用的是蛋白質(zhì)工程。從預(yù)期蛋白質(zhì)功能入手，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。6玉米中賴氨酸的含量比較低，原因是賴氨酸合成過(guò)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(shí)，就會(huì)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(gè)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(guò)修飾天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶基因的個(gè)別堿基來(lái)達(dá)到目的。7下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的說(shuō)法正確的是()A蛋白質(zhì)工程無(wú)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(duì)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(lái)的，最終改造的對(duì)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(shuō)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(méi)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(guò)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(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)。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?yàn)閷?duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改造是通過(guò)改造基因來(lái)實(shí)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(shuō)法，錯(cuò)誤的是()A通過(guò)對(duì)基因結(jié)構(gòu)的定點(diǎn)突變實(shí)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(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)必須從蛋白質(zhì)的功能特點(diǎn)入手D通過(guò)對(duì)基因結(jié)構(gòu)的改造生產(chǎn)出自然界中從來(lái)不存在的蛋白質(zhì)種類目前還很少解析：選BB項(xiàng)所涉及的生物工程技術(shù)為基因工程。10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(jì)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(guò)利用PCR定點(diǎn)突變技術(shù)改造Rubisco酶基因，提髙了光合作用過(guò)程中Rubisco酶對(duì)CO2的親和力，從而顯著提高了植物的光合作用速率。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)PCR過(guò)程所依據(jù)的原理是_，該過(guò)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(guò)對(duì)Rubisco酶基因進(jìn)行改造，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)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(diǎn)突變技術(shù)最突出的優(yōu)點(diǎn)是_，PCR定點(diǎn)突變技術(shù)屬于_的范疇。(3)可利用定點(diǎn)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(guò)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(guò)對(duì)Rubisco酶基因進(jìn)行改造，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Rubisco酶的改造；和傳統(tǒng)基因工程技術(shù)相比，定點(diǎn)突變技術(shù)最突出的優(yōu)點(diǎn)是能生產(chǎn)出自然界不存在的蛋白質(zhì)，PCR定點(diǎn)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(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(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。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(guò)程是通過(guò)對(duì)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(duì)生物體內(nèi)原有P基因進(jìn)行修飾，也可以通過(guò)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?jī)?nèi)容包括：DNA以自身為模板進(jìn)行的復(fù)制，DNA通過(guò)轉(zhuǎn)錄將遺傳信息傳遞給RNA，最后RNA通過(guò)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(duì)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(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列合成DNA表達(dá)出蛋白質(zhì)，經(jīng)過(guò)該過(guò)程得到的蛋白質(zhì)，需要對(duì)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(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測(cè)氨基酸序列功能13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)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)獲取的，則過(guò)程包括_、_。(3)過(guò)程中對(duì)核苷酸序列有嚴(yán)格要求的工具酶是_，進(jìn)行過(guò)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(jì)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(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，過(guò)程為逆轉(zhuǎn)錄法合成目的基因。由于經(jīng)過(guò)過(guò)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(guò)程需要誘導(dǎo)基因發(fā)生突變。答案：(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(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用(時(shí)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(cuò)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(gè)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(duì)基因工程中基因表達(dá)載體的敘述，錯(cuò)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(dòng)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(shí)，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(cuò)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(duì)象是基因B進(jìn)行基因治療時(shí)，基因的受體細(xì)胞是受精卵C基因治療并不是對(duì)患者體內(nèi)細(xì)胞的缺陷基因進(jìn)行改造D基因治療時(shí)可只向患者部分細(xì)胞內(nèi)輸入正常基因解析：選B基因工程操作的動(dòng)物受體細(xì)胞一般為受精卵，但基因治療時(shí)，不用對(duì)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?duì)缺陷基因的改造，一般是將正?；?qū)胧荏w細(xì)胞，從功能上“覆蓋”缺陷基因的表達(dá)。4我國(guó)科學(xué)家運(yùn)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(cuò)誤的是()A抗蟲基因的提取和運(yùn)輸都需要專用的工具和載體 B重組DNA分子中增加一個(gè)堿基對(duì)，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(guò)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(guò)檢測(cè)棉花對(duì)抗生素抗性來(lái)確定的解析：選D轉(zhuǎn)基因棉花是否具有抗蟲特性是通過(guò)個(gè)體生物學(xué)水平來(lái)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(lái)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(guò)照射激光來(lái)遙控它們的行為，讓懶散的果蠅活動(dòng)起來(lái)。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(kù)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(kù)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?dòng)物細(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(huì)發(fā)生性狀分離，該性狀不一定能穩(wěn)定遺傳。6我國(guó)轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)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(cuò)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(guò)飼養(yǎng)卷葉螟進(jìn)行檢測(cè)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(shí)降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本；檢測(cè)目的基因是否表達(dá)最簡(jiǎn)便的方法是個(gè)體水平的檢測(cè)。7以下有關(guān)蛋白質(zhì)工程的敘述，錯(cuò)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(guò)程C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(guò)對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(guò)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(cè)發(fā)現(xiàn)Amy在成熟塊莖細(xì)胞中存在。下列有關(guān)這一過(guò)程的敘述錯(cuò)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(guò)該技術(shù)人類實(shí)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(cè)與鑒定的敘述，錯(cuò)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(cè)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(gè)體水平上進(jìn)行的 D如在受體細(xì)胞內(nèi)檢測(cè)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(dòng)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(cè)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(cè)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(shuō)明其首端含有啟動(dòng)子。10人們?cè)噲D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(shuō)法正確的是()A過(guò)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(dòng)物細(xì)胞，過(guò)程可以用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法D參與過(guò)程的物質(zhì)不含有A、U、G、C解析：選B過(guò)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(guò)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(dòng)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(guò)程是基因的表達(dá)過(guò)程，此過(guò)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(diǎn)分別是Bgl、EcoR和Sau3A。下列分析錯(cuò)誤的是()A構(gòu)建重組DNA時(shí)，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(shí)，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(gè)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(gè)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(duì)此技術(shù)的以下描述，正確的是()A.過(guò)程共形成2個(gè)磷酸二酯鍵 B過(guò)程都需要使用限制酶和DNA連接酶 C該項(xiàng)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(guò)程為紅霉素抗性基因與重組質(zhì)粒1結(jié)合，該過(guò)程中重組質(zhì)粒1與紅霉素抗性基因有兩個(gè)切口需要連接，故會(huì)形成4個(gè)磷酸二酯鍵。過(guò)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(wú)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(yùn)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(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)為獲取MPT64基因，可從結(jié)核桿菌的細(xì)胞中提取對(duì)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(diǎn)，如果將MPT64基因插入到_上，通過(guò)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(shí)間將大大延長(zhǎng)，科學(xué)家可以生產(chǎn)上述耐儲(chǔ)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(guò)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(guò)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(kāi)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(guò)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。基因的表達(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(cè)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(guò)設(shè)計(jì)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(wèn)題：注：Hind 和ApaL是兩種