高中生物人教版現(xiàn)代生物科技專題專題1基因工程蛋白質(zhì)工程的崛起 全國(guó)獲獎(jiǎng)

課時(shí)跟蹤檢測(cè)(四)蛋白質(zhì)工程的崛起班級(jí)：____________姓名：____________得分：____________(滿分：50分時(shí)間：25分鐘)一、選擇題(每小題2分，共20分)1．下列說法不正確的是()A．天然蛋白質(zhì)是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的B．天然蛋白質(zhì)都能符合人類生產(chǎn)和生活的需要C．天然干擾素在體外保存相當(dāng)困難D．許多工業(yè)用酶是由天然酶改造而來(lái)的2．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的設(shè)計(jì)思路中，說法不正確的是()A．從蛋白質(zhì)的功能推測(cè)蛋白質(zhì)應(yīng)有的結(jié)構(gòu)B．從蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測(cè)氨基酸的排列順序C．從氨基酸的排列順序推測(cè)基因中脫氧核苷酸的排列順序D．蛋白質(zhì)工程完全不遵循中心法則3．科學(xué)家將β-干擾素基因進(jìn)行定點(diǎn)突變導(dǎo)入大腸桿菌中表達(dá)，使干擾素第十七位的半胱氨酸改變成絲氨酸，結(jié)果大大提高了β-干擾素的抗病活性，并且提高了儲(chǔ)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．組織培養(yǎng)4．下列哪項(xiàng)不是蛋白質(zhì)工程的研究?jī)?nèi)容()A．分析蛋白質(zhì)分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)B．對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行有目的的改造C．分析氨基酸的化學(xué)組成D．按照人的意愿將天然蛋白質(zhì)改造成新的蛋白質(zhì)5．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述中，不正確的是()A．蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類的需要B．蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)C．蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子D．蛋白質(zhì)工程的操作起點(diǎn)是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的基因，并借助基因工程實(shí)現(xiàn)的6．科學(xué)家為提高玉米中賴氨酸含量，將天冬氨酸激酶的第352位的蘇氨酸變成異亮氨酸，將二氫吡啶二羧酸合成酶中104位的氨基酸由天冬酰胺變成異亮氨酸，就可以使玉米葉片和種子中的游離賴氨酸含量分別提高5倍和2倍，下列對(duì)蛋白質(zhì)的改造，操作正確的是()A．直接通過分子水平改造蛋白質(zhì)B．直接改造相應(yīng)的mRNAC．對(duì)相應(yīng)的基因進(jìn)行操作D．重新合成新的基因7．豬的胰島素用于人體降低血糖濃度效果不明顯，原因是豬的胰島素分子中有一個(gè)氨基酸與人的不同。為了使豬的胰島素用于臨床治療人的糖尿病，用蛋白質(zhì)工程對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行設(shè)計(jì)的最佳方案是()A．對(duì)豬的胰島素進(jìn)行一個(gè)不同氨基酸的替換B．將豬的胰島素和人的胰島素進(jìn)行拼接，組成新的胰島素C．將豬和人的胰島素混合在一起治療人的糖尿病D．根據(jù)人的胰島素設(shè)計(jì)制造一種新的胰島素8．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)自然界中已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程可以對(duì)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(lái)的，蛋白質(zhì)工程最終還是要通過基因修飾或基因合成來(lái)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D．基因工程和蛋白質(zhì)工程產(chǎn)生的變異都是可遺傳的9．某種微生物合成的蛋白酶與人體消化液中的蛋白酶的結(jié)構(gòu)和功能很相似，只是其熱穩(wěn)定性較差，進(jìn)入人體后容易失效?，F(xiàn)要將此酶開發(fā)成一種片劑，臨床治療食物消化不良，最佳方案是()A．替換此酶中的少數(shù)氨基酸，以改善其功能B．將此酶與人蛋白酶進(jìn)行拼接，形成新的蛋白酶C．重新設(shè)計(jì)與創(chuàng)造一種蛋白酶D．減少此酶在片劑中的含量10．蛋白質(zhì)工程中最早成功實(shí)現(xiàn)的是()A．對(duì)胰島素進(jìn)行改造，生產(chǎn)速效型藥品B．蛋白質(zhì)工程應(yīng)用于微電子方面C．體外耐保存的干擾素D．用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)高產(chǎn)賴氨酸玉米二、非選擇題(共30分)11．(14分)干擾素是動(dòng)物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒感染和癌癥，但體外保存相當(dāng)困難，如果將其分子上的一個(gè)半胱氨酸變成絲氨酸，就可在－70℃條件下保存半年，(1)蛋白質(zhì)的合成是受基因控制的，因此獲得能夠控制合成“可以保存的干擾素”的基因是生產(chǎn)的關(guān)鍵，依據(jù)蛋白質(zhì)工程原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，讓動(dòng)物生產(chǎn)“可以保存的干擾素”：eq\o(→,\s\up7(設(shè)計(jì)))eq\o(→,\s\up7(推測(cè)))eq\o(→,\s\up7(合成))(2)基因工程和蛋白質(zhì)工程相比較，基因工程在原則上只能生產(chǎn)________的蛋白質(zhì)，不一定符合__________________需要。而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過________或________，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行________或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。(3)蛋白質(zhì)工程實(shí)施的難度很大，原因是蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的________結(jié)構(gòu)。(4)對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，應(yīng)該直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)？其原因是什么？12．(16分)綠色熒光蛋白(GFP)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)生的熒光就可以跟蹤蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)部的移動(dòng)情況，幫助推斷蛋白質(zhì)的功能。下圖為我國(guó)首例綠色熒光蛋白(GFP)轉(zhuǎn)基因克隆豬的培育過程示意圖，據(jù)圖回答：(1)圖中通過過程①、②形成重組質(zhì)粒，需要限制酶切取目的基因、切割質(zhì)粒。限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—↓GATC—。在質(zhì)粒上有酶Ⅰ的1個(gè)切點(diǎn)，在目的基因的兩側(cè)各有1個(gè)酶Ⅱ的切點(diǎn)。①請(qǐng)畫出質(zhì)粒被限制酶Ⅰ切割后形成黏性末端的過程。________________________________________________________________________。②在DNA連接酶的作用下，上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連接起來(lái)？__________，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(shí)，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_____________________________________________________________。(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：__________________(用序號(hào)表示)。①推測(cè)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)色熒光蛋白答案1．選B天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，但不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。2．選D蛋白質(zhì)工程的基本途徑是根據(jù)中心法則反推出來(lái)的。3．選B題目中的操作中涉及的基因顯然不再是原來(lái)的基因，其合成的β-干擾素也不是天然β-干擾素，而是經(jīng)過改造的、具人類所需優(yōu)點(diǎn)的蛋白質(zhì)，因而整個(gè)過程利用的生物技術(shù)應(yīng)為蛋白質(zhì)工程。4．選C蛋白質(zhì)工程就是指根據(jù)蛋白質(zhì)的精細(xì)結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系，按照人的意愿改造蛋白質(zhì)分子，形成自然界中不存在的蛋白質(zhì)分子，對(duì)蛋白質(zhì)的改造包括氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序，但不包括氨基酸的化學(xué)組成。5．選B蛋白質(zhì)工程實(shí)際操作還是對(duì)基因進(jìn)行操作，而不是對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行操作。6．選C蛋白質(zhì)工程的直接操作對(duì)象是基因。7．選D要使豬的胰島素臨床用于治療人的糖尿病，需要對(duì)豬的胰島素進(jìn)行蛋白質(zhì)改造，制造一種新的胰島素。蛋白質(zhì)工程實(shí)質(zhì)是對(duì)基因的改造。8．選C利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)蛋白質(zhì)產(chǎn)品應(yīng)通過改造相應(yīng)基因后，再經(jīng)基因表達(dá)大量產(chǎn)生。9．選A蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)包括一級(jí)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)，一級(jí)結(jié)構(gòu)是指組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序，蛋白質(zhì)的功能是由一級(jí)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)共同決定的，特別是空間結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)的功能關(guān)系更密切。要想使蛋白酶熱穩(wěn)定性有所提高，就要改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，此類問題一般是對(duì)蛋白質(zhì)中的個(gè)別氨基酸進(jìn)行替換。10．選A1981年，用基因工程菌生產(chǎn)出胰島素產(chǎn)品，隨后進(jìn)入商品化生產(chǎn)，結(jié)束了完全依賴動(dòng)物臟器生產(chǎn)胰島素的歷史。11．解析：蛋白質(zhì)工程的操作流程是：預(yù)期蛋白質(zhì)的功能→預(yù)期蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)氨基酸序列→確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列?；蚬こ讨荒苌a(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程卻可以生產(chǎn)自然界不存在的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程直接操作的對(duì)象是基因。答案：(1)預(yù)期蛋白質(zhì)的功能預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)應(yīng)有的氨基酸序列相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)(2)自然界已存在人類生產(chǎn)和生活基因修飾基因合成改造(3)空間(或高級(jí))(4)應(yīng)該通過對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)天然蛋白質(zhì)的改造。首先，任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因也就是對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以通過改造過的基因遺傳下去；如果對(duì)蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)分子也無(wú)法遺傳。其次，對(duì)基因進(jìn)行改造比對(duì)蛋白質(zhì)直接進(jìn)行改造要容易操作，難度要小得多12．解析：(1)中①問相對(duì)比較簡(jiǎn)單，書寫要關(guān)注DNA序列與限制酶識(shí)別序列的區(qū)別，不要遺漏了酶和黏性末端的正確表達(dá)。②問中由于兩種限制酶切割形成的黏性末端是相同的，可以互補(bǔ)配對(duì)，因此可用DNA連接酶進(jìn)行相互“縫合”。(2)基因工程中目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞的方法是顯微注射法。(3)基因表達(dá)載體上標(biāo)記基因的作用是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因；獲得轉(zhuǎn)基因豬，可以解決醫(yī)學(xué)上供體器官不足和免疫排斥問題。(4)蛋白質(zhì)工程正確的操