第4节 蛋白质工程的崛起 知识点题库
①基因工程 ②细胞工程 ③蛋白质工程
—干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素第十七位的半胱氨酸改变成了丝氨酸，结果大大提高了—干扰素的抗病活性，并且提高了储存稳定性。该生物技术为 （ ）
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（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、。
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（2） 若相关蛋白质的核酸片段是从细胞质中获取的mRNA，则④过程包括和诱导突变，以获得所需的目的基因。
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（3） ⑤过程中对核苷酸序列有严格要求的工具酶是，基因表达载体中除了目的基因外，还应有、、等。
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（4） 为获得较多的受精卵用于研究，⑥过程的处理方案是用进行。若⑥过程所得的卵母细胞是从卵巢中获得的，则体外受精前的卵母细胞在体外人工培养至，如果从雌性动物的获取的卵母细胞，则不需要培养成熟。
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（5） 为提高培育成功率，进行⑩过程之前，对受体动物的处理是。
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（1） 干扰素的作用机理是：干扰素作用于宿主细胞膜上的相应受体，激活细胞核中基因表达产生多种抗病毒蛋白，其中有些蛋白可通过激活使病毒的RNA水解．
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（2） ES细胞是由早期胚胎或中分离出来的﹣类细胞，这类细胞在形态上表现为等胚胎细胞的特性．
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（3） 将经过修饰的腺病毒与干扰素基因重组形成的转移到ES细胞中，再筛选出成功转移的细胞进行扩增培养．对改造的ES细胞进行培养的过程中，为防止细菌的污染，可向培养液中添加一定量的；培养液应定期更换，其目的是；当细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为，此时在培养瓶内会形成层细胞．最后将培养的ES细胞输入到患者体内，这种基因治疗方法称为．
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（4） 由于干扰素在体外保存困难，可利用蛋白质工程对干扰素进行改造，基本途径是：预期蛋白质功能→→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列．
资料1：1958年，美国科学家将胡萝卜韧皮部的细胞放在培养基中培养，得到了完整植株，并能开花结果．
资料2：葡萄糖异构酶在工业上应用广泛，为提高其热稳定性，朱国萍等人在确定第138位甘氨酸为目标氨基酸后，用有效方法以脯氨酸替代甘氨酸，结果其最适反应温度提高了10﹣12℃，使蛋白质空间结构更具刚性．
资料3：“试管婴儿”自诞生就引起了世界科学界的轰动，甚至被称为人类生殖技术的一大创举．也为治疗不孕不育症开辟了新途径．
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（1） 资料1中所运用的技术手段是技术．由离体的细胞获得完整植株，需经过过程，其理论基础是．
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（2） 资料2中提到的生物技术属于工程的范畴．该工程是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技术．在该实例中，引起葡萄糖异构酶空间结构改变的根本原因是发生了改变．
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（3） 资料3中的“试管婴儿”，它实际上结合了体外受精、和等多种技术手段．
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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（1） 科技人员先从“提升玉米种子中赖氨酸含量”这一功能出发，预期构建出的结构，再推测出相对应目的基因的序列，最终合成出“M酶”基因。
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（2） 科技人员获得“M酶”基因后，常利用技术在体外将其大量扩增，此过程需要一种特殊的酶是。
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（3） “M酶”基因只有插入，才能确保“M酶”基因在玉米细胞中得以稳定遗传。科技人员将“M酶”基因导人玉米细胞中需要借助的运输。
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（4） 依据原理，可将含有“M酶”基因的玉米细胞培育成转“M酶”基因的玉米植株。为了确保育种成功，科技人员需要通过，从个体水平加以鉴定。
胰岛素的应用是糖尿病治疗历史上的一个里程碑。胰岛素自1922年用于临床以来，就成为治疗糖尿病的特效药物。目前全世界糖尿病患者已超过四亿，为临床提供充足、质量可靠的胰岛素制剂是现代生物制药领域的一项重要工程。
人胰岛素由胰岛 β 细胞合成，核糖体上最初形成的是前胰岛素原单链多肽，进入内质网腔后，信号肽被切除，形成胰岛素原。高尔基体内的特异性肽酶将胰岛素原的 C 肽区域切除，A 链和 B 链通过二硫键形成共价交联的活性胰岛素（如图）。
最初用于临床的胰岛素几乎都是从猪、牛胰脏中提取的。猪、牛胰岛素与人胰岛素生理功能相似，但氨基酸序列有微小差异。接受动物胰岛素治疗的患者有5％～10％出现不同程度的过敏反应，抗动物胰岛素抗体还可能对患者的胰岛 β 细胞功能产生负面影响。
随着基因工程技术的发展，重组人胰岛素逐渐取代动物胰岛素。早期的重组人胰岛素生产，采用A、B链分别表达法。后来该方法被胰岛素原表达法取代，即由大肠杆菌合成胰岛素原，然后经细胞外酶切获得胰岛素。1987年用酵母菌生产重组人胰岛素的方法出现。重组人胰岛素的结构与人体自身分泌的胰岛素结构完全相同，但无法完全模拟生理胰岛素曲线，容易导致血糖波动，甚至导致低血糖发生。
上世纪90年代，科学家通过改变胰岛素的氨基酸序列和结构，研制出能更好模拟生理胰岛素分泌特点的胰岛素类似物，包括速效胰岛素和长效胰岛素类似物。例如，将人胰岛素 B 链第28位的脯氨酸替换为天门冬氨酸，可有效抑制胰岛素单体的聚合，皮下注射这种速效胰岛素类似物后，起效快（10-20分钟起效）、血药浓度峰值高、药效消失快，已经在临床上广泛应用。
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（1） 用猪胰岛素进行治疗，易诱导人体产生抗猪胰岛素抗体，原因是。
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（2） 人胰岛素基因有 2 个内含子。利用大肠杆菌通过胰岛素原法生产重组人胰岛素，获取目的基因时，不宜采用的方法是
a．直接从细胞内总 DNA 中分离目的基因
b．用化学方法直接人工合成目的基因
c．以 mRNA 为模板逆转录合成目的基因
d．利用 PCR 扩增人胰岛素原基因的编码序列
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（3） 与大肠杆菌相比，利用酵母菌生产胰岛素的优势有。
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（4） 重组人胰岛素工程菌构建完成后，还需要通过工程技术进行胰岛素的生产。
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（5） 正常人胰岛素的生理性分泌，可分为基础胰岛素分泌（24小时持续脉冲式分泌微量胰岛素，维持空腹状态下血糖稳定）和进餐后的胰岛素分泌。能更好地模拟餐时生理胰岛素曲线的是（选填速效或长效）胰岛素类似物。
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（6） 请写出通过蛋白质工程，构建胰岛素类似物工程菌的基本过程。
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（1） 培育“金色大米”的基因工程操作四步曲中，其核心是，通过该操作形成了图中的（填字母），它的构成至少包括等。
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（2） 在构建c的过程中目的基因用（填“限制酶Ⅰ”或“限制酶Ⅱ”）进行了切割。检验重组载体导入能否成功，需要利用作为标记基因。
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（3） 过程d通常采用法，过程e运用了技术，在该技术应用的过程中，关键步骤是利用含有一定营养和激素的培养基诱导植物细胞进行。
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（4） 若希望该转基因水稻生产的“金色大米”含维生素A含量更高、效果更好，则需要通过工程手段对合成维生素A的相关目的基因进行设计。该工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多，主要原因是。
