- 蛋白质工程的崛起
- 共126题
科研人员通过蛋白质工程来设计改变酶的构象.在研究溶菌酶的过程中,得到了多种突变酶,测得酶50%发生变性时的温度(Tm),部分结果见下表:
(注:Cys上角的数字表示半胱氨酸在肽链的位置)
(1)溶菌酶热稳定性的提高,是通过改变______和增加______得以实现的.
(2)从热稳定性高的酶的氨基酸序列出发,利用______方法获得目的基因,通过基因工程的手段,可以生产自然界中不存在的蛋白质.
(3)PCR技术(聚合酶链式反应)可以使改造后的目的基因扩增,即在试管中进行DNA的人工复制获得大量DNA克隆分子.
该技术的原理是______. 从分子水平上看,A过程与细胞内DNA复制过程的共同点是______.C过程必须使用______酶.
正确答案
解:(1)由以上分析可知,溶菌酶热稳定性的提高,是通过改变半胱氨酸的位置和数目和增加二硫链的数目得以实现的.
(2)从热稳定性高的酶的氨基酸序列出发,找到对应的脱氧核苷酸序列(基因),利用人工合成(化学合成)的方法获得目的基因,再通过基因工程的手段,可以生产自然界中不存在的蛋白质.
(3)PCR技术的原理是DNA分子的复制;图中A表示高温变性过程,该过程与细胞内DNA复制过程的共同点是氢键断裂(解旋);C为延伸过程,该过程在高温条件下进行,必须使用热稳定DNA聚合酶.
故答案为:
(1)半胱氨酸的位置和数目 二硫链的数目
(2)人工合成(化学合成)
(3)DNA分子的(半保留)复制 氢键断裂(解旋) 热稳定(耐高温)DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)
解析
解:(1)由以上分析可知,溶菌酶热稳定性的提高,是通过改变半胱氨酸的位置和数目和增加二硫链的数目得以实现的.
(2)从热稳定性高的酶的氨基酸序列出发,找到对应的脱氧核苷酸序列(基因),利用人工合成(化学合成)的方法获得目的基因,再通过基因工程的手段,可以生产自然界中不存在的蛋白质.
(3)PCR技术的原理是DNA分子的复制;图中A表示高温变性过程,该过程与细胞内DNA复制过程的共同点是氢键断裂(解旋);C为延伸过程,该过程在高温条件下进行,必须使用热稳定DNA聚合酶.
故答案为:
(1)半胱氨酸的位置和数目 二硫链的数目
(2)人工合成(化学合成)
(3)DNA分子的(半保留)复制 氢键断裂(解旋) 热稳定(耐高温)DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)
已知生物体内用一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋白.由305个氨基酸组成.如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸,240位的谷氨酰胺变成苯丙氮酸.改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能,而且具有酶的催化活性.回答下列问题:
(1)从上述资料可知,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质______进行改造.
(2)以P基因序列为基础,获得P1基因的途径有修饰______基因或合成______基因.所获得的基因表达时时遵循中心法则的,中心法则的全部内容包括______的复制;以及遗传信息在不同分子之间的流动,即:______.
(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程,其基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过______和______,进而确定相对应的脱氧核苷酸序列,据此获得基因,再经表达、纯化获得蛋白质,之后还需要对蛋白质的生物______进行鉴定.
正确答案
解:(1)从上述资料可知,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的氨基酸序列进行改造.
(2)以P基因序列为基础,获得P1基因的途径有二:①修饰P基因;合成P1基因.所获得的基因表达时遵循中心法则,中心法则的全部内容包括DNA和RNA复制;以及遗传信息在不同分子之间的流动,即DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质.
(3)蛋白质工程的过程为:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因).据此获得基因,再经表达、纯化获得蛋白质,之后还需要对蛋白质的生物功能进行鉴定.
故答案为:
(1)氨基酸序列(或结构)
(2)P P1 DNA和RNA(或遗传物质) DNA→RNA RNA→DNA RNA→蛋白质(或转录,逆转录,翻译)
(3)设计蛋白质结构 推测氨基酸序列 功能
解析
解:(1)从上述资料可知,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的氨基酸序列进行改造.
(2)以P基因序列为基础,获得P1基因的途径有二:①修饰P基因;合成P1基因.所获得的基因表达时遵循中心法则,中心法则的全部内容包括DNA和RNA复制;以及遗传信息在不同分子之间的流动,即DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质.
(3)蛋白质工程的过程为:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因).据此获得基因,再经表达、纯化获得蛋白质,之后还需要对蛋白质的生物功能进行鉴定.
故答案为:
(1)氨基酸序列(或结构)
(2)P P1 DNA和RNA(或遗传物质) DNA→RNA RNA→DNA RNA→蛋白质(或转录,逆转录,翻译)
(3)设计蛋白质结构 推测氨基酸序列 功能
请回答有关图的问题:
(1)图甲中①一⑤所示的生物工程为______.该工程是指以______作为基础,通过对基因的修饰或合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造出新的一种蛋白质,以满足人类的生产生活的需求.
(2)图甲中序号④所示过程叫做______,该过程遵循的碱基互补原则中不同于翻译过程的是______.(请将模板碱基写在前)
(3)如图乙,一个基因表达载体的组成,除了目的基因外,在基因尾端还必须有[2]______;图中[3]______的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来.
(4)若预期蛋白质欲通过乳腺生物反应器生产,则构建基因表达载体时,图乙中序号[1]代表的是______;且在图甲中⑨过程之前,要对精子进行筛选、保留含性染色体______的精子.
(5)为获得较多的受精卵进行研究,图甲中⑥过程一般用激素对供体做______处理,为提高培育成功率,进行⑩过程之前,要对______动物做______处理.若甲图中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢,则其在⑧之前须进行体外培养到______期方能受精.
(6)用______技术处理发育到______期或囊胚期的早期胚胎,可获得同卵双胎或多胎.若是对囊胚进行处理,要注意将______均等分割.
正确答案
解:(1)蛋白质工程是指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,通过对基因的修饰或合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造出新的一种蛋白质,以满足人类的生产生活的需求.
(2)图甲中④表示反转录过程,该过程遵循的碱基互补原则为U-A、A-T、C-G、G-C,而翻译过程中遵循的碱基互补原则为U-A、A-U、C-G、G-C,前者不同于翻译过程的是A-T.
(3)基因表达载体主要由目的基因、标记基因、启动子和终止子.图中3是标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来.
(4)制备乳腺生物反应器过程中,在构建基因表达载体时,需在目的基因前加上乳腺蛋白基因的启动子;因为只有雌性个体能分泌乳汁,所以在图甲中⑨过程之前,要对精子进行筛选、保留含性染色体X的精子.
(5)为获得较多的受精卵进行研究,图甲中⑥过程一般用激素对供体做超数排卵处理;为提高培育成功率,进行胚胎移植过程之前,要对供、受体动物做同期发情处理.从屠宰场收集的卵巢中获取的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期方能受精.
(6)进行胚胎分割时,需选择发育良好,形成正常的桑葚期或囊胚期的早期胚胎.对囊胚进行处理,要注意将内细胞团均等分割.
故答案为:
(1)蛋白质工程 蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系
(2)反转录 A---T
(3)终止子 标记基因
(4)乳腺蛋白基因的启动子 X
(5)超数排卵 供、受体 同期发情 减数第二次分裂中期
(6)胚胎分割 桑葚胚 内细胞团
解析
解:(1)蛋白质工程是指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,通过对基因的修饰或合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造出新的一种蛋白质,以满足人类的生产生活的需求.
(2)图甲中④表示反转录过程,该过程遵循的碱基互补原则为U-A、A-T、C-G、G-C,而翻译过程中遵循的碱基互补原则为U-A、A-U、C-G、G-C,前者不同于翻译过程的是A-T.
(3)基因表达载体主要由目的基因、标记基因、启动子和终止子.图中3是标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来.
(4)制备乳腺生物反应器过程中,在构建基因表达载体时,需在目的基因前加上乳腺蛋白基因的启动子;因为只有雌性个体能分泌乳汁,所以在图甲中⑨过程之前,要对精子进行筛选、保留含性染色体X的精子.
(5)为获得较多的受精卵进行研究,图甲中⑥过程一般用激素对供体做超数排卵处理;为提高培育成功率,进行胚胎移植过程之前,要对供、受体动物做同期发情处理.从屠宰场收集的卵巢中获取的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期方能受精.
(6)进行胚胎分割时,需选择发育良好,形成正常的桑葚期或囊胚期的早期胚胎.对囊胚进行处理,要注意将内细胞团均等分割.
故答案为:
(1)蛋白质工程 蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系
(2)反转录 A---T
(3)终止子 标记基因
(4)乳腺蛋白基因的启动子 X
(5)超数排卵 供、受体 同期发情 减数第二次分裂中期
(6)胚胎分割 桑葚胚 内细胞团
作物脱毒、改善畜产品的品质、抗除草剂作物、可保存的干扰素、检测有毒物质、性别鉴定依次是下列哪项生物技术的应用
①基因工程②细胞工程③蛋白质工程④胚胎工程
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正确答案
下列育种所采用的生物技术或原理依次是
美国科学家将生长激素基因注入小白鼠的受精卵中,得到了体型巨大的“超级小鼠”;
“人鼠嵌合抗体”的合成;
荷兰科学家将人乳高铁蛋白基因移植到牛体内,牛产出含高铁蛋白的牛奶;
遨游过太空的青椒种子培育的“太空椒”比正常青椒大一倍
①基因工程②蛋白质工程③诱变育种④杂交育种
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正确答案
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