高二生物选修三1.4蛋白质工程的崛起

1、1.4蛋白质工程的崛起i .请回答下列关于基因工程和蛋白质工程的问题：(1)获取真核细胞内目的基因的途径主要有 ,目的基因进入受体细胞需要的协助。(2)基因工程的核心步骤是 2此过程用到的工具酶是O(3)为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，经常采用的受体细胞是 :将目的基因导入此受体细胞常用的方法是 (4)蛋白质工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对进行改造，或制造一种 的技术。在该工程中，引起蛋白质空间结构改变的原因是组成该蛋白质肽链的 序列发生了改变。2.胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射入人体后，会堆积在皮下，要 经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰

2、岛素又容易分解，因此治疗效果受到影响F面有关问题:F面是用蛋白质工程设计的速效胰岛素的生产过程，请据图回答午化一备”圻品同丽丽胪畔姆里夫整杆离或乂|，便袱设他地眼中福产及作图In嬴硼1N-如A怖的酷赢接型(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要 依据是<(2)通过人工合成DNA形成的新基因应与 结合后车移到中才能得到准确表达。(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有 ?和发酵工程(4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么?3.科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内表达成功。请据

3、图回答问题：q/ '嘉图中DNA是以为模板，形成单链DNA,在酶的作用下合成双链DNA,从而获得了所需要的基因。(2)图中代表的是 在它的作用下将质粒(DNA)切出末端。(3)图中表示将 表示 DNA随大肠杆菌的繁殖而进行。(4)采用蛋白质工程可以对胰岛素进行改造，使之起效时间缩短，保证餐后血糖 高峰和血液中胰岛素高峰一致。如果你是科研工作者，请写出研制速效胰岛素 的思路。(5)下列关于蛋白质工程的说法不正确的是A.蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠单克隆抗体的区段，降低鼠单克隆抗体免疫原性B.蛋白质工程可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性、碱变性等 加以改变C.理论上通过对

4、关键氨基酸的转换与增删是进行蛋白质工程的唯一方法 D.蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要4.糖尿病是近年来高发的 富贵病”，常见类型有遗传型糖尿病和II型糖尿病。遗 传型糖尿病的主要病因之一是胰岛受损。科研机构作出如下设计：取糖尿病患 者的细胞，将人的正常胰岛素基因导入其中，然后做细胞培养，诱导产生胰岛 组织，重新植入患者的胰岛，使胰岛恢复功能。II型糖尿病需要注射胰岛素治 疗。目前临床使用的胰岛素制剂注射后 120 min后才出现高峰，与人体生理状 态不符。科研人员通过一定的工程技术手段，将胰岛素 B链的28号和29号氨 基酸互换，获得了速效胰岛素，已通过临床试验。回答下列问

5、题：(1)对遗传型糖尿病进行基因治疗的方案中，胰岛素基因称为 2 实验室中要先对该基因利用 技术进行扩增。将该基因导入正常细胞所用的方法是。(2)对遗传型糖尿病患者进行治疗的基因工程步骤中的核心步骤是 O(3)科研人员利用蛋白质工程合成速效胰岛素，该技术的实验流程为：甥圣白修 瞥巴相在的如也小连I三雍站的I I 拉琴鲍小利 蚊偏岛*其中，流程A是 流程B是(4)与基因工程相比，蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因 或基因,对现有蛋白质进行 ,制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产生活需要。5 .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G

6、FP发出 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(GFP)转基因克隆猪的培育过程示意图，据图回答：茸*事电电”“三馒式_=(1)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I的识别序列和切点是一G aATCC 一,限制酶n的识别序列和切点是一 匕ATC 一。在质粒上有酶I的一个切点，在目的基因的两侧各有一个酶n的切 点。请画出质粒被限制酶I切割后形成黏性末端的过程 O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 接起来？ ,理由是(2)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

7、方法是一(3)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， GFP基因可以作为基因表达载体上的标记基因，其作用是 。获得的转基因克隆猪，可以解决的医学难题是 O(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)。推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核甘酸序列 蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成)表达出蓝色荧光蛋白6 .下图是从酵母菌中获取棉株需要的某种酶基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题:11晴闪组 史库A9殂文库CBI(1)图中cDNA文库(填

8、大于”等于“或者 小于”基因组文库(2)过程提取的DNA需要的切割，B是过程 (3)为在短时间内大量获得目的基因， 可用 扩增的方法，其原理是 一O农杆菌中的Ti质粒上的TDNA具有的特点。目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是 可以用技术进行检测。(5)如果要想使该酶活性更高或具有更强的耐受性，需要对现有蛋白质进行改造, 这要利用基因工程的延伸 蛋白质工程。首先要设计预期的 ,再推测应有的氨基酸序列，找到相对应的 。答案：1.(1)从细胞中分离和化学方法人工合成载体(2)构建基因表达载体限制酶和DNA连接酶(3)受精卵显微注射技术(4)现有蛋白质新蛋白质氨基酸2.(1)蛋白质的预期功能(2)

9、载体大肠杆菌等受体细胞蛋白质工程基因工程根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核甘酸序列,然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因。3.(1)原胰岛素mRNA 反转录(2)特定的限制性核酸内切酶环状 黏性(3)目的基因导入受体细胞重组扩增(4)确定蛋白质的功能 一蛋白质应有的高级结构-蛋白质应具备的折叠状态一应有的氨基酸序列 一应有的碱基序列C 4.(1)目的基因 PCR显微注射法(2)基因表达载体构建(目的基因与载体结合 )(3)预期蛋白质的功能相应的氨基酸序列修饰合成改造5.(1)(只写出切割后形成的部分即可 )可以连接因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的是可以互补的)(2)显微注射技术(3