- 蛋白质工程的崛起
- 共126题
【生物--现代生物科技专题】
设计并生产更加符合人类需要的蛋白质具有极为广阔的应用前景．利用胚胎工程技术生产预期蛋白质的流程如图所示．
（1）过程①～⑤所示的生物工程为______．该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______的修饰或合成，对现有的______进行改造，或制造出一种新的蛋白质，以满足人类生产生活的需求．
（2）若预期蛋白质欲通过乳腺生物反应器生产，需在过程⑨之前，要对精子进行筛选，以保留含______性染色体的精子并对精子进行______处理．
（3）若过程⑥中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢，则在过程⑧之前，需进行体外培养到______期方能受精．为提高培育成功率，进行⑩过程之前，要对供、受体动物进行______处理．
（4）用胚胎分割技术处理发育到______期或囊胚期的早期胚胎并进行胚胎移植，可获得同卵双胎或多胎．
正确答案
解：（1）蛋白质工程的过程：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）．所以图中过程①～⑤所示的生物工程为蛋白质工程．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，通过基因的修饰或合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造出一种新的蛋白质，以满足人类生产生活的需求．
（2）若预期蛋白质欲通过乳腺生物反应器生产，因为只有雌性动物才能分泌乳汁，所以需在过程⑨之前，要对精子进行筛选，以保留含X性染色体的精子并对精子进行获能处理．
（3）从卵巢中收集到的卵母细胞部成熟，需培养到减数第二次分裂中期方能受精．为提高培育成功率，进行⑩过程之前，要对供、受体动物进行同期发情处理，为胚胎移植进入受体提供相同的生理环境．
（4）用胚胎分割技术处理发育到桑椹胚期或囊胚期的早期胚胎并进行胚胎移植，可获得同卵双胎或多胎．
故答案为：
（1）蛋白质工程 基因 蛋白质
（2）X 获能
（3）减数第二次分裂中期 同期发情
（4）桑椹胚
解析
解：（1）蛋白质工程的过程：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）．所以图中过程①～⑤所示的生物工程为蛋白质工程．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，通过基因的修饰或合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造出一种新的蛋白质，以满足人类生产生活的需求．
（2）若预期蛋白质欲通过乳腺生物反应器生产，因为只有雌性动物才能分泌乳汁，所以需在过程⑨之前，要对精子进行筛选，以保留含X性染色体的精子并对精子进行获能处理．
（3）从卵巢中收集到的卵母细胞部成熟，需培养到减数第二次分裂中期方能受精．为提高培育成功率，进行⑩过程之前，要对供、受体动物进行同期发情处理，为胚胎移植进入受体提供相同的生理环境．
（4）用胚胎分割技术处理发育到桑椹胚期或囊胚期的早期胚胎并进行胚胎移植，可获得同卵双胎或多胎．
故答案为：
（1）蛋白质工程 基因 蛋白质
（2）X 获能
（3）减数第二次分裂中期 同期发情
（4）桑椹胚
请回答有关下图的问题：
（1）图甲中①〜⑤所示的生物工程为______．该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______的修饰或合成，对现有的______进行改造，或制造出一种新的蛋白质，以满足人类生产生活的需求．
（2）图甲中序号④所示过程叫做______，该过程遵循的碱基互补配对原则不同于翻译过程的是______（请将模板碱基写在前）．
（3）若预期蛋白质欲通过乳腺生物反应器生产，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．
（4）为获得较多的受精卵运行研究，图甲中⑥过程一般用______对供体做超数排卵处理；为提髙培育成功率，进行⑩过程之前，要对______动物做______处理．若图甲中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢，则其在⑧之前需进行体外培养到______期方能受精．
（5）用______技术处理发育到______期或獎胚期的早期胚胎，可获得同卵双胎或多胎若是对襄胚进行处理，要注意将______均等分割．
正确答案
解：（1）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）．由此可见，图甲中①〜⑤所示的生物工程为蛋白质工程．蛋白质工程是指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要．
（2）图甲中序号④所示以细胞质中的mRNA为模板反转录形成DNA的过程，该过程的碱基互补配对方式为A-T、U-A、C-G、G-C，而翻译过程碱基互补配对方式为A-U、U-A、C-G、G-C，所以该过程遵循的碱基互补配对原则不同于翻译过程的是A-T．
（3）乳腺生物反应器是从雌性生物的乳汁中提取目的基因产物，所以在图甲中⑨过程之前，要对精子进行筛选，保留含性X染色体的精子．
（4）为获得较多的受精卵运行研究，图甲中⑥过程一般用促性腺激素对供体做超数排卵处理；为提髙培育成功率，进行⑩过程之前，要对供、受体动物做同期发情处理．若图甲中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢，则其在⑧之前需进行体外培养到减数第二次分裂中期方能受精．
（5）获得同卵双胎或多胎，需要用胚胎分割技术处理发育到桑椹胚期或囊胚期的早期胚胎，对囊胚进行处理时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育．
故答案为：
（1）蛋白质工程 基因 蛋白质
（2）反转录 A-T
（3）X
（4）激素 供、受体 同期发情 减数第二次分裂中（或MⅡ中）
（5）胚胎分割 桑椹胚 内细胞团
解析
解：（1）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）．由此可见，图甲中①〜⑤所示的生物工程为蛋白质工程．蛋白质工程是指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要．
（2）图甲中序号④所示以细胞质中的mRNA为模板反转录形成DNA的过程，该过程的碱基互补配对方式为A-T、U-A、C-G、G-C，而翻译过程碱基互补配对方式为A-U、U-A、C-G、G-C，所以该过程遵循的碱基互补配对原则不同于翻译过程的是A-T．
（3）乳腺生物反应器是从雌性生物的乳汁中提取目的基因产物，所以在图甲中⑨过程之前，要对精子进行筛选，保留含性X染色体的精子．
（4）为获得较多的受精卵运行研究，图甲中⑥过程一般用促性腺激素对供体做超数排卵处理；为提髙培育成功率，进行⑩过程之前，要对供、受体动物做同期发情处理．若图甲中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢，则其在⑧之前需进行体外培养到减数第二次分裂中期方能受精．
（5）获得同卵双胎或多胎，需要用胚胎分割技术处理发育到桑椹胚期或囊胚期的早期胚胎，对囊胚进行处理时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育．
故答案为：
（1）蛋白质工程 基因 蛋白质
（2）反转录 A-T
（3）X
（4）激素 供、受体 同期发情 减数第二次分裂中（或MⅡ中）
（5）胚胎分割 桑椹胚 内细胞团
植酸酶，是酶的品种之一，在动物饲料加工中发挥重要作用．植酸酶能分离出植酸分子中的磷，将植酸（盐）降解为肌醇和无机磷，同时释放出与植酸（盐）结合的其它营养物质．
（1）饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性．利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的______，最终通过改变植酸酶的______，再通过基因工程得到新的植酸酶．
（2）培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为饲料原料磷的利用率．将植酸酶基因导入大豆细胞最常用的方法是______．
（3）为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过______方法转入猪的______中．将早期胚胎培养至一定时期通过______方法，从而一次得到多个转基因猪个体．
（4）若这些转基因植物被推广种植，可能会对生态环境产生怎样的影响？______．
正确答案
解：（1）利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的空间结构，然后改变植酸酶的氨基酸序列，从而得到新的植酸酶．
（2）基因工程中，通常利用农杆菌转化法将目的基因导入植物的受体细胞．根据基因工程的操作步骤，该转基因植株的过程为：外源植酸酶基因→农杆菌→大豆细胞→大豆植株再生→鉴定．
（3）基因工程中，目的基因导入动物细胞的受精卵中时，一般用显微注射法．受精卵培养到桑椹胚或囊胚时期可以利用胚胎分割移植方法，一次得到多个转基因猪个体．
（4）基因工程能够使个体表现出人们所需要的性状，减少环境中磷的污染，但可能会随个体的杂交，扩散到环境中去，造成基因污染．
故答案为：
（1）空间结构 氨基酸序列
（2）农杆菌介导的转化法
（3）显微注射法 受精卵 胚胎分割移植
（4）减少环境中磷的污染，但该基因可能扩散到环境中
解析
解：（1）利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的空间结构，然后改变植酸酶的氨基酸序列，从而得到新的植酸酶．
（2）基因工程中，通常利用农杆菌转化法将目的基因导入植物的受体细胞．根据基因工程的操作步骤，该转基因植株的过程为：外源植酸酶基因→农杆菌→大豆细胞→大豆植株再生→鉴定．
（3）基因工程中，目的基因导入动物细胞的受精卵中时，一般用显微注射法．受精卵培养到桑椹胚或囊胚时期可以利用胚胎分割移植方法，一次得到多个转基因猪个体．
（4）基因工程能够使个体表现出人们所需要的性状，减少环境中磷的污染，但可能会随个体的杂交，扩散到环境中去，造成基因污染．
故答案为：
（1）空间结构 氨基酸序列
（2）农杆菌介导的转化法
（3）显微注射法 受精卵 胚胎分割移植
（4）减少环境中磷的污染，但该基因可能扩散到环境中
如图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题：
（1）代表蛋白质工程操作思路的过程是______（填写数字），代表中心法则内容的是______．（填写数字）
（2）写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容：
①______，②______，④______，⑤______．
（3）蛋白质工程的目的是______，通过______实现．
正确答案
解：（1）图中④⑤过程代表蛋白质工程操作思路；①②过程代表中心法则．
（2）由以上分析可知，图中①为转录过程，②为翻译过程，④为分子设计，⑤表示DNA合成．
（3）蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要．可见，蛋白质工程的目的是对蛋白质的结构进行分子设计，通过基因合成或改造实现．
故答案为：
（1）④⑤①②
（2）转录 翻译 分子设计 DNA合成
（3）对蛋白质的结构进行分子设计 基因合成或改造
解析
解：（1）图中④⑤过程代表蛋白质工程操作思路；①②过程代表中心法则．
（2）由以上分析可知，图中①为转录过程，②为翻译过程，④为分子设计，⑤表示DNA合成．
（3）蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要．可见，蛋白质工程的目的是对蛋白质的结构进行分子设计，通过基因合成或改造实现．
故答案为：
（1）④⑤①②
（2）转录 翻译 分子设计 DNA合成
（3）对蛋白质的结构进行分子设计 基因合成或改造
[生物一选修3：现代生物科技专题]
图是某种动物蛋白质工程示意图，请分析回答：
（1）目前，蛋白质工程中难度最大的是图中编号______所示的过程，实现③过程的依据有______、______．
（2）在⑤过程中，______连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段互补的平末端．
（3）为获得较多的受精卵进行研究，⑥过程需用激素做______处理．若⑥过程所得的卵母细胞是从屠宰母畜的卵巢中获得的，则体外受精前的⑧过程表示在体外人工培养卵母细胞到______期．
（4）为提高培育成功率，进行⑩过程之前，需对胚胎进行质量检查，应取部分滋养层细胞，以______为探针进行DNA分子杂交检测．对受体动物需要用特定的激素进行______处理．
正确答案
解：（1）因为蛋白质的功能必须依赖于正确的高级结构，而科学家对大多数蛋白质的高级结构的了解还很不够，因此，目前蛋白质工程中难度最大的是图中编号①所示的过程；③表示根据应有的氨基酸序列推断对应脱氧核苷酸序列的过程，该过程的实现需依据氨基酸对应的密码子、mRNA与DNA间的碱基配对原则．
（2）根据酶的来源不同可将DNA连接酶分为两类，即DNA连接酶和T4DNA连接酶．这二者都能连接黏性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平末端．
（3）⑥表示卵母细胞的采集过程，为获得较多的受精卵，该过程可用促性腺激素对母畜进行超数排卵处理；从屠宰母畜的卵巢中获得的卵母细胞还不成熟，需要在体外人工培养到减数第二次分裂中期才能与获能的精子结合．
（4）对胚胎进行质量检查时，应取部分滋养层细胞，以目的基因为探针进行DNA分子杂交检测．对受体动物需要用特定的激素进行同期发情处理，为胚胎移植入受体子宫提供相同的生理环境．
故答案为：
（1）①氨基酸对应的密码子 mRNA与DNA间的碱基配对原则
（2）T4DNA
（3）用促性腺激素进行超数排卵 减数第二次分裂中
（3）目的基因 同期发情
解析
解：（1）因为蛋白质的功能必须依赖于正确的高级结构，而科学家对大多数蛋白质的高级结构的了解还很不够，因此，目前蛋白质工程中难度最大的是图中编号①所示的过程；③表示根据应有的氨基酸序列推断对应脱氧核苷酸序列的过程，该过程的实现需依据氨基酸对应的密码子、mRNA与DNA间的碱基配对原则．
（2）根据酶的来源不同可将DNA连接酶分为两类，即DNA连接酶和T4DNA连接酶．这二者都能连接黏性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平末端．
（3）⑥表示卵母细胞的采集过程，为获得较多的受精卵，该过程可用促性腺激素对母畜进行超数排卵处理；从屠宰母畜的卵巢中获得的卵母细胞还不成熟，需要在体外人工培养到减数第二次分裂中期才能与获能的精子结合．
（4）对胚胎进行质量检查时，应取部分滋养层细胞，以目的基因为探针进行DNA分子杂交检测．对受体动物需要用特定的激素进行同期发情处理，为胚胎移植入受体子宫提供相同的生理环境．
故答案为：
（1）①氨基酸对应的密码子 mRNA与DNA间的碱基配对原则
（2）T4DNA
（3）用促性腺激素进行超数排卵 减数第二次分裂中
（3）目的基因 同期发情
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