高中生物浙科版現(xiàn)代生物科技專題第一章基因工程 第1章第4節(jié)

第四節(jié)基因工程的發(fā)展前景課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)1.概述基因工程的發(fā)展前景。2.闡明蛋白質(zhì)工程。3.了解基因工程在各領(lǐng)域的最新應(yīng)用進(jìn)展?？茖W(xué)家在基因工程方面的最新嘗試。(重難點(diǎn))光合作用方面1.研究目標(biāo)光合作用對人類的生存及發(fā)展十分重要，如何提高植物的光合作用效率及農(nóng)作物產(chǎn)量，一直是科學(xué)家追求的目標(biāo)。2．解決方法(1)提高二磷酸核酮糖羧化酶的活性。(2)降低加氧酶的活性。生物固氮方面1.生物固氮概念通過某些微生物將分子氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程。2．解決方法通過基因工程技術(shù)，將固氮細(xì)菌中的固氮基因轉(zhuǎn)移到非豆科作物的細(xì)胞內(nèi)。生物反應(yīng)器1.作用利用動植物作為生物反應(yīng)器能夠生產(chǎn)價格低廉的蛋白質(zhì)藥物。2．成果eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(利用轉(zhuǎn)基因動物的乳腺生產(chǎn)蛋白質(zhì)藥物,利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)疫苗))1．要培育出具有固氮能力的水稻、小麥等，需運(yùn)用哪種生物技術(shù)？【提示】固氮基因工程技術(shù)。蛋白質(zhì)工程1.概念利用基因工程技術(shù)對天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，以便獲得具有理想生物學(xué)功能的蛋白質(zhì)。2．內(nèi)容主要是改造現(xiàn)有的蛋白質(zhì)，通過修改蛋白質(zhì)中的氨基酸序列來改進(jìn)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與構(gòu)象，提高蛋白質(zhì)的活性、穩(wěn)定性和產(chǎn)率。2．通過T4溶菌酶分子中引入二硫鍵的方法提高了其熱穩(wěn)性，試問在此過程中主要采取的生物技術(shù)是什么？【提示】蛋白質(zhì)工程。1．科學(xué)家已培育出具有固氮能力的非豆科農(nóng)作物。(×)【提示】此類作物尚未培育出來。2．轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中已成功表達(dá)出了一些藥用蛋白質(zhì)，如人白細(xì)胞介素-2等。(√)3．蛋白質(zhì)工程的核心技術(shù)是轉(zhuǎn)基因技術(shù)。(√)4．蛋白質(zhì)工程的目的在于獲得人們所需的天然蛋白質(zhì)。(×)【提示】對天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造或獲得新的蛋白質(zhì)。5．利用基因工程可提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。(√)對蛋白質(zhì)工程的理解【問題導(dǎo)思】①什么是蛋白質(zhì)工程？②蛋白質(zhì)工程的基本流程如何？③如何理解蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的？1．概念：利用基因工程技術(shù)對天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，以便獲得具有理想生物學(xué)功能的蛋白質(zhì)。2．蛋白質(zhì)工程崛起的緣由基因工程只能生產(chǎn)出天然蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程是為了生產(chǎn)出符合人類生產(chǎn)和生活需要的蛋白質(zhì)。3．基本原理它可以根據(jù)人的需求來設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，又稱為第二代基因工程。4．基本途徑從預(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)，推測應(yīng)有的氨基酸序列，找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)。5．蛋白質(zhì)工程的步驟1．蛋白質(zhì)工程的設(shè)計(jì)思路與中心法則相反。2．蛋白質(zhì)工程的操作對象是基因。關(guān)于蛋白質(zhì)工程的設(shè)計(jì)思路不正確的是()A．從氨基酸的順序推測基因的核苷酸的排列順序B．蛋白質(zhì)工程完全不遵循中心法則C．從蛋白質(zhì)的功能推測蛋白質(zhì)應(yīng)有的結(jié)構(gòu)D．從蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測氨基酸的排列順序【審題導(dǎo)析】(1)要熟悉蛋白質(zhì)工程的設(shè)計(jì)思路。(2)注意蛋白質(zhì)工程的設(shè)計(jì)思路與蛋白質(zhì)的合成過程相反?！揪v精析】蛋白質(zhì)工程的設(shè)計(jì)思路如下：eq\x(\a\al(預(yù)期蛋白,質(zhì)的功能))→eq\x(\a\al(設(shè)計(jì)蛋白,質(zhì)的結(jié)構(gòu)))→eq\x(\a\al(推測應(yīng)有的,氨基酸序列))→eq\x(\a\al(推測基因的,核苷酸序列))可見，A、C、D項(xiàng)正確；而蛋白質(zhì)的合成過程遵循中心法則，故B項(xiàng)錯誤?！敬鸢浮緽(2023·舟山高二檢測)科學(xué)家將β-干擾素基因進(jìn)行定點(diǎn)突變后，導(dǎo)入大腸桿菌體內(nèi)使其表達(dá)，使干擾素第17位的半胱氨酸變成絲氨酸，結(jié)果大大提高了β-干擾素的抗病活性，并且提高了貯存穩(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．細(xì)胞工程【思維導(dǎo)圖】解答此題的思維流程如下：eq\x(\a\al(基因定點(diǎn)突變后，導(dǎo),入大腸桿菌內(nèi)表達(dá)))→eq\x(\a\al(屬于對基,因的操作))→eq\x(\a\al(干擾素的第17,位氨基酸改變))→eq\x(\a\al(實(shí)現(xiàn)了對蛋白,質(zhì)分子的改造))→eq\x(\a\al(屬于蛋白,質(zhì)工程))【精講精析】為提高β-干擾素的抗病活性，在基因工程的基礎(chǔ)上對編碼β-干擾素相應(yīng)的基因進(jìn)行定點(diǎn)突變，最終實(shí)現(xiàn)了對β-干擾素結(jié)構(gòu)功能的改變，這項(xiàng)技術(shù)稱為蛋白質(zhì)工程?！敬鸢浮緽蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較【問題導(dǎo)思】①蛋白質(zhì)工程與基因工程有哪些區(qū)別和聯(lián)系？其實(shí)質(zhì)分別是什么？②蛋白質(zhì)工程與基因工程的操作程序分別有哪些？項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別過程預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測氨基酸序列→推測脫氧核苷酸序列→合成DNA→表達(dá)出蛋白質(zhì)獲取目的基因→構(gòu)建基因表達(dá)載體→導(dǎo)入受體細(xì)胞→目的基因的檢測與鑒定實(shí)質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品(基因的異體表達(dá))結(jié)果生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中已有的蛋白質(zhì)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程，因?yàn)閷ΜF(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，必須通過基因修飾或基因合成實(shí)現(xiàn)利用基因工程，可以使哺乳動物的乳腺成為一種“生物反應(yīng)器”，大量生產(chǎn)藥物。這種動物基因工程操作的一般過程如下。(1)首先，將________與________等調(diào)控組件重組在一起。(2)然后，通過________的方法，導(dǎo)入哺乳動物的受精卵中。(3)再次，將受精卵送入母體內(nèi)，使其生長發(fā)育為轉(zhuǎn)基因動物。從中選擇________性個體，待其進(jìn)入泌乳期后，可以通過________來生產(chǎn)所需要的藥品?！舅季S導(dǎo)圖】解答此題的思維流程如下：eq\x(\a\al(基因工程的,操作過程))eq\o(\a\al(→,\s\up7(應(yīng)用)))eq\x(\a\al(生物反應(yīng)器,的制作))→eq\x(\a\al(生物反應(yīng)器,的功能))|||eq\x(熟練掌握)eq\x(目的基因準(zhǔn)確表達(dá))eq\x(優(yōu)點(diǎn))【精講精析】本題主要考查的是基因工程技術(shù)的應(yīng)用，即利用轉(zhuǎn)基因動物作為活性生物反應(yīng)器來生產(chǎn)藥物。轉(zhuǎn)基因動物是指以人工方法將外源基因?qū)雱游锸芫?或早期胚胎細(xì)胞)，使外源基因與動物本身的基因組整合，并隨細(xì)胞的分裂而增殖，從而穩(wěn)定地遺傳給下一代動物，這種技術(shù)稱為動物轉(zhuǎn)基因技術(shù)?！敬鸢浮?1)藥用蛋白基因乳腺蛋白基因(2)顯微注射(3)雌分泌乳汁下列關(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)自然界已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程可以對現(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)玫娇梢栽冢?0℃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【審題導(dǎo)析】解答本題的關(guān)鍵是理解基因工程及蛋白質(zhì)工程的區(qū)別與聯(lián)系?！窘馕觥炕蚬こ淘瓌t上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程可以對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，從而制造一種新的蛋白質(zhì)；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，這樣產(chǎn)生的改變才能遺傳下去；蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，不可能自我復(fù)制；由于基因工程和蛋白質(zhì)工程都是對基因進(jìn)行操作，因此，基因工程和蛋白質(zhì)工程產(chǎn)生的變異都是可遺傳的。【答案】C本課知識小結(jié)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建結(jié)論語句1．通過基因工程提高二磷酸核酮糖羧化酶的活性及降低加氧酶的活性以達(dá)到提高植物光合作用效率的目的。2．通過基因工程技術(shù)，將固氮細(xì)菌中的固氮基因轉(zhuǎn)移到非豆科作物的細(xì)胞內(nèi)，使其獲得固氮性狀。3．利用動植物體作生物反應(yīng)器，生產(chǎn)價格低廉的蛋白質(zhì)藥物。4．蛋白質(zhì)工程是指利用基因工程技術(shù)對天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，以便獲得具有理想生物學(xué)功能的蛋白質(zhì)。1．下列有關(guān)葉綠體中的二磷酸核酮糖羧化酶的說法正確的是()A．能通過羧化作用固定CO2，也能催化底物的加氫反應(yīng)B．能通過羧化作用還原CO2，也能催化底物的加氧反應(yīng)C．二磷酸核酮糖羧化酶是由基因控制合成的D．提高二磷酸核酮糖羧化酶和加氧酶的活性，能提高作物產(chǎn)量【解析】二磷酸核酮糖羧化酶的羧化作用能固定CO2，也能催化底物的加氧反應(yīng)；提高二磷酸核酮糖羧化酶的活性和降低加氧酶的活性，會增加植物對二氧化碳的固定速率，能提高作物產(chǎn)量。酶是蛋白質(zhì)，最終是由基因控制合成的?！敬鸢浮緾2．(2023·嘉興高二檢測)利用基因工程手段培育能固氮的水稻品種，其在環(huán)境保護(hù)上的意義是()A．減少氮肥使用量，降低生產(chǎn)成本B．減少氮肥生產(chǎn)量，節(jié)約能源C．避免使用氮肥過多引起的環(huán)境污染D．改良土壤的群落結(jié)構(gòu)【解析】培育固氮水稻品種在環(huán)境保護(hù)上的意義是避免使用氮肥過多引起的環(huán)境污染?！敬鸢浮緾3．(2023·紹興測試)以下關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法正確的是()A．蛋白質(zhì)工程以基因工程為基礎(chǔ)B．蛋白質(zhì)工程就是酶工程的延伸C．蛋白質(zhì)工程就是用蛋白酶對蛋白質(zhì)的改造D．蛋白質(zhì)工程只能生產(chǎn)天然的蛋白質(zhì)【解析】蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程?！敬鸢浮緼4．在設(shè)計(jì)合成自然界中不存在的蛋白質(zhì)時，首先應(yīng)該設(shè)計(jì)()A．基因結(jié)構(gòu) B．mRNA結(jié)構(gòu)C．氨基酸序列 D．蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)【解析】蛋白質(zhì)工程的操作程序：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)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列→合成DNA→表達(dá)出蛋白質(zhì)。由此可知，首先設(shè)計(jì)的應(yīng)該是蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)?！敬鸢浮緿5．蛋白質(zhì)工程的基本操作程序正確的是()①蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)②DNA合成③mRNA合成④蛋白質(zhì)的預(yù)期功能⑤根據(jù)氨基酸的序列推出脫氧核苷酸的序列⑥蛋白質(zhì)分子合成A．①→②→③→④→⑤→⑥B．⑤→④→③→②→①→⑥C．④→①→⑤→②→③→⑥D(zhuǎn)．②→③→⑤→①→⑥→④【解析】蛋白質(zhì)工程是分析已知結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)，并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，主要是改變個別氨基酸，從而分析出改造后的蛋白質(zhì)的氨基酸序列，據(jù)此逆推出mRNA的堿基序列，最后合成出相應(yīng)的DNA?！敬鸢浮緾6．2023年諾貝爾化學(xué)獎授予了三位在研究綠色熒光蛋白(GFP)方面做出突出貢獻(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)部的移動情況，幫助推斷蛋白質(zhì)的功能。下圖為我國首例綠色熒光蛋白GFP轉(zhuǎn)基因克隆豬的培育示意圖，據(jù)圖回答：(1)圖中通過過程①②形成重組質(zhì)粒，需要限制性核酸內(nèi)切酶切取目的基因、切割質(zhì)粒。限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ的識別序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，限制性核酸內(nèi)切酶Ⅱ的識別序列和切點(diǎn)是—↓GATC—。在質(zhì)粒上有酶Ⅰ的一個切點(diǎn)，在目的基因的兩側(cè)各有1個酶Ⅱ的切點(diǎn)。①請畫出質(zhì)粒被限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ切割后所形成的粘性末端。②在DNA連接酶的作用下，上述兩種不同限制性核酸內(nèi)切酶切割后形成的粘性末端能否連接起來？________。理由是___________________________________________________________________________________________。(2)過程③將重組質(zhì)粒導(dǎo)入豬胎兒成纖維細(xì)胞時，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)難題是可以避免________________________________________________________________________________________________________________________________。(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________(用下列序號表示)。①推測藍(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【解析】限制性核酸內(nèi)切酶能識別特定的核苷酸序列，并在特定的位點(diǎn)進(jìn)行切割，產(chǎn)生粘性末端。限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ和Ⅱ切割后產(chǎn)生的粘性末端相同，即均產(chǎn)生GATC序列，因此可以用DNA連接酶將目的基因和載體連接起來。目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最常用、最有效的方法是顯微注射法。標(biāo)記基因可以用來檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞。用轉(zhuǎn)基因克隆豬作為器官移植的供體，其優(yōu)點(diǎn)是可以避免發(fā)生免疫排斥反應(yīng)?！敬鸢浮?1)①eq\o(\a\al(—G↓GATCC—,—CCTAG↑G—))eq\o(→,\s\up7(用酶Ⅰ切割))eq\o(\a\al(—G,—CCTAG))eq\o(\a\al(GATCC—,G—))②可以連接由兩種不同限制性核酸內(nèi)切酶切割后形成的粘性末端是相同的(或是可以互補(bǔ)的)(2)顯微注射法(3)鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因發(fā)生免疫排斥反應(yīng)(4)②①③④一、選擇題1．(2023·浙江平湖市高二質(zhì)檢)蛋白質(zhì)工程中，要對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，必須通過基因修飾或基因合成來完成，而不直接改造蛋白質(zhì)的原因是()A．缺乏改造蛋白質(zhì)所必需的工具酶B．改造基因易于操作且改造后能夠遺傳C．人類對大多數(shù)蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)知之甚少D．蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序千變?nèi)f化，操作難度大【解析】蛋白質(zhì)工程是通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造或者制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。蛋白質(zhì)工程的直接操作對象是基因，并且改造后能夠遺傳；若直接改造蛋白質(zhì)，其性狀不能遺傳?！敬鸢浮緽2．有關(guān)基因工程和蛋白質(zhì)工程的敘述，正確的是()A．通過基因工程產(chǎn)生的蛋白質(zhì)都符合人類需要B．通過基因工程能得到自然界中不存在的蛋白質(zhì)C．蛋白質(zhì)工程通常是對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行直接改造D．蛋白質(zhì)工程可以創(chuàng)造新的、自然界中不存在的蛋白質(zhì)【解析】基因工程通常是以改造生物的遺傳特性為目的，所以基因工程的產(chǎn)物不一定是人類需要的蛋白質(zhì)?；蚬こ讨械哪康幕蛲ǔＪ翘烊坏?，它控制合成天然蛋白質(zhì)。即使人工合成的目的基因，也是根據(jù)天然蛋白質(zhì)的有關(guān)信息合成的，所以基因工程不可能產(chǎn)生非天然蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程并不是直接改造蛋白質(zhì)，而是通過改造某種基因，對這種基因控制合成的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造?！敬鸢浮緿3．當(dāng)前醫(yī)學(xué)上，蛋白質(zhì)工程藥物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白質(zhì)類治療劑，則基因工程藥物與蛋白質(zhì)工程藥物的區(qū)別是()A．都與天然產(chǎn)物完全相同B．都與天然產(chǎn)物不相同C．基因工程藥物與天然產(chǎn)物完全相同，蛋白質(zhì)工程藥物與天然產(chǎn)物不相同D．基因工程藥物與天然產(chǎn)物不相同，蛋白質(zhì)工程藥物與天然產(chǎn)物完全相同【解析】基因工程藥物蛋白是自然界已存在的蛋白質(zhì)，它們的結(jié)構(gòu)和功能與天然產(chǎn)物完全相同；而蛋白質(zhì)工程藥物是根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出自然界中不存在的分子，與天然產(chǎn)物不同?！敬鸢浮緾4．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法，正確的是()A．蛋白質(zhì)工程僅僅是對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作B．蛋白質(zhì)工程能生產(chǎn)出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子C．對蛋白質(zhì)的改造是通過直接改造相應(yīng)的mRNA來實(shí)現(xiàn)的D．蛋白質(zhì)工程的流程和天然蛋白質(zhì)合成的過程是相同的【解析】蛋白質(zhì)工程是通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造新的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程的流程是：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)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)；天然蛋白質(zhì)的合成過程是：基因→表達(dá)(轉(zhuǎn)錄和翻譯)→形成具一定氨基酸序列的多肽鏈→形成具有高級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)→行使生物功能?！敬鸢浮緽5．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)工程可以在大腸桿菌細(xì)胞中得到人的胰島素D．蛋白質(zhì)工程可以對胰島素進(jìn)行改造和修飾，合成速效型胰島素制劑【解析】蛋白質(zhì)工程是依據(jù)人們設(shè)計(jì)的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，來改造基因，進(jìn)而控制合成新的蛋白質(zhì)或改變自然界中的蛋白質(zhì)，而在大腸桿菌中生產(chǎn)人胰島素利用基因工程技術(shù)便可達(dá)到?！敬鸢浮緾6．(2023·江蘇高考)近年誕生的具有劃時代意義的CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可簡單、準(zhǔn)確地進(jìn)行基因定點(diǎn)編輯。其原理是由一條單鏈向?qū)NA引導(dǎo)核酸內(nèi)切酶Cas9到一個特定的基因位點(diǎn)進(jìn)行切割。通過設(shè)計(jì)向?qū)NA中20個堿基的識別序列，可人為選擇DNA上的目標(biāo)位點(diǎn)進(jìn)行切割(見下圖)。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．Cas9蛋白由相應(yīng)基因指導(dǎo)在核糖體中合成B．向?qū)NA中的雙鏈區(qū)遵循堿基配對原則C．向?qū)NA可在逆轉(zhuǎn)錄酶催化下合成D．若α鏈剪切位點(diǎn)附近序列為……TCCAGAATC……則相應(yīng)的識別序列為……UCCAGAAUC……【解析】基因控制蛋白質(zhì)的合成，蛋白質(zhì)的合成場所是核糖體，A選項(xiàng)正確；由圖示可見，單鏈向?qū)NA中含有雙鏈區(qū)，雙鏈區(qū)的堿基配對遵循堿基配對原則，B選項(xiàng)正確；逆轉(zhuǎn)錄酶催化合成的產(chǎn)物不是RNA而是DNA，C選項(xiàng)錯誤；若α鏈剪切位點(diǎn)附近序列為……TCCAGAATC……，則目標(biāo)DNA中另一條鏈的堿基序列是……AGGTCTTAG……，故向?qū)NA中的識別序列是……UCCAGAAUC……，D選項(xiàng)正確?！敬鸢浮緾7．(2023·臺州高二檢測)如圖表示蛋白質(zhì)工程的操作過程，下列說法不正確的是()蛋白質(zhì)工程A．蛋白質(zhì)工程中對蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的了解是非常關(guān)鍵的工作B．蛋白質(zhì)工程是完全擺脫基因工程技術(shù)的一項(xiàng)全新的生物工程技術(shù)C．a(chǎn)、b過程分別是轉(zhuǎn)錄、翻譯D．蛋白質(zhì)工程中可能構(gòu)建出一種全新的基因【解析】蛋白質(zhì)工程對蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的了解很關(guān)鍵，如其空間結(jié)構(gòu)、氨基酸的排列順序等。對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改造不是直接操作完成的，而是通過用來編碼相應(yīng)部位的基因進(jìn)行修飾或改造實(shí)現(xiàn)的?！敬鸢浮緽8．蛋白質(zhì)工程和基因工程的相同點(diǎn)在于()A．最終目的 B．實(shí)施過程C．基本原理 D．沒有共同點(diǎn)【解析】蛋白質(zhì)工程和基因工程的最終目的都是獲得人們預(yù)期的蛋白質(zhì)，以滿足生產(chǎn)、生活需要。【答案】A9．2023年諾貝爾化學(xué)獎授予了“發(fā)現(xiàn)和發(fā)展了水母綠色熒光蛋白”的三位科學(xué)家。將綠色熒光蛋白基因的片段與目的基因連接起來組成一個融合基因，再將該融合基因轉(zhuǎn)入真核生物細(xì)胞內(nèi)，表達(dá)出的蛋白質(zhì)就會帶有綠色熒光。綠色熒光蛋白在該研究中的主要作用是()A．追蹤目的基因在細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制過程B．追蹤目的基因插入到染色體上的位置C．追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的分布D．追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)【解析】將綠色熒光蛋白基因的片段與目的基因連接起來組成一個融合基因，將該融合基因轉(zhuǎn)入真核生物細(xì)胞內(nèi)，表達(dá)出的蛋白質(zhì)帶有綠色熒光，從而可以追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的分布。【答案】C10．下列選項(xiàng)中屬于蛋白質(zhì)工程成就的是()A．提高二磷酸核酮糖羧化酶活性，提高栽培作物的光合作用效率B．通過固氮基因技術(shù)，已實(shí)現(xiàn)玉米的生物固氮能力C．利用植物已生產(chǎn)出了疫苗D．科學(xué)家已通過T4溶菌酶中引入二硫鍵的方法提高了其熱穩(wěn)定性【解析】前三個選項(xiàng)均屬于基因工程技術(shù)的預(yù)期“成就”，不屬于蛋白質(zhì)工程；D項(xiàng)是通過對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改造，獲得了其預(yù)期的功能，是蛋白質(zhì)工程并且得以實(shí)現(xiàn)?！敬鸢浮緿二、非選擇題11．如圖為蛋白質(zhì)工程操作的基本思路，請據(jù)圖回答下列問題。(1)代表蛋白質(zhì)工程操作思路的過程是________；代表中心法則內(nèi)容的是________。(填寫數(shù)字)(2)寫出圖中各數(shù)字代表的生物學(xué)過程的名稱或內(nèi)容：①________；②________；③________；④________；⑤________。(3)蛋白質(zhì)工程的目的是______________，通過________________實(shí)現(xiàn)。(4)從圖中可以看出蛋白質(zhì)工程的設(shè)計(jì)思路與中心法則是________的?！窘馕觥刻烊坏鞍踪|(zhì)合成的過程是按照中心法則進(jìn)行的，而蛋白質(zhì)工程的設(shè)計(jì)思路與之相反，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)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)。解答此題需要理解中心法則和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識?！敬鸢浮?1)④⑤①②(2)轉(zhuǎn)錄翻譯折疊推測應(yīng)有的氨基酸序列DNA合成(3)對蛋白質(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12．(2023·浙江奉化市高二質(zhì)檢)植物生物反應(yīng)器是指通過基因工程途徑，以常見的農(nóng)作物作為“化學(xué)工廠”，通過大規(guī)模種植，生產(chǎn)具有重要功能的蛋白，如人或動物的疫苗、抗體、工農(nóng)業(yè)用酶等各種高價值的生物制品的方法。列舉幾例如下表，請據(jù)此回答問題：反應(yīng)器名稱藥物名稱作用蕪菁生物反應(yīng)器干擾素抗病毒煙草生物反應(yīng)器Ⅰ生長激素促進(jìn)生長煙草生物反應(yīng)器Ⅱ核糖體抑制蛋白抑制HIV增殖番茄生物反應(yīng)器狂犬病病毒糖蛋白(G蛋白)疫苗馬鈴薯生物反應(yīng)器人血清白蛋白(HSA)維持滲透壓、pH緩