1.4　蛋白质工程的崛起

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1、[随堂检测]1．将人的干扰素基因通过基因定点突变，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，改造后的干扰素比天然干扰素的抗病毒活性和稳定性显著提高，此项技术属于(　　)A．蛋白质工程　　　　　　　B．细胞工程C．胚胎工程D．生态工程解析：选A。通过改造基因来改造蛋白质，属于蛋白质工程，A正确；基因定点突变属于分子水平，不属于细胞工程、胚胎工程和生态工程，B、C、D错误。2．下面对蛋白质工程的基本操作程序的叙述，正确的是(　　)①蛋白质分子结构合成②DNA合成③mRNA合成④蛋白质的预期功能⑤根据氨基酸的序列推出脱氧核苷酸的序列A．①→②→③→④→⑤→①B．⑤→④→③→②→①→②C．④→①→⑤

2、→②→③→①D．②→③→⑤→①→②→④解析：选C。蛋白质工程的操作流程为：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(即基因)→修改或合成的基因表达出相应的蛋白质。3．T4溶菌酶的稳定性大大提高的根本原因是(　　)A．控制T4溶菌酶合成的基因的一个位点发生突变B．控制T4溶菌酶合成的mRNA上的密码子发生变化C．T4溶菌酶中一个氨基酸发生了替换D．T4溶菌酶中的第3位氨基酸由异亮氨酸变为半胱氨酸解析：选A。T4溶菌酶是一种蛋白质，其稳定性提高的原因是其分子结构的改变。蛋白质的合成受基因控制，所以蛋白质改变的根本原因是基因的改变。选项B、C

3、、D的内容都是T4溶菌酶改变的原因，但都不是根本原因。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，最佳方案是(　　)A．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C．重新设计与创造一种蛋白酶D．减少此酶在片剂中的含量解析：选A。要想使某种微生物合成的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。5．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

4、有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质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解析：选B。基因工程原则上只能生产自然界已有的蛋白质；蛋白质工程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，是延伸出来的第二代基因工程，蛋白质工程需进行转录和翻译。6．糖尿病是近年来高发的“富贵病”，常见类型有遗传性糖尿病和Ⅱ型糖尿病。遗传性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

5、胰岛恢复功能。Ⅱ型糖尿病需要注射胰岛素治疗。目前临床使用胰岛素制剂注射后120min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。请回答下列问题：(1)对遗传性糖尿病进行基因治疗的方案中，胰岛素基因为______________，实验室中要先对该基因利用_______技术进行扩增。将该基因导入人体细胞所用的方法是___________。该科研机构采用的基因治疗方法是________________。(2)对遗传性糖尿病患者进行治疗的基因工程步骤中的核心步骤是____________。(3)科研人员

6、利用蛋白质工程合成速效胰岛素，该技术的实验流程为：―→其中，流程A是____________________________，流程B是__________________。(4)基因工程技术还可以用于基因诊断，其基本原理是_________________________。解析：(1)对遗传性糖尿病进行基因治疗的方案中，胰岛素基因为目的基因。可采用PCR技术扩增目的基因。将该基因导入人体细胞所用的方法是显微注射法。科研机构在治疗遗传性糖尿病时，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，因此该科研机构采用的基因治疗

7、方法是体外基因治疗。(2)基因工程步骤中的核心步骤是基因表达载体的构建。(3)分析题图可知：流程A是从预期的蛋白质功能出发，流程B是推测应有的氨基酸序列。(4)基因工程技术还可以用于基因诊断，其基本原理是DNA分子杂交。答案：(1)目的基因　PCR　显微注射法　体外基因治疗(2)基因表达载体的构建　(3)从预期的蛋白质功能出发　推测应有的氨基酸序列　(4)DNA分子杂交7．已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转