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2019-2020年高中生物 專(zhuān)題一 基因工程 1.4 蛋白質(zhì)工程的崛起課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3 目標(biāo)導(dǎo)航　1.舉例說(shuō)出蛋白質(zhì)工程崛起的緣由。2.結(jié)合教材圖1－29，簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)工程的基本原理及蛋白質(zhì)工程的發(fā)展和前景。 一、 蛋白質(zhì)工程及其原理(閱讀P26－27) 1．蛋白質(zhì)工程的崛起 (1)基因工程的優(yōu)勢(shì)與不足 ①優(yōu)勢(shì)：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)出新性狀。這是基因工程的實(shí)質(zhì)。 ②不足：原則上基因工程只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)。 (2)天然蛋白質(zhì)的特點(diǎn) 天然蛋白質(zhì)是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的，它們的結(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。 (3)蛋白質(zhì)工程的提出 1983年，美國(guó)某基因公司的一名科學(xué)家提出了“蛋白質(zhì)工程”這一名詞，隨即被廣泛地接受和采用。 2．蛋白質(zhì)工程的原理 概念 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 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) 目的 獲得滿(mǎn)足人類(lèi)生產(chǎn)和生活需求的蛋白質(zhì) 原理 由預(yù)期的蛋白質(zhì)功能找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因) 二、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景(閱讀P28) 1．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．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)。 判斷正誤： (1)基因工程能生產(chǎn)自然界中不存在的蛋白質(zhì)。(　　) (2)蛋白質(zhì)工程的主要目的是對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造或生產(chǎn)新的蛋白質(zhì)，以滿(mǎn)足人類(lèi)生產(chǎn)和生活的需要。(　　) (3)蛋白質(zhì)工程直接操作的對(duì)象是蛋白質(zhì)。(　　) (4)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→找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列。(　　) (5)蛋白質(zhì)工程通過(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)。(　　) (6)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。(　　) 答案　(1)　(2)√　(3)　(4)√　(5)√　(6)√ 一、蛋白質(zhì)工程及其原理 1．蛋白質(zhì)工程的崛起 (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)蛋白質(zhì)工程的目的：生產(chǎn)符合人們生產(chǎn)與生活需要并非自然界已存在的蛋白質(zhì)。 2．蛋白質(zhì)工程的流程圖 1．蛋白質(zhì)工程中直接進(jìn)行操作的對(duì)象是什么？是否為蛋白質(zhì)分子自身？ 答案　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(mǎn)足人類(lèi)的生產(chǎn)或生活的需求。因此，歸根到底要對(duì)基因進(jìn)行改造。 2．為什么說(shuō)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？ 答案　 因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的合成由基因控制，所以說(shuō)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。 3．判斷蛋白質(zhì)工程方法的關(guān)鍵是什么？ 答案　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)。 4．假如某科學(xué)家設(shè)計(jì)出某種蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，你能否設(shè)計(jì)出利用大腸桿菌生產(chǎn)該蛋白質(zhì)的流程？ 答案　蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)→氨基酸序列→合成目的基因→構(gòu)建基因表達(dá)載體→導(dǎo)入大腸桿菌→產(chǎn)生相應(yīng)蛋白質(zhì)。 1．下圖為蛋白質(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)容的是__________________________________________________。(填寫(xiě)數(shù)字) (2)寫(xiě)出圖中各數(shù)字代表的生物學(xué)過(guò)程的名稱(chēng)或內(nèi)容： ①________；②________；③________；④______________；⑤______________。 (3)蛋白質(zhì)工程的目的是___________________________________________________， 通過(guò)________________________________________________________________________實(shí)現(xiàn)。 (4)從圖中可以看出蛋白質(zhì)工程的基本途徑與中心法則是________的。 問(wèn)題導(dǎo)析　(1)天然蛋白質(zhì)合成的過(guò)程是按照中心法則進(jìn)行的。 (2)蛋白質(zhì)工程的基本途徑與上述過(guò)程相反，即從預(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→找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)。 答案　(1)④⑤?、佗冖邸?2)轉(zhuǎn)錄　翻譯　折疊　分子設(shè)計(jì)　DNA合成　(3)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)　基因合成或改造　(4)相反 一題多變 判斷正誤： (1)對(duì)蛋白質(zhì)直接改造成功，也可遺傳。(　　) (2)改造了基因即對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造。(　　) (3)蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)是改造氨基酸。(　　) (4)蛋白質(zhì)工程的原理是中心法則。(　　) 答案　(1)　(2)√　(3)　(4) 二、蛋白質(zhì)工程與基因工程比較 比較項(xiàng)目 基因工程 蛋白質(zhì)工程 操作環(huán)境(場(chǎng)所) 生物體外 生物體外 操作核心 基因 基因 操作起點(diǎn) 目的基因 預(yù)期的蛋白質(zhì)功能 基本過(guò)程 剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá) 確定蛋白質(zhì)功能→應(yīng)有的高級(jí)結(jié)構(gòu)→應(yīng)具備的折疊狀態(tài)→應(yīng)有氨基酸序列→應(yīng)有的堿基序列→改造的蛋白質(zhì) 實(shí)質(zhì) 定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類(lèi)所需的生物類(lèi)型或生物產(chǎn)品(基因的異體表達(dá)) 定向改造或生產(chǎn)人類(lèi)所需的蛋白質(zhì) 結(jié)果 生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì) 可以創(chuàng)造出自然界不存在的蛋白質(zhì) 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，閱讀教材，結(jié)合資料完成下述分析。如圖是用蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)速效胰島素的生產(chǎn)過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問(wèn)題： (1)構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵，圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是蛋白質(zhì)的預(yù)期功能。 (2)通過(guò)人工合成DNA形成的新基因應(yīng)與載體結(jié)合后轉(zhuǎn)移到大腸桿菌等受體細(xì)胞中才能得到準(zhǔn)確表達(dá)。 (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蛋白質(zhì)工程、基因工程和發(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根據(jù)新的胰島素模型中氨基酸的序列，推測(cè)出其基因中的脫氧核苷酸序列，然后利用DNA合成儀來(lái)合成出新的胰島素基因。 2．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)工程不對(duì)基因進(jìn)行操作 B．基因工程合成自然界已存在的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程可以合成自然界不存在的蛋白質(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)的操作 D．基因工程完全不同于蛋白質(zhì)工程 問(wèn)題導(dǎo)析　(1)蛋白質(zhì)工程是直接對(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(mǎn)足人類(lèi)的生產(chǎn)和生活的需求。 (2)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)出人類(lèi)所需的性狀，或者獲取所需的產(chǎn)品。 (3)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)。 答案　B 一題多變 (1)蛋白質(zhì)工程和基因工程的目的都是獲得人類(lèi)需要的蛋白質(zhì)，所以二者沒(méi)有區(qū)別。(　　) (2)基因工程是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵技術(shù)。(　　) (3)通過(guò)蛋白質(zhì)工程改造后的蛋白質(zhì)有的仍然是天然蛋白質(zhì)。(　　) (4)利用蛋白質(zhì)工程可以在大腸桿菌細(xì)胞中直接得到人的胰島素。(　　) 答案　(1)　(2)√　(3)　(4) 　 1．蛋白質(zhì)工程的基本流程正確的是(　　) ①蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?、贒NA合成?、垲A(yù)期蛋白質(zhì)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→③ C．③→①→④→② D．③→④→①→② 答案　C 解析　蛋白質(zhì)工程是根據(jù)人們的需要首先要預(yù)期相應(yīng)功能，然后對(duì)其空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，目前這一步是科學(xué)家們?nèi)晕赐耆莆盏?，根?jù)相應(yīng)的氨基酸推導(dǎo)出基因中的堿基序列，再利用人工合成法合成相應(yīng)的目的基因。 2．蛋白質(zhì)工程與基因工程相比，其突出特點(diǎn)是(　　) A．蛋白質(zhì)工程能生產(chǎn)人類(lèi)需要的基因產(chǎn)物 B．蛋白質(zhì)工程能對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì) C．蛋白質(zhì)工程可以不通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯來(lái)實(shí)現(xiàn) D．蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來(lái)的第三代基因工程 答案　B 解析　蛋白質(zhì)工程通過(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(mǎn)足人類(lèi)的生產(chǎn)和生活的需求，是延伸出來(lái)的第二代基因工程。 3．以下蛋白質(zhì)工程中，目前已成功的是(　　) A．對(duì)胰島素進(jìn)行改造，生產(chǎn)速效型藥品 B．蛋白質(zhì)工程應(yīng)用于微電子方面 C．生產(chǎn)體外耐儲(chǔ)存的干擾素 D．用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)血紅蛋白 答案　A 解析　A已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，B、C、D三項(xiàng)目前尚未實(shí)現(xiàn)，只是蛋白質(zhì)工程的發(fā)展前景，有待于進(jìn)一步研究和設(shè)計(jì)。 4．xx年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了三位在研究綠色熒光蛋白(GFP)方面作出突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家。綠色熒光蛋白能在藍(lán)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(zhì)在細(xì)胞內(nèi)部的移動(dòng)情況，幫助推斷蛋白質(zhì)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(qǐng)根據(jù)上述材料回答下列問(wèn)題： (1)用于培育綠色熒光小鼠的基因表達(dá)載體的組成必須有啟動(dòng)子、標(biāo)記基因、________和_____________________________________________________________。 圖中過(guò)程②常用的方法是_________________________________________________________。 (2)GFP基因與目的基因一起構(gòu)建到載體上不影響目的基因的表達(dá)，也不影響由目的基因控制合成的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能，且對(duì)細(xì)胞無(wú)毒性作用，因此GFP基因可以作為基因表達(dá)載體上的________________________________________________________________________。 (3)目前科學(xué)家們通過(guò)________工程制造出了藍(lán)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？___________________________________________。 答案　(1)GFP基因　終止子　顯微注射技術(shù)　(2)標(biāo)記基因　(3)蛋白質(zhì)　改造GFP基因(綠色熒光蛋白基因) 基礎(chǔ)鞏固 1．蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)是(　　) A．改造蛋白質(zhì) B．改造mRNA C．改造基因 D．改造氨基酸 答案　C 解析　蛋白質(zhì)工程的目的是獲取人類(lèi)需要的蛋白質(zhì)，由于蛋白質(zhì)的合成是受基因控制的，所以要從根本上對(duì)基因進(jìn)行改造。 2．蛋白質(zhì)工程制造的蛋白質(zhì)是(　　) A．天然蛋白質(zhì) B．稀有蛋白質(zhì) C．自然界中不存在的蛋白質(zhì) D．尚沒(méi)有制造出來(lái) 答案　C 解析　蛋白質(zhì)工程是對(duì)基因進(jìn)行改造進(jìn)而產(chǎn)生符合人們需要的蛋白質(zhì)，因此不再是天然的蛋白質(zhì)。 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(zhì)工程 C．誘變 D．細(xì)胞工程 答案　B 解析　蛋白質(zhì)工程可通過(guò)基因工程這一手段實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)的改造目的。 4．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)工程與基因工程密不可分，又稱(chēng)為第二代基因工程 答案　B 解析　基因的結(jié)構(gòu)決定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，因此，要對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，最終還必須通過(guò)改造基因來(lái)完成，而不是直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作。 5．蛋白質(zhì)工程是新崛起的一項(xiàng)生物工程，又稱(chēng)第二代基因工程。下圖為蛋白質(zhì)工程流程圖，圖中A、B在遺傳學(xué)上依次表示(　　) A．轉(zhuǎn)錄和翻譯 B．翻譯和轉(zhuǎn)錄 C．復(fù)制和轉(zhuǎn)錄 D．傳遞和表達(dá) 答案　A 鞏固提升 6．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(gè)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(zhì)工程對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行設(shè)計(jì)的最佳方案是(　　) A．對(duì)豬的胰島素進(jìn)行一個(gè)不同氨基酸的替換 B．將豬的胰島素和人的胰島素進(jìn)行拼接，組成新的胰島素 C．將豬的胰島素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(shè)計(jì)制造一種新的胰島素 答案　A 解析　由于豬的胰島素分子中只有一個(gè)氨基酸與人的胰島素不同，所以可通過(guò)蛋白質(zhì)工程中蛋白質(zhì)的分子設(shè)計(jì)，只需替換這一個(gè)不同的氨基酸即可。雖然根據(jù)人胰島素分子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一種全新的胰島素也可以用于臨床治療，但在分子設(shè)計(jì)和胰島素的生產(chǎn)方面都存在著很多困難，所以不是最佳方案。 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(jié)構(gòu)和功能很相似，只是熱穩(wěn)定性較差，進(jìn)入人體后容易失效。現(xiàn)要將此酶開(kāi)發(fā)成一種片劑，臨床治療消化不良，最佳方案是(　　) A．將此酶中的少數(shù)氨基酸替換，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)造一種全新的蛋白酶 D．減少此酶在片劑中的含量 答案　A 解析　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(lèi)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。 8．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．由于賴(lài)氨酸抑制天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶的活性，所以賴(lài)氨酸產(chǎn)量難以提高 D．蛋白質(zhì)工程能產(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)氨酸分別提高5倍和2倍。 9．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)行改造和修飾，合成速效型胰島素制劑 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)。 10．蛋白質(zhì)工程是指根據(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)、生產(chǎn)的過(guò)程。下圖是蛋白質(zhì)工程的基本途徑，試回答下列有關(guān)問(wèn)題： (1)圖中③過(guò)程的主要依據(jù)是每種氨基酸都有其對(duì)應(yīng)的________，后者位于________分子上，其上的核苷酸序列與基因中的脫氧核苷酸序列之間存在著________________________關(guān)系。 (2)通過(guò)③過(guò)程獲得的脫氧核苷酸序列不是完整的基因，要使這一序列能夠表達(dá)、發(fā)揮作用，還必須在序列的上、下游加上________和________，在這個(gè)過(guò)程中需要______________酶的參與。 (3)完成④過(guò)程需要涉及________________________________________________________技術(shù)。 答案　(1)密碼子　mRNA　堿基互補(bǔ)配對(duì)　(2)啟動(dòng)子　終止子　DNA連接　(3)基因工程 解析　(1)由氨基酸可推知mRNA中堿基序列，進(jìn)而能推知相應(yīng)基因中的核苷酸序列。(2)經(jīng)③過(guò)程獲得的脫氧核苷酸序列并非完整的基因，它還必需加入啟動(dòng)子、終止子等。(3)完成④過(guò)程需基因工程技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)改造的目的基因的表達(dá)。 11．綠色熒光蛋白(GFP)能在藍(lán)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(zhì)在細(xì)胞內(nèi)部的移動(dòng)情況，幫助推斷蛋白質(zhì)的功能。下圖為我國(guó)首例綠色熒光蛋白(GFP)轉(zhuǎn)基因克隆豬的培育過(guò)程示意圖，據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)圖中通過(guò)過(guò)程①、②形成重組質(zhì)粒，需要限制酶切取目的基因、切割質(zhì)粒。限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是－G↓GATCC－，限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是－↓GATC －。在質(zhì)粒上有酶Ⅰ的一個(gè)切點(diǎn)，在目的基因的兩側(cè)各有1 個(gè)酶Ⅱ的切點(diǎn)。 ①請(qǐng)畫(huà)出質(zhì)粒被限制酶Ⅰ切割后形成黏性末端的過(guò)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(lái)________________________________________________________________________， 理由是________________________________________________________________________。 (2)過(guò)程③將重組質(zhì)粒導(dǎo)入豬胎兒成纖維細(xì)胞時(shí)，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(dá)的基因一起構(gòu)建到載體上，GFP基因可以作為基因表達(dá)載體上的標(biāo)記基因，其作用是_________________________________________。 (4)目前科學(xué)家們通過(guò)蛋白質(zhì)工程制造出了藍(lán)色熒光蛋白、黃色熒光蛋白等，采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)制造出藍(lán)色熒光蛋白過(guò)程的正確順序是：___________________________________(用序號(hào)表示)。 ①推測(cè)藍(lán)色熒光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列 ②藍(lán)色熒光蛋白的功能分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ③藍(lán)色熒光蛋白基因的修飾(合成) ④表達(dá)出藍(lán)色熒光蛋白 答案　(1)①(只寫(xiě)出切割后形成的部分即可) —GGATC C— —CCTAGG—GATCC— G— ②可以連接　因?yàn)橛蓛煞N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(bǔ)的)　(2)顯微注射技術(shù)　(3)鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因　(4)②①③④ 解析　(1)中①問(wèn)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，書(shū)寫(xiě)要關(guān)注DNA序列與限制酶識(shí)別序列的區(qū)別，不要遺漏了酶和黏性末端的正確表達(dá)。②問(wèn)中由于兩種限制酶切割形成的黏性末端是相同的，可以互補(bǔ)配對(duì)，因此可用DNA連接酶進(jìn)行相互“縫合”。(2)基因工程中目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞的方法是顯微注射技術(shù)。(3)基因表達(dá)載體上標(biāo)記基因的作用是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因。(4)考查蛋白質(zhì)工程的操作流程，正確的操作過(guò)程是②①③④。 12．科學(xué)家對(duì)鼠源雜交瘤抗體進(jìn)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(guò)程，據(jù)圖回答下面的問(wèn)題： (1)改造鼠源雜交瘤抗體，生產(chǎn)鼠－人嵌合抗體，屬于______________(生物工程)的范疇。 (2)圖示過(guò)程是根據(jù)預(yù)期的__________________，設(shè)計(jì)__________________，最終必須對(duì)______________進(jìn)行操作，此操作中改變的是________________________________________________________________________。 (3)經(jīng)過(guò)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(diǎn)是________________________________________________________________________(從免疫 角度考慮)。 (4)上述過(guò)程中對(duì)科學(xué)家來(lái)說(shuō)難度最大的是______________________________________________________________。 答案　(1)蛋白質(zhì)工程　(2)嵌合抗體功能　嵌合抗體的結(jié)構(gòu)　基因　堿基序列　(3)對(duì)人體的不良反應(yīng)減少 (4)設(shè)計(jì)嵌合抗體的空間結(jié)構(gòu) 解析　(1)通過(guò)圖示可知鼠－人嵌合抗體是通過(guò)人工設(shè)計(jì)而形成的特定功能蛋白質(zhì)，其生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。(2)蛋白質(zhì)工程的流程：預(yù)期蛋白質(zhì)的功能→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)→通過(guò)基因工程操作生產(chǎn)預(yù)期的蛋白質(zhì)。(3)從免疫的角度考慮，對(duì)人體來(lái)說(shuō)鼠源抗體為抗原，若利用人的抗體與之嵌合，則排斥作用會(huì)減輕，對(duì)人體的副作用會(huì)減少。(4)由于蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不易確定，所以成為蛋白質(zhì)工程中最大的障礙。 走進(jìn)高考 13．(xx天津卷，8節(jié)選)采用蛋白質(zhì)工程進(jìn)一步改造某種酶的基本途徑是：從提高酶的活性出發(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________________序列。 答案　脫氧核苷酸 14．(xx新課標(biāo)卷Ⅰ，40節(jié)選)材料甲　科學(xué)家將牛生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈笫芫阎?，得到了體型巨大的“超級(jí)小鼠”；科學(xué)家采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育出轉(zhuǎn)基因煙草。 材料乙　T4溶菌酶在溫度較高時(shí)易失去活性，科學(xué)家對(duì)編碼T4溶菌酶的基因進(jìn)行改造，使其表達(dá)的T4溶菌酶的第3位的異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼幔谠摪腚装彼崤c第97位的半胱氨酸之間形成了一個(gè)二硫鍵，提高了T4溶菌酶的耐熱性。 回答下列問(wèn)題： (1)材料甲屬于基因工程的范疇。將基因表達(dá)載體導(dǎo)入小鼠的受精卵中常用__________法。構(gòu)建基因表達(dá)載體常用的工具酶有__________和____________。在培育轉(zhuǎn)基因植物時(shí)，常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，農(nóng)桿菌的作用是______________________________________。 (2)材料乙屬于______________工程范疇。該工程是指以分子生物學(xué)相關(guān)理論為基礎(chǔ)，通過(guò)基因修飾或基因合成，對(duì)____________進(jìn)行改造，或制造一種__________的技術(shù)。在該實(shí)例中，引起T4溶菌酶空間結(jié)構(gòu)改變的原因是組成該酶肽鏈的____________________序列發(fā)生了改變。 答案　(1)顯微注射　限制酶　DNA連接酶　農(nóng)桿菌可感染植物，將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中 (2)蛋白質(zhì)　現(xiàn)有的蛋白質(zhì)　新蛋白質(zhì)　氨基酸