高中生物 1.3 蛋白質(zhì)工程規(guī)范訓(xùn)練 蘇教版選修3

第三節(jié)蛋白質(zhì)工程(時間：30分鐘滿分：50分)考查知識點及角度難度及題號基礎(chǔ)中檔稍難蛋白質(zhì)工程的原理2、4、53蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用16蛋白質(zhì)工程綜合78一、選擇題(共6小題，每小題5分，共30分)1．科學(xué)家將β-干擾素基因進(jìn)行定點誘變導(dǎo)入大腸桿菌表達(dá)，使干擾素第17位的半胱氨酸改變成絲氨酸，結(jié)果大大提高β-干擾素的抗病毒活性，并且提高了儲存穩(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．細(xì)胞工程解析基因工程是通過對基因的操作，將符合人們需要的目的基因?qū)脒m宜的生物體，使其高效表達(dá)，從中提取所需的基因控制合成的蛋白質(zhì)，或表現(xiàn)某種性狀，蛋白質(zhì)產(chǎn)品仍然為天然存在的蛋白質(zhì)。而蛋白質(zhì)工程卻是對控制蛋白質(zhì)合成的基因進(jìn)行改造，從而實現(xiàn)對其編碼的蛋白質(zhì)的改變，所得到的已不是天然的蛋白質(zhì)。題目中的操作中涉及的基因顯然不再是原來的基因，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、具有人類所需優(yōu)點的蛋白質(zhì)，因而整個過程利用的生物技術(shù)應(yīng)為蛋白質(zhì)工程。答案B2．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的設(shè)計思路，不正確的是 ()。A．從蛋白質(zhì)的功能推測蛋白質(zhì)應(yīng)有的結(jié)構(gòu)B．從蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測氨基酸的排列順序C．從氨基酸的順序推測基因的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解析蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)，是根據(jù)中心法則逆推的。答案D3．下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的說法，正確的是 ()。A．蛋白質(zhì)工程無需構(gòu)建基因表達(dá)載體B．通過蛋白質(zhì)工程改造后的蛋白質(zhì)有的仍是天然的蛋白質(zhì)C．蛋白質(zhì)工程需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶D．蛋白質(zhì)工程是在蛋白質(zhì)分子水平上改造蛋白質(zhì)的解析蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的，最終改造的對象仍是DNA分子，因此需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。答案C4．下列不是測定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法是 ()。A．X射線衍射法B．核磁共振法C．DNA和蛋白質(zhì)測序技術(shù)D．定點誘變法解析應(yīng)用X射線衍射法可測定蛋白質(zhì)分子的三維空間結(jié)構(gòu)；利用核磁共振法可了解蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象；DNA和蛋白質(zhì)測序技術(shù)的自動化可測定蛋白質(zhì)分子的一級結(jié)構(gòu)；而定點誘變法是對于已知空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，引入替代氨基酸，從而改變其結(jié)構(gòu)，有目的地改造蛋白質(zhì)的功能。答案D5．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法，錯誤的是()。A．蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類需要B．蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(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的新型蛋白質(zhì)分子D．蛋白質(zhì)工程與基因工程密不可分，又稱為第二代基因工程解析本題考查蛋白質(zhì)工程的相關(guān)知識，深入理解蛋白質(zhì)工程的概念是正確解答本題的關(guān)鍵?；虻慕Y(jié)構(gòu)決定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，因此，要對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計改造，最終還必須通過改造基因來完成，而不是直接對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作。答案B6．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，臨床治療食物的消化不良，最佳方案是 ()。A．對此酶中的少數(shù)氨基酸替換，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)計與創(chuàng)造一種全新的蛋白酶D．減少此酶在片劑中的含量解析本題考查蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展與前景。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)包括一級結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)，一級結(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)的功能是由其一級結(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)，此類問題一般是對蛋白質(zhì)中的個別氨基酸進(jìn)行替換。答案A二、非選擇題(共20分)7．(10分)下圖是利用定點突變技術(shù)獲取人們所需蛋白質(zhì)的過程示意圖。請據(jù)圖分析回答相關(guān)問題。(1)該圖示過程體現(xiàn)了________________(至少寫出兩項)等現(xiàn)代生物技術(shù)的綜合運用。(2)當(dāng)前基因工程中擴增目的基因常用的方法是________，圖中________(填寫圖中序號)過程即為此項應(yīng)用。(3)Ⅳ過程需使用的酶是________，它具有的重要特性是________；Ⅴ過程的最終完成必須依賴于________酶的作用。(4)從理論上分析，經(jīng)過Ⅶ過程可提供人們所需蛋白質(zhì)的細(xì)胞占總數(shù)的________，理由是___________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)基因工程、蛋白質(zhì)工程、PCR技術(shù)(2)PCR技術(shù)Ⅱ→Ⅴ(3)DNA聚合酶熱穩(wěn)定性DNA連接(4)eq\f(1,2)目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，經(jīng)過復(fù)制，只有一半的子代DNA分子中含有突變基因，從而控制合成人們所需的蛋白質(zhì)；另一半子代DNA分子中含有正?；?．(10分)干擾素是動物體內(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半胱氨酸變成絲氨酸，就可在－70℃(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)計實驗流程，讓動物生產(chǎn)“可以保存的干擾素”：eq\x()eq\o(――→,\s\up7(設(shè)計))eq\x()eq\o(――→,\s\up7(推測))eq\x()eq\o(――→,\s\up7(合成))eq\x()(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)對天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，應(yīng)該直接對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？___________________________________________________________________________________________________________________。原因是：____________________________________________________________________________________________________________________________。解析本題綜合考查了蛋白質(zhì)工程與基因工程的異同，并考查了蛋白質(zhì)工程的原理及在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用。蛋白質(zhì)工程是研究多種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能、蛋白質(zhì)折疊、蛋白質(zhì)分子設(shè)計等一系列分子生物學(xué)基本問題的一種新型的、強有力的手段。通過對蛋白質(zhì)工程的研究，可以深入地揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)和生命活動的規(guī)律?；蚬こ套裱行姆▌t，從DNA→mRNA→蛋白質(zhì)折疊產(chǎn)生功能，基本上是生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程是按照以下思路進(jìn)行的：確定蛋白質(zhì)的功能→蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級結(jié)構(gòu)→蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)→應(yīng)有的氨基酸序列→應(yīng)有的堿基排列→創(chuàng)造出自然界不存在的蛋白質(zhì)。答案(1)預(yù)期蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)應(yīng)有的氨基酸序列相應(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