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专题1 基因工程 1。
5 蛋白质工程的崛起一、选择题1．蛋白质工程的实质是(）A．改造蛋白质B．改造mRNAC．改造基因D．改变氨基酸解析：蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特殊要求，对蛋白质的结构进行分子设计，由于基因决定蛋白质,因此要对蛋白质结构进行设计改造，必须从基因入手。
答案:C2．葡萄糖异构酶（GⅠ)在工业上应用广泛,为提高其热稳定性,科学家对GⅠ基因进行体外定点诱变,以脯氨酸（Prol38)替代Gly138，含突变体的重组质粒在大肠杆菌中表达,结果最适反应温度提高10～12 ℃。
这属于生物工程中的（)A．基因工程B．蛋白质工程C．发酵工程D．酶工程解析：酶工程的重点在于对已存在的酶合理充分利用（如：加酶洗衣粉、嫩肉粉等)，而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造。
通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂，而没有经过由酶的功能来设计酶的分子结构，然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列等步骤。
答案:B3．下列哪项不是蛋白质工程中的蛋白质分子设计(）A．对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换B．对不同来源的蛋白质分子进行拼接组装C．从氨基酸的排列顺序开始设计全新蛋白质D．设计控制蛋白质合成的基因中的核苷酸序列解析：蛋白质工程的重要方面是蛋白质的分子设计,它可以分为三类：一是对已知蛋白质进行少数氨基酸的替换,二是对不同来源的蛋白质进行拼接组装，三是设计制造自然界中全新的蛋白质。
D项中的内容是合成基因，属于基因工程.答案：D4．下列不属于蛋白质工程成果的是(）A．改造酶的结构，提高酶的热稳定性B．生产出鼠—人嵌合抗体C．将t。
PA分子中的天冬酰胺替换为谷氨酰胺D．蛋白酶洗衣粉容易洗掉奶渍、血渍解析:A、B、C三项所述都是对现存的蛋白质分子进行改造，属于蛋白质工程的成果。
而加酶洗衣粉属于酶制剂的应用，属于酶工程的成果.答案：D5．下列关于蛋白质工程应用的叙述错误的是（）A．蛋白质工程可以改造酶的结构,提高酶的热稳定性B．通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性C．利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素D．蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰，合成速效型胰岛素制剂解析：蛋白质工程是依据人们设计的蛋白质分子结构来改造基因，进而控制合成或改变自然界中的蛋白质，而在大肠杆菌中生产人胰岛素利用基因工程技术便可达到。
高中生物选修3 教材答案【精心校对、修改版】♫1.1 DNA重组技术的基本工具（一）思考与探究1.限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？以下是四种不同限制酶切割形成的DNA 片段：(1) …CTGCA (2) …AC (3) GC…（4）…G…G …TG CG……CTTAA(5) G… (6) …GC(7) GT…(8)AATTC…ACGTC… …CG C A…G…你是否能用DNA连接酶将它们连接起来？答：2和7能连接形成…ACGT……TGCA…；4和8能连接形成…GAATTC……CTTAAG…；3和6能连接形成…GCGC……CGCG…；1和5能连接形成…CTGCAG……GACGTC…。
2.联系你已有的知识，想一想，为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的DNA？提示：迄今为止，基因工程中使用的限制酶绝大部分都是从细菌或霉菌中提取出来的，它们各自可以识别和切断DNA上特定的碱基序列。
细菌中限制酶之所以不切断自身DNA，是因为微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，对于外源入侵的DNA可以降解掉。
生物在长期演化过程中，含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。
这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵（本题不要求学生回答的完全，教师可参考教师用书中的提示，根据学生的具体情况，给予指导。
上述原则也应适用于其他章节中有关问题的回答）。
3.天然的DNA分子可以直接用做基因工程载体吗？为什么？提示：基因工程中作为载体使用的DNA分子很多都是质粒（plasmid），即独立于细菌拟核DNA之外的一种可以自我复制、双链闭环的裸露的DNA分子。
是否任何质粒都可以作为基因工程载体使用呢？其实不然，作为基因工程使用的载体必需满足以下条件。
（1）载体DNA必需有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上去。
1．(2010年黄冈模拟)科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是()①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体A．①②③④B．①③④C．②③④D．①②④【答案】 B2．如下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。
已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。
判断下列说法正确的是()A．将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法B．将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌C．将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌D．目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长【答案】 C3．基因污染是指在天然物种的DNA中嵌入了人工重组基因，这些外来基因可随被污染生物的繁殖、传播而发生扩散。
下列叙述错误的是()A．基因工程间接导致了基因污染B．基因工程破坏了生物原有的基因组成C．基因工程是通过染色体的重组发生基因交换，从而获得了生物的新性状D．人类在发展基因工程作物时，没有充分考虑生物和环境之间的相互影响【答案】 C4．蛋白质工程与基因工程相比，其突出特点是()A．基因工程原则上能生产任何蛋白质B．蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，或制造出一种新的蛋白质C．蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现D．蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第三代基因工程【答案】 B5．(2010年南京模拟)下列关于蛋白质工程的说法，正确的是()A．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作B．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的【解析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
高中生物选修三现代生物技术专题全套教学案含单元检测专题一基因工程本专题包括基因工程的发展过程；DNA重组技术的基本工具；基因工程的基本操作程序；基因工程的应用；蛋白质工程的崛起等部分。
b5E2RGbCAP基因工程是一门20世纪70年代以来新兴的生物科学与工程技术相结合的科学。
也叫DNA重组技术。
它是按照人类的意愿，将某种基因有计划地转移到另一种生物中去的新技术。
现已成为生命科学中发展最快、最前沿的学科，有关生物工程的内容，己成为近几年生物高考的热点内容。
其中基因工程的操作工具和基因工程操作的基本步骤以及基因工程的成果及应用前景将是近年命题的新热点plEanqFDPw基因工程操作的三种基本工具，四项基本操作程序等内容将成为考查学生分析综合问题能力的材料；另外，针对生物工程在医药、食品、农林等高新技术产业中的应用，运用有关的生物知识指导生产和实践，对有关的生产方案、生产过程进行分析、综合评价，这也是高考的另一热点。
有关基因工程的备考，今后高考中可能涉及到本考题的热点问题，有如下几个方面：DXDiTa9E3d1•基因工程的基本步骤：目的基因的获取、基因表达运载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因表达的检测与鉴定几个步骤。
RTCrpUDGiT2•转基因技术的应用：（1）转基因动植物，如抗虫、抗病、抗逆、抗除草剂，抗倒伏的植物；产肉、产蛋量高、生长快、耐粗饲料的动物；此外，转基因动物为人类异体器官移植提供了可能。
（2）基因药物：如人造胰岛素、人造生长激素、溶血栓的尿激酶原等。
（3）基因治疗：美国对复合型免疫缺陷症的治疗；糖尿病的治疗：许多科学家希望利用基因工程手段将正常的合成胰岛素基因导入患者体内，并准确表达，以此来修复或替代失去正常功能的胰岛B细胞，从而维持机体血糖平衡。
（4）利用遗传工程培养转基因固氮绿色植物的展望。
地球上的固氮途径有三条：生物固氮、工业固氮、高能固氮。
其中，生物固氮是植物可利用氮的主要来源。
1. 4蛋白质工程的崛起学习目标：<认真阅读教材，勾、划、圈出关键词句>1、举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2、描述蛋白质工程的原理。
3、尝试运用逆向思维分析和解决问题。
自主学习案（一）知识回顾一、DNA重组技术的基本工具1．基本工具包括____________________________________________。
2．基因运载体的特点①能够在细胞内___________；②有一个或多个_________切割位点，便于供源DNA插入；③具有特殊的__________基因，供重组DNA的鉴定和选择。
二、基因工程的操作程序1．基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：____________的获取、__________的构建、将目的基因___________、目的基因的___________。
2．获取目的基因的方法有______________________和_________________等。
3．基因表达载体至少包括目的基因、__________、_________、____________等成分。
4．将目的基因导入植物细胞的方法有__________、_________、____________等；导入动物细胞的方法有__________等，导入微生物的方法有____________等。
（二）新知预习一蛋白质工程崛起的缘由1.蛋白质工程的实质：将一种生物的________转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的____________，进而表现出____________。
2 基因过程的不足；在原则上只能生产自然界已存在的____________。
二蛋白质工程的基本原理、进展和前景1.蛋白质工程的基本原理（1）概念：①蛋白质分子的____________以及____________的关系②手段：通过____________或____________，对现有蛋白质进行____________，或制造一种新的蛋白质。
③目的：获得满足人类生产和生活需求的____________（2）原理：____________（3）流程：预期的蛋白质功能-----设计预期的____________--------推测应有的____________序列-------找到相应的____________序列（基因）2.前景诱人；用此技术制成的电子元件，具有体积小，耗电少和____________的特点；通过对胰岛素的改造，使其成为速效型药品。
3.难度很大：蛋白质工程目前成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的____________，这种____________十分复杂，科学家对大多数蛋白质的____________的了解还很不够。
思考：根据蛋白质工程的原理，该技术操作的对象是基因还是蛋白质？________________________________________________________________________合作探究案探究主题1：蛋白质工程崛起的缘由1 可以通过哪些途径提高玉米种赖氨酸含量？2.对蛋白质进行改造时，能直接对现有的天然蛋白质进行改造吗？3 比较基因工程和蛋白质工程，讨论二者的区别。
到的基因可有多种。
探究主题2；蛋白质过程的原理、进展和前景1 蛋白质工程操作程序的基本思路与基因过程有什么不同？2 假如某科学家设计出某种蛋白质的空间结构，你能否设计出利用大肠杆菌生产该蛋白质的流程3.确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的基因？4 为什么说蛋白质工程是第二代基因工程？课堂检测：1、蛋白质工程制造的蛋白质是（）A、天然蛋白质B、稀有蛋白质C、自然界中不存在的蛋白质D、肌肉蛋白2蛋白质工程中目前已成功的是（）A、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C、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3、科学家发现将人的干扰素的cDNA在大肠杆菌中进行表达，产生的干扰素的抗病毒活性为106μg／ml，只相当于天然产品的十分之一，通过基因定点突变将第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果使大肠杆菌中生产的β一干扰素的抗病性活性提高到108μg／ml，并且比天然β一干扰素的贮存稳定性高很多。
此项技术属于（）A、细胞工程B、蛋白质工程C、胚胎工程D、基因工程4、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，只有对热稳定性较差，进入人体后容易失效。
现要将此酶开发成一种片剂，临床治疗食物的消化不良，最佳方案是( )A、对此酶中的少数氨基酸替换，以改善其功能B、减少此酶在片剂中的含量C、将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶D、重新设计与创造一种全新的蛋白酶5、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B、对蛋白质进行有目的的改造C、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6.蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，主要包括哪几种？（）①进行少数氨基酸的替换②对不同来源的蛋白质的拼接③从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质④直接改变蛋白质的空间结构A、①②B、①②③C、②③④D、①②④7、关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是（）A、都是分子水平上的操作B、基因工程就是改造基因的分子结构C、蛋白质工程就是改造蛋白质的分子结构D、基因工程能产生自然界本不存在的基因，蛋白质工程能产生自然界根本不存在的蛋白质8、蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代基因工程。
下图示意蛋白质工程流程，图中A、B在遗传学上依次表示（）A、转录和翻译B、翻译和转录C、复制和转录D、传递和表达9、下列各项中不属于蛋白质工程在医学上应用的是（）A、基因芯片用于HIV诊断B、t-PA用于医治心肌梗死C、速效胰岛素用于治疗糖尿病D、人—鼠嵌合抗体用于识别、杀伤肿瘤细胞10、生物界广泛存在变异，人们研究利用变异可以培育高产、优质的作物新品种。
下列能产生新基因的育种方式是（）A.“杂交水稻之父”袁隆平通过杂交技术培育出高产的超级水稻B.用X射线进行大豆人工诱变育种，从诱变后代中选出抗病性强的优良品种C.通过杂交和人工染色体加倍技术，成功培育出抗逆能力强的八倍体小黑麦D.把合成β—胡萝卜素的有关基因转进水稻，育成可防止人类V A缺乏症的转基因水稻11.枯草杆菌产生的蛋白酶具有催化分解蛋白质的特性，但极易被氧化而失效。
1985年，美国的埃斯特尔将枯草杆菌蛋白酶分子中的第222位氨基酸替换后，虽然其水解活性有所下降，但抗氧化能力大大提高。
用这种水解酶作为洗涤剂的添加剂，可以有效地除去血渍、奶渍等蛋白质污渍（1）改造枯草杆菌蛋白酶的生物技术是。
（2）改造后的枯草杆菌中的控制合成蛋白酶的基因与原来相比，至少有个碱基对发生变化。
（3）利用生物技术改造蛋白质，是提高了蛋白质的性，埃斯特尔所作的工作是对已知蛋白质进行。
12.请阅读下列几段文字后回答：①有人把蚕的DNA分离出来，用一种酶“剪切”下制造丝蛋白的基因，再从细菌细胞中提取一种叫“质粒”的DNA分子，把它和丝蛋白基因拼接在一起再送回细菌细胞中，结果，此细菌就有生产蚕丝的本领。
②法国科学家发现，玉米、烟草等植物含有类似人体血红蛋白的基因，如加入“Fe”原子，就可以制造出人的血红蛋白，从而由植物提供医疗中所需要的人体血液。
③1991年，我国复旦大学遗传所科学家成功的进行了世界上首例用基因疗法治疗血友病的临床实验。
④江苏农科院开展转基因抗虫棉花的研究，得到的棉花新品种对棉铃虫等害虫毒杀效果高达80%~100%。
（1）所有这些实验统称为工程，所有这些实验的结果（填有或没有）生成自然界未存在的新型蛋白质。
（2）①段中的实验结果是细菌能生产蚕丝，说明蚕的丝蛋白基因在细菌体内得以。
在将质粒导入大肠杆菌时，一般要用处理该菌，以便吸收周围环境中的DNA分子。
（3）②段中由玉米、烟草的基因生产人类血红蛋白，植物中含类似人类血红蛋白基因，从进化上看，说明不同生物之间具有一定的。
（4）“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递可以表示为，该项科技成果在环境保护上的重要作用是13.蛋白质工程是指根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计、生产的过程。
下面是蛋白质工程的基本途径，回答下列问题：(1)图中③过程的主要依据是每种氨基酸都有其对应的_________，后者位于_______ 分子上，上的核苷酸序列与基因中的脱氧核苷酸序列之间存在_________关系。
（2）通过③过程获得的脱氧核苷酸序列不是完整的基因，要使这一序列能够表达、发挥作用，还必须在序列的上、下游加上_______和_________，在这个过程中需要_____酶的参与。
（3）完成④过程需要设计_______技术。
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 参考答案：CABAC BAAAB 12.（1）蛋白质工程（2）1 （3）稳定少数氨基酸的替换13. (1)基因没有 (2) 表达 Ca2+ (3)亲缘关系减少环境污染14．（1）密码子mRNA 碱基互补配对（2）启动子终止子DNA连接（3）基因工程。
