1.4　蛋白质工程的崛起

1 4 蛋白质工程的崛起课后作业蛋白质工程的崛起课后作业 一 选择题一 选择题 每小题每小题 2 分 共分 共 20 分分 1 下列说法错误的是 下列说法错误的是 A 天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的 天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的 B 天然蛋白质都能符合人类生产和生活的需要 天然蛋白质都能符合人类生产和生活的需要 C 天然干扰素在体外保存相当困难 天然干扰素在体外保存相当困难 D 许多工业用酶是由天然酶改造而来的 许多工业用酶是由天然酶改造而来的 2 下列关于蛋白质工程的设计思路中 说法错误的是 下列关于蛋白质工程的设计思路中 说法错误的是 A 从蛋白质的功能推测蛋白质应有的结构 从蛋白质的功能推测蛋白质应有的结构 B 从蛋白质的结构推测氨基酸的排列顺序 从蛋白质的结构推测氨基酸的排列顺序 C 从氨基酸的排列顺序推测基因中脱氧核苷酸的排列顺序 从氨基酸的排列顺序推测基因中脱氧核苷酸的排列顺序 D 蛋白质工程完全不遵循中心法则 蛋白质工程完全不遵循中心法则 3 科学家将 科学家将 干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌中表达 使干扰素第十七位的干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌中表达 使干扰素第十七位的 半胱氨酸改变成丝氨酸 结果大大提高了半胱氨酸改变成丝氨酸 结果大大提高了 干扰素的抗病活性 并且提高了储存稳定性 干扰素的抗病活性 并且提高了储存稳定性 该生物技术为该生物技术为 A 基因工程 基因工程 B 蛋白质工程 蛋白质工程 C 基因突变 基因突变 D 组织培养 组织培养 4 下列哪项不是蛋白质工程的研究内容 下列哪项不是蛋白质工程的研究内容 A 分析蛋白质分子的精细结构 分析蛋白质分子的精细结构 B 对蛋白质进行有目的的改造 对蛋白质进行有目的的改造 C 分析氨基酸的化学组成 分析氨基酸的化学组成 D 按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质 按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质 5 下列关于蛋白质工程的叙述错误的是 下列关于蛋白质工程的叙述错误的是 A 蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构 使之更加符合人类的需要 蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构 使之更加符合人类的需要 B 蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作 定向改变分子的结构 蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作 定向改变分子的结构 C 蛋白质工程能产生自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子 蛋白质工程能产生自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子 D 蛋白质工程的操作起点是从预期蛋白质功能出发 设计出相应的基因 并借助基 蛋白质工程的操作起点是从预期蛋白质功能出发 设计出相应的基因 并借助基 因工程实现的因工程实现的 6 科学家为提高玉米中赖氨酸含量 将天冬氨酸激酶的第 科学家为提高玉米中赖氨酸含量 将天冬氨酸激酶的第 352 位的苏氨酸变成异亮氨位的苏氨酸变成异亮氨 酸 将二氢吡啶二羧酸合成酶中酸 将二氢吡啶二羧酸合成酶中 104 位的氨基酸由天冬酰胺变成异亮氨酸 就可以使玉米位的氨基酸由天冬酰胺变成异亮氨酸 就可以使玉米 叶片和种子中的游离赖氨酸含量分别提高叶片和种子中的游离赖氨酸含量分别提高 5 倍和倍和 2 倍 下列对蛋白质的改造 操作正确的倍 下列对蛋白质的改造 操作正确的 是是 A 直接通过分子水平改造蛋白质 直接通过分子水平改造蛋白质 B 直接改造相应的 直接改造相应的 mRNA C 对相应的基因进行操作 对相应的基因进行操作 D 重新合成新的基因 重新合成新的基因 7 猪的胰岛素用于人体降低血糖浓度效果不明显 原因是猪的胰岛素分子中有一个氨 猪的胰岛素用于人体降低血糖浓度效果不明显 原因是猪的胰岛素分子中有一个氨 基酸与人的不同 为了使猪的胰岛素用于临床治疗人的糖尿病 用蛋白质工程对蛋白质分基酸与人的不同 为了使猪的胰岛素用于临床治疗人的糖尿病 用蛋白质工程对蛋白质分 子进行设计的最佳方案是子进行设计的最佳方案是 A 对猪的胰岛素进行一个不同氨基酸的替换 对猪的胰岛素进行一个不同氨基酸的替换 B 将猪的胰岛素和人的胰岛素进行拼接 组成新的胰岛素 将猪的胰岛素和人的胰岛素进行拼接 组成新的胰岛素 C 将猪和人的胰岛素混合在一起治疗人的糖尿病 将猪和人的胰岛素混合在一起治疗人的糖尿病 D 根据人的胰岛素设计制造一种新的胰岛素 根据人的胰岛素设计制造一种新的胰岛素 8 下列关于蛋白质工程和基因工程的比较 不合理的是 下列关于蛋白质工程和基因工程的比较 不合理的是 A 基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质 而蛋白质工程可以对现有蛋 基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质 而蛋白质工程可以对现有蛋 白质进行改造 从而制造一种新的蛋白质白质进行改造 从而制造一种新的蛋白质 B 蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的 蛋白质工程最终还是要通过基因 蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的 蛋白质工程最终还是要通过基因 修饰或基因合成来完成修饰或基因合成来完成 C 当得到可以在 当得到可以在 70 条件下保存半年的干扰素后 在相关酶 氨基酸和适宜的温条件下保存半年的干扰素后 在相关酶 氨基酸和适宜的温 度 度 pH 条件下 干扰素可以大量自我合成条件下 干扰素可以大量自我合成 D 基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的 基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的 9 某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相似 只是其热 某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相似 只是其热 稳定性较差 进入人体后容易失效 现要将此酶开发成一种片剂 临床治疗食物消化不良 稳定性较差 进入人体后容易失效 现要将此酶开发成一种片剂 临床治疗食物消化不良 最佳方案是最佳方案是 A 替换此酶中的少数氨基酸 以改善其功能 替换此酶中的少数氨基酸 以改善其功能 B 将此酶与人蛋白酶进行拼接 形成新的蛋白酶 将此酶与人蛋白酶进行拼接 形成新的蛋白酶 C 重新设计与创造一种蛋白酶 重新设计与创造一种蛋白酶 D 减少此酶在片剂中的含量 减少此酶在片剂中的含量 10 蛋白质工程中最早成功实现的是 蛋白质工程中最早成功实现的是 A 对胰岛素进行改造 生产速效型药品 对胰岛素进行改造 生产速效型药品 B 蛋白质工程应用于微电子方面 蛋白质工程应用于微电子方面 C 体外耐保存的干扰素 体外耐保存的干扰素 D 用蛋白质工程生产高产赖氨酸玉米 用蛋白质工程生产高产赖氨酸玉米 二 非选择题二 非选择题 共共 30 分分 11 14 分分 在体内 人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链 此肽链在体内 人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链 此肽链 在内质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原 进入高尔基体的胰岛素原经酶在内质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原 进入高尔基体的胰岛素原经酶 乙切割去除中间片段乙切割去除中间片段 C 后 产生后 产生 A B 两条肽链 再经酶丙作用生成由两条肽链 再经酶丙作用生成由 51 个氨基酸残基个氨基酸残基 组成的胰岛素 目前 利用基因工程技术可大量生产胰岛素 回答下列问题 组成的胰岛素 目前 利用基因工程技术可大量生产胰岛素 回答下列问题 1 人体内合成前胰岛素原的细胞是人体内合成前胰岛素原的细胞是 合成胰高血糖素的细胞是 合成胰高血糖素的细胞是 2 可根据胰岛素原的氨基酸序列 设计并合成编码胰岛素原的可根据胰岛素原的氨基酸序列 设计并合成编码胰岛素原的 序列 序列 用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体 再经过细菌转化 筛选及鉴定 用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体 再经过细菌转化 筛选及鉴定 即可建立能稳定合成即可建立能稳定合成 的基因工程菌 的基因工程菌 3 用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时 培养液无抗原抗体反应 菌体有抗原抗用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时 培养液无抗原抗体反应 菌体有抗原抗 体反应 则用该工程菌进行工业发酵时 应从体反应 则用该工程菌进行工业发酵时 应从 中分离 纯化胰岛素原 胰岛中分离 纯化胰岛素原 胰岛 素原经酶处理便可转变为胰岛素 素原经酶处理便可转变为胰岛素 12 16 分分 绿色荧光蛋白绿色荧光蛋白 GFP 能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光 这样借助能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光 这样借助 GFP 发生的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况 帮助推断蛋白质的功能 下图为我发生的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况 帮助推断蛋白质的功能 下图为我 国首例绿色荧光蛋白国首例绿色荧光蛋白 GFP 转基因克隆猪的培育过程示意图 据图回答 转基因克隆猪的培育过程示意图 据图回答 1 图中通过过程图中通过过程 形成重组质粒 需要限制酶切取目的基因 切割质粒 限制酶形成重组质粒 需要限制酶切取目的基因 切割质粒 限制酶 的识别序列和切点是的识别序列和切点是 G GATCC 限制酶 限制酶 的识别序列和切点是的识别序列和切点是 GATC 在质 在质 粒上有酶粒上有酶 的的 1 个切点 在目的基因的两侧各有个切点 在目的基因的两侧各有 1 个酶个酶 的切点 的切点 请画出质粒被限制酶请画出质粒被限制酶 切割后形成黏性末端的过程 切割后形成黏性末端的过程 在在 DNA 连接酶的作用下 上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起连接酶的作用下 上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起 来 来 理由是理由是 2 过程过程 将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时 采用最多也最有效的方法是将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时 采用最多也最有效的方法是 3 如果将切取的如果将切取的 GFP 基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上 基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上 GFP 基因基因 可以作为基因表达载体上的标记基因 其作用是可以作为基因表达载体上的标记基因 其作用是 获 获 得的转基因克隆猪 可以解决的医学难题是得的转基因克隆猪 可以解决的医学难题是 4 目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白 黄色荧光蛋白等 采用蛋白目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白 黄色荧光蛋白等 采用蛋白 质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是 质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是 用序号表示用序号表示 推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列 蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计 蓝色荧光蛋白基因的修饰蓝色荧光蛋白基因的修饰 合成合成 表达出蓝色荧光蛋白表达出蓝色荧光蛋白 答案解析答案解析 1 解析 解析 选选 B 天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要 但不一定完全符天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要 但不一定完全符 合人类生产和生活的需要 合人类生产和生活的需要 2 解析 解析 选选 D 蛋白质工程的基本途径是根据中心法则反推出来的 蛋白质工程的基本途径是根据中心法则反推出来的 3 解析 解析 选选 B 题目中的操作中涉及的基因显然不再是原来的基因 其合成的题目中的操作中涉及的基因显然不再是原来的基因 其合成的 干扰干扰 素也不是天然素也不是天然 干扰素 而是经过改造的 具人类所需优点的蛋白质 因而整个过程利用干扰素 而是经过改造的 具人类所需优点的蛋白质 因而整个过程利用 的生物技术应为蛋白质工程 的生物技术应为蛋白质工程 4 解析 解析 选选 C 蛋白质工程就是指根据蛋白质的精细结构和功能之间的关系 按照人蛋白质工程就是指根据蛋白质的精细结构和功能之间的关系 按照人 的意愿改造蛋白质分子 形成自然界中不存在的蛋白质分子 对蛋白质的改造包括氨基酸的意愿改造蛋白质分子 形成自然界中不存在的蛋白质分子 对蛋白质的改造包括氨基酸 的种类 数量和排列顺序 但不包括氨基酸的化学组成 的种类 数量和排列顺序 但不包括氨基酸的化学组成 5 解析 解析 选选 B 蛋白质工程实际操作还是对基因进行操作 而不是对蛋白质进行操作 蛋白质工程实际操作还是对基因进行操作 而不是对蛋白质进行操作 6 解析 解析 选选 C 蛋白质工程的直接操作对象是基因 蛋白质工程的直接操作对象是基因 7 解析 解析 选选 D 要使猪的胰岛素用于临床治疗人的糖尿病 需要对猪的胰岛素进行蛋要使猪的胰岛素用于临床治疗人的糖尿病 需要对猪的胰岛素进行蛋 白质改造 制造一种新的胰岛素 蛋白质工程实质是对基因的改造 白质改造 制造一种新的胰岛素 蛋白质工程实质是对基因的改造 8 解析 解析 选选 C 利用蛋白质工程生产蛋白质产品应通过改造相应基因后 再经基因表利用蛋白质工程生产蛋白质产品应通过改造相应基因后 再经基因表 达大量产生 达大量产生 9 解析 解析 选选 A 蛋白质的结构包括一级结构和空间结构 一级结构是指组成蛋白质的蛋白质的结构包括一级结构和空间结构 一级结构是指组成蛋白质的 氨基酸的种类 数量 排列顺序 蛋白质的功能是由一级结构和空间结构共同决定的 特氨基酸的种类 数量 排列顺序 蛋白质的功能是由一级结构和空间结构共同决定的 特 别是空间结构与蛋白质的功能关系更密切 要想使蛋白酶热稳定性有所提高 就要改变蛋别是空间结构与蛋白质的功能关系更密切 要想使蛋白酶热稳定性有所提高 就要改变蛋 白质的结构 此类问题一般是对蛋白质中的个别氨基酸进行替换 白质的结构 此类问题一般是对蛋白质中的个别氨基酸进行替换 10 解析 解析 选选 A 1981 年 用基因工程菌生产出胰岛素产品 随后进入商品化生产 年 用基因工程菌生产出胰岛素产品 随后进入商品化生产 结束了完全依赖动物脏器生产胰岛素的历史 结束了完全依赖动物脏器生产胰岛素的历史 11 解析 解析 1 由题意可知 前胰岛素原在细胞内经加工后成为胰岛素 人体合成胰岛由题意可知 前胰岛素原在细胞内经加工后成为胰岛素 人体合成胰岛 素的细胞是胰岛素的细胞是胰岛 B 细胞 所以合成前胰岛素原的细胞也是胰岛细胞 所以合成前胰岛素原的细胞也是胰岛 B 细胞 合成胰高血糖素的细胞 合成胰高血糖素的 细胞是胰岛细胞是胰岛 A 细胞 细胞 2 根据胰岛素原的氨基酸序列 可设计并合成编码胰岛素原的根据胰岛素原的氨基酸序列 可设计并合成编码胰岛素原的 DNA 序列序列 即目的基因即目的基因 用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体 再经过细 用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体 再经过细 菌转化 筛选及鉴定 即可建立能稳定合成人胰岛素原的基因工程菌 菌转化 筛选及鉴定 即可建立能稳定合成人胰岛素原的基因工程菌 3 根据题意 培养根据题意 培养 液无抗原抗体反应 菌体有抗原抗体反应 所以用该工程菌进行工业发酵时 应从菌体中液无抗原抗体反应 菌体有抗原抗体反应 所以用该工程菌进行工业发酵时 应从菌体中