1.4蛋白質(zhì)工程的崛起

1、1.4 蛋白質(zhì)工程的崛起課后作業(yè)一、選擇題 （每小題 2分，共 20 分） 1下列說法錯(cuò)誤的是 （ ）A 天然蛋白質(zhì)是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的B .天然蛋白質(zhì)都能符合人類生產(chǎn)和生活的需要C天然干擾素在體外保存相當(dāng)困難D .許多工業(yè)用酶是由天然酶改造而來的2下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的設(shè)計(jì)思路中，說法錯(cuò)誤的是（）A 從蛋白質(zhì)的功能推測(cè)蛋白質(zhì)應(yīng)有的結(jié)構(gòu)B 從蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測(cè)氨基酸的排列順序C 從氨基酸的排列順序推測(cè)基因中脫氧核苷酸的排列順序D 蛋白質(zhì)工程完全不遵循中心法則3 科學(xué)家將B干擾素基因進(jìn)行定點(diǎn)突變導(dǎo)入大腸桿菌中表達(dá)，使干擾素第十七位的半 胱氨酸改變成絲氨酸，結(jié)果大大提高了B干擾素的抗病活性，并

2、且提高了儲(chǔ)存穩(wěn)定性。該生物技術(shù)為 （）A 基因工程B 蛋白質(zhì)工程C .基因突變D .組織培養(yǎng)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)5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過的新型蛋白質(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6科學(xué)家為提高玉米中賴氨

3、酸含量，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 位的氨基酸由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含量分別提高 5 倍和 2 倍，下列對(duì)蛋白質(zhì)的改造，操作正確的 是（）C 對(duì)相應(yīng)的基因進(jìn)行操作D 重新合成新的基因7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 將豬和人的胰島素混合在一起治療人的糖尿病D

4、 根據(jù)人的胰島素設(shè)計(jì)制造一種新的胰島素&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 當(dāng)?shù)玫娇梢栽?70 C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 9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。現(xiàn)要將此酶開發(fā)成一種片劑

5、，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 10蛋白質(zhì)工程中最早成功實(shí)現(xiàn)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 體外耐保存的干擾素D 用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)高產(chǎn)賴氨酸玉米二、非選擇題 (共 30 分 )11(14分 )在體內(nèi)， 人胰島素基因表達(dá)可合成出一條稱為前胰島素原的肽鏈，此肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中經(jīng)酶甲切割掉氨基端一段短肽后成為胰島素原，進(jìn)入高爾基體的胰島素原經(jīng)酶乙 切割去除中間片段 C后，產(chǎn)生A、B兩條肽鏈，再經(jīng)酶丙作用生成由

6、51個(gè)氨基酸殘基組成的胰島素。目前，利用基因工程技術(shù)可大量生產(chǎn)胰島素。回答下列問題：(1) 人 體 內(nèi) 合 成 前 胰 島 素 原 的 細(xì) 胞 是 ， 合 成 胰 高 血 糖 素 的 細(xì) 胞 是(2) 可根據(jù)胰島素原的氨基酸序列，設(shè)計(jì)并合成編碼胰島素原的序列，用該序列與質(zhì)粒表達(dá)載體構(gòu)建胰島素原基因重組表達(dá)載體。再經(jīng)過細(xì)菌轉(zhuǎn)化、篩選及鑒定， 即可建立能穩(wěn)定合成 的基因工程菌。(3) 用胰島素原抗體檢測(cè)該工程菌的培養(yǎng)物時(shí)，培養(yǎng)液無抗原抗體反應(yīng)，菌體有抗原抗體反應(yīng)，則用該工程菌進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵時(shí)，應(yīng)從 中分離、純化胰島素原。胰島素原經(jīng)酶處理便可轉(zhuǎn)變?yōu)橐葝u素。12. (16分)綠色熒光蛋白(GFP)能在藍(lán)

7、光或紫外光的激發(fā)下發(fā)出熒光，這樣借助GFP發(fā)生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程示意圖，據(jù)圖回答：(1) 圖中通過過程形成重組質(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 一G " GATCC ，限制酶H的識(shí)別序列和切點(diǎn)是一"GATC 。在質(zhì)粒上有酶I的1個(gè)切點(diǎn)，在目的基因的兩側(cè)各有1個(gè)酶H的切點(diǎn)。 請(qǐng)畫出質(zhì)粒被限制酶I切割后形成黏性末端的過程。 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？ ,理由是。(2) 過程將重組質(zhì)粒導(dǎo)入

8、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 。獲得的轉(zhuǎn)基因克隆豬，可以解決的醫(yī)學(xué)難題是 。(4) 目前科學(xué)家們通過蛋白質(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)色熒光蛋白過程的正確順序是：(用序號(hào)表示)。 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 藍(lán)色熒光蛋白的功能分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 藍(lán)色熒光蛋白基因的修飾 (合成) 表達(dá)出藍(lán)色熒光蛋白答案解析1解析： 選 B 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，但不一定完全符 合人類生

9、產(chǎn)和生活的需要。2 解析： 選 D 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. 解析：選B 題目中的操作中涉及的基因顯然不再是原來的基因，其合成的B干擾 素也不是天然 B干擾素，而是經(jīng)過改造的、具人類所需優(yōu)點(diǎn)的蛋白質(zhì)，因而整個(gè)過程利用 的生物技術(shù)應(yīng)為蛋白質(zhì)工程。4. 解析： 選 C 蛋白質(zhì)工程就是指根據(jù)蛋白質(zhì)的精細(xì)結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系，按照人 的意愿改造蛋白質(zhì)分子， 形成自然界中不存在的蛋白質(zhì)分子， 對(duì)蛋白質(zhì)的改造包括氨基酸的 種類、數(shù)量和排列順序，但不包括氨基酸的化學(xué)組成。5. 解析： 選 B 蛋白質(zhì)工程實(shí)際操作還是對(duì)基因進(jìn)行操作， 而不是對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行操作。6. 解析： 選 C 蛋白

10、質(zhì)工程的直接操作對(duì)象是基因。7. 解析： 選 D 要使豬的胰島素用于臨床治療人的糖尿病，需要對(duì)豬的胰島素進(jìn)行蛋 白質(zhì)改造，制造一種新的胰島素。蛋白質(zhì)工程實(shí)質(zhì)是對(duì)基因的改造。8. 解析： 選 C 利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)蛋白質(zhì)產(chǎn)品應(yīng)通過改造相應(yīng)基因后，再經(jīng)基因表 達(dá)大量產(chǎn)生。9. 解析： 選 A 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)包括一級(jí)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)，一級(jí)結(jié)構(gòu)是指組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、 數(shù)量、排列順序，蛋白質(zhì)的功能是由一級(jí)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)共同決定的，特別是空間結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)的功能關(guān)系更密切。 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(duì)蛋白質(zhì)中的個(gè)別氨基酸進(jìn)行替換。10. 解析： 選 A 19

11、81 年，用基因工程菌生產(chǎn)出胰島素產(chǎn)品，隨后進(jìn)入商品化生產(chǎn)， 結(jié)束了完全依賴動(dòng)物臟器生產(chǎn)胰島素的歷史。11. 解析： (1) 由題意可知，前胰島素原在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)加工后成為胰島素，人體合成胰島素的細(xì)胞是胰島 B 細(xì)胞，所以合成前胰島素原的細(xì)胞也是胰島 B 細(xì)胞；合成胰高血糖素的 細(xì)胞是胰島 A 細(xì)胞。 (2)根據(jù)胰島素原的氨基酸序列，可設(shè)計(jì)并合成編碼胰島素原的DNA序列 (即目的基因 )；用該序列與質(zhì)粒表達(dá)載體構(gòu)建胰島素原基因重組表達(dá)載體，再經(jīng)過細(xì)菌（3）根據(jù)題意，培養(yǎng)液轉(zhuǎn)化、篩選及鑒定，即可建立能穩(wěn)定合成人胰島素原的基因工程菌。無抗原抗體反應(yīng)，菌體有抗原抗體反應(yīng)，所以用該工程菌進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵時(shí)，應(yīng)從菌體中分離、純化胰島素原，經(jīng)酶處理便可轉(zhuǎn)變?yōu)橐葝u素。答案：胰島B細(xì)胞胰島A細(xì)胞DNA序列胰島素原 （3）菌體12解析：（1）中問相對(duì)比較簡(jiǎn)單，書寫要關(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)。問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)?動(dòng)物細(xì)胞的方法是顯微注射法。（3）基因表達(dá)載體上標(biāo)記基因的作用是鑒定受體細(xì)胞中是否含